(Ο επικεφαλής αναλυτής τεχνολογιών του IDTechEx, Luke Gear, δημοσίευσε πρόσφατα το πιο κάτω άρθρο σχετικά με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με ενεργειακά στοιχεία υδρογόνου.)
Αυτοκίνητα Ενεργειακών Στοιχείων Υδρογόνου: Μια εμπορική αποτυχία
Η τεχνική έκθεση του IDTechEx με τίτλο «Προηγμένα Ηλεκτρικά Αυτοκίνητα 2020 – 2040» προβλέπει ότι τα αυτοκίνητα με ενεργειακά στοιχεία υδρογόνου, παγκοσμίως, θα συνεχίσουν να αποτελούν μια εμπορική αποτυχία, τουλάχιστο για την επόμενη εικοσαετία. Ενώ αρχικά αντιμετωπίστηκαν ως τα αυτοκίνητα μηδενικών εκπομπών με μεγάλες αυτονομίες, τα οποία θα ανταγωνίζονταν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με συσσωρευτές, η εξέλιξη απέδειξε ότι συνοδεύονται από μεγάλα μειονεκτήματα:
- Κάτω από τις τρέχουσες συνθήκες, τα αυτοκίνητα ενεργειακών στοιχείων (FCEV) κοστίζουν 1,6 φορές ακριβότερα κατά την αρχική κτήση τους και τουλάχιστο τρεις φορές ακριβότερα κατά τη λειτουργία τους συγκρινόμενα με τα συμβατικά αυτοκίνητα με θερμικό κινητήρα, ανάλογα και με τη γεωγραφική θέση του χρήστη. Αντίθετα, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με συσσωρευτές τείνουν, στις διάφορες αγορές ανά τον κόσμο, να εξισώσουν το ολικό κόστος αγοράς και λειτουργία τους στον κύκλο ζωής τους με εκείνο των συμβατικών αυτοκινήτων.
- Τα FCEV’s στηρίζονται επιπρόσθετα στους συσσωρευτές Ιόντων Λιθίου προκειμένου να αποδώσουν υψηλές ισχύεις κατά την κίνησή τους με αποτέλεσμα να αυξάνει το κόστος τους (το Nikola One διαθέτει συστοιχία συσσωρευτών 250kWh).
- Οι συστοιχίες των ενεργειακών στοιχείων υποστηρίζονται από βοηθητικούς μηχανισμούς οι οποίοι διαθέτουν κινούμενα μέρη έτσι ώστε το κόστος συντήρησής τους τελικά να είναι υψηλότερο από εκείνο των ηλεκτρικών αυτοκινήτων με συσσωρευτές.
- Οι συσσωρευτές εξελίσσονται προς την κατεύθυνση αύξησης της διάρκειας ζωής τους για ένα εκατομμύριο μίλια και αύξησης της χωρητικότητάς τους ώστε να εξασφαλίζουν αυτονομίες της τάξεως των χιλίων μιλίων εντός της δεκαετίας. Από κοστολογικής πλευράς οι συσσωρευτές είναι φτηνότεροι από τα ενεργειακά στοιχεία.
- Βασικό στοιχείο αποτελεί το γεγονός ότι τα FCEV χρειάζονται πολύ περισσότερη ενέργεια ανά μίλι οδήγησης, σε σύγκριση με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με συσσωρευτές, γιατί ο βαθμός απόδοσής τους είναι χαμηλός, παράγουν θερμότητα και επιπλέον απαιτούν κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή του «πράσινου υδρογόνου».
Στο διάγραμμα φαίνεται ότι με κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας ίσης με 1kWh από το δίκτυο το ηλεκτροκίνητο αυτοκίνητο με συσσωρευτές τύπου Tesla Model 3 κινείται σε απόσταση 3,69 μιλίων ενώ, με την ίδια κατανάλωση, το FCEV τύπου Toyota Mirai κινείται μόνο σε απόσταση 1,14 μιλίων.
Δεδομένα: 54kWh ηλεκτρικής ενέργειας απαιτείται για την παραγωγή 1 kg πράσινου υδρογόνου με τη μέθοδο της ηλεκτρόλυσης. Αντίθετα η κυκλική απόδοση των συσσωρευτών παρουσιάζει πολύ υψηλό δείκτη της τάξεως του 90%. (Πηγή: IDTechEx)
Το συνηθισμένο επιχείρημα υπέρ των FCEV’s είναι ότι προσφέρουν μεγαλύτερες αυτονομίες για κίνηση με μηδενικές εκπομπές. Το επιχείρημα αυτό καταρρέει όμως λόγω της ταχείας εξέλιξης της τεχνολογίας των συσσωρευτών. Σύμφωνα με την έκθεση του IDTechEx, για τα σημεία στα οποία επικεντρώνεται η εξέλιξη των ηλεκτρικών αυτοκινήτων, τα τρία επικρατέστερα αυτοκίνητα τύπου FCEV στη σημερινή αγορά είναι το Toyota Mirai, με 300 μίλια αυτονομία, το Hyundai Nexo, με 413 μίλια αυτονομία, και το Honda Clarity, με 316 μίλια αυτονομία. Όμως στις αρχές του 2020 ή Tesla έβγαλε στην αγορά το Model S με 400 μίλια αυτονομία (EPA), προκαλώντας τον ανταγωνισμό από την Lucid Motors η οποία ανακοίνωσε ότι το ‘Lucid Air‘ BEV sedan θα είναι το πρώτο ηλεκτρικό αυτοκίνητο παραγωγής με αυτονομία 500 μιλίων κατά EPA με πρώτες παραδόσεις στις αρχές του 2021. Επιπλέον ανακοίνωσε ότι με τη βοήθεια φωτοβολταϊκών στοιχείων το μοντέλο Lightyear One, το οποίο επίσης θα βγει στην αγορά κατά το επόμενο έτος, θα έχει αυτονομία 463 μιλίων με συστοιχία συσσωρευτών χωρητικότητας μόνο 50 kWh.
Στο θέμα της αυτονομίας και του άγχους που προκαλεί στον οδηγό σημαντικότατο βέβαια ρόλο παίζει η ύπαρξη ή όχι ενός πυκνού δικτύου ανεφοδιασμού. Σήμερα τέτοια δίκτυα ανεφοδιασμού με υδρογόνο σχεδόν δεν υπάρχουν έτσι ώστε ελάχιστοι θα είναι αυτοί που θα αποφασίσουν την αγορά ενός FCEV. Αλλά και οι προοπτικές ανάπτυξης τους δεν είναι ευοίωνες κυρίως λόγω του πολύ υψηλού κόστους τους σε αντίθεση με το κόστος των σταθμών ταχυφόρτισης των ηλεκτρικών αυτοκινήτων με συσσωρευτές όπως φαίνεται κατωτέρω:
Τρείς βασικοί πίνακες που δείχνουν τα μειονεκτήματα των FCEV’s.
- Ο πρώτος δείχνει ότι το κόστος κίνησης σε δολάρια ανά μίλι ανέρχεται σε 0,27$ για το FCVE ενώ για το θερμικό αυτοκίνητο είναι 0,1$ και για το ηλεκτρικό με συσσωρευτές (BEV) είναι μόνο 0,03$.
- Ο δεύτερος δείχνει τα κοστολόγια εγκατάστασης σταθμών ανεφοδιασμού. Για τα BEV ξεκινάνε από τα 1.000$ και φτάνουν στις 25.000$ (για ταχυφορτιστές), ενώ για τα FCEV ξεκινάνε από το 1.000.000$.
- Ο τρίτος δείχνει την διαθεσιμότητα σταθμών ανεφοδιασμού στις ΗΠΑ. Είναι εμφανές ότι οι σταθμοί ανεφοδιασμού με υδρογόνο είναι ελάχιστοι.
( Το κόστος ανά μίλι υπολογίστηκε με τις τιμές του υδρογόνου στην πολιτεία της Καλιφόρνια. Πηγή: IDTechEx, AFDC)
Το ερώτημα που γεννιέται είναι γιατί συνεχίζουμε να ασχολούμεθα με τα FCEV’s?
Ο λόγος είναι ότι τα ενεργειακά στοιχεία μπορεί να βρουν εφαρμογές στα πεδία μεταφορών σε δύσβατα εδάφη (off road), σε μεταφορές βαρέων φορτίων σε μεγάλες αποστάσεις, στη ναυτιλία, στα τραίνα κ.λπ. Οι τομείς αυτοί όμως, συγκρινόμενοι με τα αυτοκίνητα, αποτελούν επί μέρους εξειδικευμένες εφαρμογές η καθεμία από τις οποίες με δυσκολία θα αποσβέσει τα έξοδα έρευνας και ανάπτυξης. Άλλωστε και οι συσσωρευτές θα συνεχίσουν να έχουν ανταγωνιστική παρουσία σε πολλές από αυτές τις εφαρμογές.
Τα FCEV’s παρουσιάζουν σε μερικές περιοχές του κόσμου φαινόμενα ανάπτυξής τους τα οποία όμως οφείλονται σε ένα γενικότερο ενδιαφέρον δημιουργίας της ονομαζόμενης «οικονομίας του υδρογόνου». Αυτή όμως η τάση μόνο ως τοπικού ενδιαφέροντος μπορεί να χαρακτηριστεί και κατά κανένα τρόπο ως μια παγκόσμια τάση.
Εν ολίγοις: Εάν οι συσσωρευτές μπορούν να καλύψουν τις λειτουργικές ανάγκες της όποιας εφαρμογής αποτελούν την καλύτερη λύση τόσο για το περιβάλλον όσο και για τους καταναλωτές και είναι βέβαιο ότι τις ανάγκες της αυτοκίνησης μπορούν σήμερα να τις καλύψουν κατά τον καλύτερο δυνατό τρόπο.
Για περισσότερες πληροφορίες: “Advanced Electric Cars 2020-2040″ ή επισκεφτείτε την www.IDTechEx.com/Cars
