noiembrie 29, 2021

Transportul comunitar electric pe hidrogen, pactul României pentru un mediu mai curat

Tranziția verde a economiei Uniunii Europene ar trebui să ofere acces la energie curată, sigură și accesibilă pentru companii și pentru consumatorii finali.  Dar nu este o misiune ușoară: producția și consumul de energie au generat 75% din emisiile de gaze cu efect de seră la nivelul UE în 2018, iar aceasta încă depinde de importuri de petrol și gaze pentru 58% din totalul de energie.

În acest context, în iulie 2020, Comisia Europeană a propus o strategie a hidrogenului pentru o Europă neutră climatic, care urmărește accelerarea producerii de hidrogen curat și asigurarea rolului său la baza unui sistem energetic neutru climatic până în 2050.

Care sunt avantajele hidrogenului?

Există mai multe tipuri de hidrogen, în funcție de procesul de producție și de emisiile de gazecu efect de seră.  Hidrogenul curat, adică „hidrogen regenerabil” sau „hidrogen verde” este produs prin electroliza apei folosind electricitate din surse regenerabile și nu emite gaze cu efect de seră în timpul producerii. Potrivit unui raport al Comisiei Europene, citat de europarl.europa.eu, numai hidrogenul verde – produs din surse regenerabile – poate contribui în mod durabil la atingerea neutralității climatice pe termen lung.

În cifre, hidrogenul reprezintă aproximativ 2% din mixul energetic al UE, din care 95% este produs prin arderea de combustibili fosili, ceea ce degajă 70-100 milioane de tone de dioxid de carbon în fiecare an. Potrivit cercetărilor recente, energiile regenerabile ar putea furniza o parte substanțială din mixul energetic european până în 2050. În acest mix hidrogenul ar putea reprezenta până la 20%, respectiv între 20-50% din necesarul de energie în transporturi și între 5-20% din necesarul în industrie. El este folosit în principal ca materie primă în procesele industriale, dar și drept combustibil pentru rachete spațiale.

Hidrogenul poate fi considerat un bun combustibil datorită proprietăților acestuia:

  • Folosirea sa ca sursă de energie nu produce gaze cu efect de seră (apa este singurul produs secundar)
  • Poate fi folosit pentru a produce alte gaze, ca și combustibili lichizi
  • Infrastructura existentă pentru transportul și stocarea gazelor poate fi reutilizată pentru hidrogen
  • Are o densitate energetică mai ridicată decât a bateriilor, deci poate fi folosit pentru transportul pe distanțe lungi, sau de tonaj mare

Așadar, în prezent, hidrogenul are un aport minor în aprovizionarea globală cu energie. Rămân provocări de depășit în ce privește competitivitatea costurilor, amploarea producției, infrastructura necesară și percepția asupra siguranței, anunță aceeași sursă. Cu toate acestea, este de așteptat ca hidrogenul să permită pe viitor transportul fără emisii, încălzire domestică și procese industriale, cât și stocarea de energie inter-sezonieră. Eurodeputații doresc ca statele UE și Comisia să stimuleze producția și folosirea de combustibil din surse regenerabile.

Observație tehnică privind emisiile motorizării „pe hidrogen”

Celulele fuel cells convertesc hidrogenul și oxigenul direct în electricitate fără nicio emisie atmosferică. Se formează apă, pentru un autobuz, 90 litri/100 km.

Motorizarea pe hidrogen are trei avantaje majore față de tehnologia actuală a motoarelor cu combustie internă cu combustibili fosili (motorina, GPL):

-Câștiguri de eficiență energetică. AIE raportează că eficiența medie generală a vehiculelor cu motoare cu combustie internă pe benzină și motorină (ICEV) este de sub 23%, în funcție de tehnologia specifică a motorului.

-Consumul mediu de combustibil al unui vehicul cu celule fuel cells variază de la un factor de două până la trei ori mai mic decât ICE în traficul rutier și respectiv în traficul urban (vehicolele fuel cells obțin o eficiență suplimentară de 10-15%);

-Emisiile de gaze de seră sunt aproape zero. Utilizarea elulelor fuell cells elimină complet emisiile de particule și oxizii de sulf și azot, poluanți asociați cu motoarele convenționale.

În plus, transferul autobuzelor de la motor clasic la motor fuel cells se poate face ușor, achiziționând doar kit-ul de motorizare electrică și rezervoarele de hidrogen, fără a mai cumpăra autobuze noi.

Situația transportului comunitar electric „pe hidrogen” în Europa

La nivel mondial existau deja, în 2016, peste 4.500 km de conducte de hidrogen, majoritatea fiind operate de producători de hidrogen, potrivit HyARC . Cele mai lungi conducte sunt operate în SUA, în statele Louisiana și Texas, urmate de Belgia și Germania.

Aproximativ 150 de autobuze cu pilă de combustibil au fost puse în funcțiune în Europa, în perioada 2012 – 2020. Dar există planuri pentru a obține peste 1.200 până în 2025. Privind o imagine globală, conform cifrelor BloombergNEF, la sfârșitul anului 2020, existau deja aproximativ 4.250 autobuzele cu pile de combustibil în funcțiune.

În urmă cu aproximativ zece ani, tehnologia pilelor de combustibil a fost promovată ca o soluție pentru autobuzele urbane, în timp ce în zilele noastre există un acord general cu privire la FCV-uri ca viitoare alternativă la motorină pentru călătoriile pe distanțe medii și lungi, de la rute suburbane la transport pe distanțe lungi. Potrivit prognozelor UITP , un minim de 22% din toate autobuzele noi comandate în 2021 în toată Europa va trebui să fie cu emisii zero pentru a se conforma legislației. În Europa au fost comandate in 2020 peste 200 de autobuze cu celule de combustibil.

Toate autobuzele cu celule de combustibil care funcționează astăzi pe bătrânul continent au fost achiziționate în cadrul unor proiecte cofinanțate chiar de Europa. Peste 200 de autobuze cu hidrogen au fost comandate prin intermediul proiectelor JIVE și JIVE 2, susținute de UE, principalele proiecte europene privind această tehnologie. Anunțul a venit în octombrie 2020 în cadrul proiectului Inițiativă Comună pentru Vehiculele cu Hidrogen din toată. Mai mult, primele 50 de autobuze sunt deja în funcțiune.

Unsprezece orașe și regiuni europene – Aberdeen (Marea Britanie), Auxerre (Franța), Barcelona (Spania), Birmingham (Marea Britanie), Emmen (Olanda), Groningen (Olanda), Londra (Marea Britanie), Olanda de Sud (Olanda), Tirolul de Sud ( Italia), Toulouse (Franța) și Wiesbaden (Germania) – se vor alătura locațiilor care operează deja autobuze cu hidrogen prin JIVE până la sfârșitul anului 2021.

Potrivit lui Bart Biebuyck, director executiv al FCH JU, „360 de autobuze cu hidrogen ar trebui să fie pe drum în 2021 în cadrul proiectelor JIVE 1 și JIVE 2. Și costurile? Primul autobuz cu hidrogen din 2010 a avut un preț de 1,8 milioane de euro. Astăzi, Consorțiul H2Bus / H2Bus Consortium și-a stabilit obiectivul de a reduce această cifră la 650.000 de euro”, a spus el într-un interviu acordat Sustainable Bus.

Într-un interviu, CEO-ul Hyzon Motors, Craig Knight declara că „ne uităm și la oportunitatea de a lucra cu constructorii europeni de autobuze pentru a participa la licitațiile de autobuze cu hidrogen. Nu producem șasiu și vehicule complete: suntem concentrați pe sistemele de propulsie cu celule de combustibil și sistemele cu hidrogen, deci este important pentru noi să stabilim parteneriate. Vrem să fim mai activi în Europa. Ne vom muta într-o unitate mai mare în 2021, care va permite producția de serie. Planificăm să devenim mult mai agresivi în 2021 în ceea ce privește participarea la licitații și vom lucra la o gamă de vehicule pentru piața europeană cu tehnologia noastră de celule de combustibil.”

Autobuzele cu hidrogen în Australia

În mai 2020, un proiect ambițios privind autobuzele cu celule de combustibil a văzut lumina zilei în Australia: 100 de autobuze cu hidrogen pe drumurile australiene. Este ținta, cel puțin pentru faza 1, a proiectului H2OzBus, care are ca scop explorarea livrării de soluții de transport inovatoare și durabile în țară.

Autobuze cu celule de combustibil în SUA

În SUA, o flotă de autobuze cu hidrogen a început să funcționeze la începutul lunii februarie 2020, operând cu livrarea Autorității de Transport a Județului Orange din Santa Ana, California. Vehiculele au fost livrate în urma comenzii semnate la începutul anului 2018.

Pe lângă lansarea flotei de autobuze cu hidrogen, OCTA a lansat și cea mai mare stație de alimentare cu hidrogen din țară pentru transportul public, prezentând investiția sa de 22,6 milioane de dolari în tranzitul cu emisii zero.

Așadar, este evident că vehiculele electrice cu baterii (VEB) domină tranziția spre un transport mai prietenos cu mediul. La sfârșitul lui 2019 se vânduseră doar 7.500 de mașini pe hidrogen în toată lumea. Dar la sfârșitul lui 2018 existau peste 5 milioane de vehicule cu încărcare la priză, iar de atunci vânzările au accelerat considerabil. În Regatul Unit, conform datelor de la Society of Motor Manufacturers and Traders, VEB reprezentau 4,3% din vânzările ultimului an până în mai 2020, în creștere cu 131,8%. VEB încep să fie rivalele mașinilor pe combustibili fosili, în vreme ce alternativele cu celulă de combustibil merg spre nicăieri.

Toyota a fost una din companiile care au crezut cu adevărat în viitorul hidrogenului, iar în 2011 a produs conceptul foarte credibil FCV-R dezvoltat în Mirai, care a devenit disponibil comercial în 2015. O a doua generație va apărea în 2021. Și Honda a produs două vehicule cu celulă, Clarity Fuel Cell și FCX Clarity. Hyundai are Tucson Fuel Cell. Deci există variante disponibile pentru uz zilnic, cu Mirai oferind peste 500 km cu un rezervor, iar Honda Clarity Fuel Cell asigurând aproape 600.

Cum stă Bucureștiul la capitolul transport public pe hidrogen

Bucureștiul deține un parc auto format din aproape 1.200 autobuze care circulă între orele 05.00 – 24.00, într-o rețea formată din aproape 170 de linii întinse pe 1.372 km cale dublă.

În București,  autobuzele parcurg, zilnic, luni-vineri, 250.000 km (155.000 km în zilele de weekend). Anual, autobuzele parcurg peste 81.120.000 km (total linii + cele de noapte + cele regionale).

Din testele efectuate în exploatarea de zi cu zi, rezultă că gradul de poluare al unui autobuz cu Particule Solide  este de 6mg/km, ceea ce indică că autobuzele STB eliberează în atmosferă anual 420 kg particule solide . La aceste particule se adaugă poluarea cu SOx, NOx, HC, VOC, CO. Emisiile și poluarea sunt prezentate atât în Raportul privind  Etapa a II-a din cadrul proiectului Planuri de Calitate a Aerului Ambiental din Municipiul București, din 2014, cât și în Master Planul Pentru Sistemul Integrat de Management al Deșeurilor la Nivelul Municipiului București, din 2017.

Între anii 2005 și 2009, Regia Autonomă de Transport București a achiziționat 1.000 de autobuze Citaro. În septembrie 2019, STB a comandat 130 de autobuze Citaro Hybrid cu livrări programate să înceapă în primăvara anului 2020. Autobuzul eCitaro, complet fuel cells, va fi lansat în 2022.

Care sunt avantajele, pentru București, ale transportului public pe hidrogen

Pentru o cursă zilnică, de 200 km, un autobuz de 12 m folosește 20 de kilograme de hidrogen/zi sau, în 365 de zile, cca. 7, 5 tone hidrogen/an.

Cantitatea de hidrogen ar ajunge pentru 13.632 to hidogen/an : 7,5 to/an autobuz = cca. 1.817 autobuze cu curse zilnice. Acesta ar fi potențialul și ar putea acoperi transportul public.

Aprovizionarea cu hidrogen ar permite însă și trecerea rapida a troleibuzelor spre autonomie (acestea sunt deja motorizate electric, trebuie instalat doar kitul de hidrogen), ceea ce ar duce automat atât la dezafectarea traseelor aeriene de alimentare cu electricitate, cât și la eliberarea traficului de constrângerile troleibuzelor și, totodată, la desenarea altor trasee, elastice, pentru noua mobi-litate electrică – nu mai este nevoie de trasee obligate de rețeaua fixă de electri-citate.