Неотдавна Toyota, един от лидерите в автомобилната индустрия с изключителен опит във внедряването на модерни технологии, постави под въпрос ефективността на двигателите с водородно горене като жизнеспособно решение за бъдещите транспортни системи. Според компанията експериментални неуспехи са разкрили недостатъците и дефектите в усилията ѝ да разработи водородна технология - от автомобили с горивни клетки до състезателни двигатели с вътрешно горене, захранвани с течен водород.

Това разкритие е особено показателно в момент, когато целият автомобилен сектор постепенно възприема електрическите превозни средства с батерии (BEV) като основен начин за осигуряване на решение за транспорт с нулеви емисии.

И прави сравнението между двете алтернативи неизбежно.

Плюсове и минуси на течния водород

Комбинацията от предимства и недостатъци на двигателите с вътрешно горене с течен водород се очертава от няколко теста, осъществени от Toyota.

Течният водород има по-голяма енергийна плътност от газовата форма, което означава, че в един и същ обем може да се събере около два пъти по-малко енергия. Освен това е по-лесно да се съхранява течният водород при нормални условия, което означава, че няма да има нужда от резервоари с високо налягане.

Китайските EV производители се превръщат в лидери в иновациите

Но това има и някои недостатъци, включително трудностите при съхранението на водорода в течна форма, което налага потапянето му в контейнер при температури под минус 253 градуса по Целзий. Това изискване усложнява значително практическото приложение, особено в пътническия транспорт.

Технически пречки при двигателите с течен водород

Двигателите, базирани на течен водород, създават и много технически проблеми, чието решаване по време на разработката им е се оказва много трудно. Един от основните в списъка е високата честота на повредите на горивните помпи, тъй като за смазването им не могат да се използват обикновени масла, за да не се замърси водородното гориво. Този проблем води до това, че Toyota два пъти сменя горивната помпа в рамките на 24-часов тест, което отнема на инженерите на компанията около три часа и половина.

Температурата на замръзване на CO2 при съхранението на течен водород също създава известни трудности при проектирането на ефективни уплътнения между компонентите на помпата. Тревога буди и липсата на горивна ефективност и общото разстояние, което автомобилът може да измине.

Прототипната Toyota Corolla например се нуждае от 150-литров водороден резервоар, за да измине едва 65 км разстояние. Това е минимален пробег, който повдига важен въпрос за полезността на водородните двигатели с вътрешно горене, особено от гледна точка на пробега, който постоянно се удължава при електрическите автомобили с батерии.

Сравнение на водородните двигатели с батериите за EV

При сравнение с батериите за EV двигателите с вътрешно горене на водород изостават в много отношения. Общата ефективност на вторите е много по-ниска и може да достигне нивата на традиционните бензинови двигатели - 20-40%, докато ефективността при електрическото захранване е 77%. Това води до повишено потребление на енергия и експлоатационни разходи.

Иновативна система превръща зеления водород в реална енергийна алтернатива

Освен това поддържащата структура на станциите за зареждане с водород е по-капиталоемка от тази на електрическите зарядни станции. Shell например обяви намерението си да прекрати окончателно дейността на повечето от станциите за зареждане с водород, които управлява в Калифорния, заради пазарните условия и проблемите с доставките. Това доказва, че водородът е загадка като гориво, когато става дума за пътнически автомобили.

Водородът ли е бъдещето за леките автомобили?

Усилията на Toyota за разработване на технологията за двигатели с вътрешно горене, базирани на водород, потвърждават т.нар. Теория на Попър, според която изследването на нежизнеспособна идея разкрива присъщите ѝ недостатъци и не може да се разглежда като жизнеспособна или ценна.

Изгарянето на течен водород може бързо да бъде изключено, когато става дума за пътнически автомобили, като се имат предвид различните технически проблеми, с които се сблъскват двигателите с водородно горене, факторът ефективност и аспектът на осъществимост.

Това затвърждава електрическият автомобил с акумулаторна батерия като следващото окончателно решение за мобилност с нулеви емисии в бъдещата автомобилна индустрия. Водородната технология може да има своето място в сектори, включващи тежката промишленост или транспорта на дълги разстояния, но данните на Toyota показват, че електрическите задвижвания в автомобилния сектор скоро ще надделеят.

Подобно разбиране може да накара Toyota и други производители да пренастроят стратегиите си, да се фокусират върху BEV още по-силно и да отделят повече ресурси за усъвършенстване на електрическото задвижване.