VANDENILIS – ATEITIES AUTOMOBILIŲ KURAS?
Liucijus Suslavičius
Pastaruoju metu vėl daug kalbama apie vandenilio panaudojimą transporto priemonėse. Nieko nuostabaus – naftos kainoms siekiant naujų rekordų, alternatyvūs degalai negali nekelti susidomėjimo, tuo labiau, kad vandenilio atsargos tikrai neįsivaizduojamai milžiniškos. Tačiau kol kas vandenilio kaip energijos šaltinio panaudojimo kelių transporto priemonėse technologijos tebėra eksperimento stadijoje. Jei pastebėjote, tai sakydami, panaudojome daugiskaitą, nors dažnai žurnalistai viską, kas liečia šią temą, įsigudrina “suplakti” į vieną – kuro elementų (angliškai – fuell cell) panaudojimą. Iš tikrųjų tai ne taip.
Paprasčiausia yra vandenilį naudoti kaip kurą vidaus degimo varikliuose. Jis juk puikiai dega, tad gali atstoti gamtines dujas, o variklių konstrukcijos net keisti nereikėtų, tik optimaliai išspręsti suskystinto vandenilio saugojimo automobilyje ir variklio maitinimo juo sistemų konstrukciją, kad jos būtų kuo lengvesnė ir maksimaliai saugios. Būtent tokią technologiją panaudojo BMW, MAN bei “Ford” savo eksperimentiniuose automobiliuose. Beje, dujinis vandenilis nėra toks kaloringas, kaip benzinas, todėl visais atvejais eksperimentiniuose automobiliuose darbui vandeniliu pritaikomi galimai didesnio darbo tūrio varikliai, kaip pavyzdžiui, V-10 autobusuose “Ford”.
Kita technologija – tai jau minėti kuro elementai. Iš karto įspėjame – jei kur išgirsite, kad automobilis varomas kuro elementais, netikėkite. Kuro elementai – tai ne degalai ir ne variklis, o sudėtingi įtaisai, kuriuose vandenilis elektrocheminio proceso metu jungiasi su į kuro elementą paduodamu oro deguonimi, sudarydamas paprasčiausią vandenį. Tačiau šios reakcijos metu pagaminama elektros energija, kuri po to panaudojama transporto priemonės elektros varikliui sukti. Tad bet kurį kuro elementų technologiją naudojantį automobilį galime drąsiai vadinti elektromobiliu, nes jis neturi vidaus degimo variklio ir nenaudoja naftos produktų savo judėjimui reikalingai energijai gauti.
Prieš dešimtmetį kuro elementų technologija dar žengė tik pačius pirmuosius žingsnius, visa įranga užimdavo didesnę dalį transporto priemonės naudingo tūrio. Tačiau mokslininkų ir konstruktorių pastangos leido sukurti tinkamus praktinei eksploatacijai transporto priemonių pavyzdžius ir pradėti labai plataus masto eksperimentus jau tiesiog transporto įmonėse. 2003 metais su Europos Sąjungos parama 10 stambių Vakarų Europos miestų prasidėjo koncerne “Daimler Chrysler” serijinio miesto autobuso “Mercedes Benz Citaro” bazėje sukonstruotų ir pagamintų 30 elektrobusų su kuro elementais eksploatacija. Apskaičiuota dviems metams, šiandien ji artėja prie pabaigos. Eksperimentas vyksta sėkmingai, naujoji “švari” elektros energijos gaminimo technologija funkcionuoja taip sėkmingai, kad autobusus eksploatuojantys specialistai, visiškai pagrįstai tikėjęsi iš naujos, dar nepatikrintos technikos įvairių nemalonių “pokštų”, dabar įvardina ją kaip “bauginančiai patikimą”. Autoritetingo Vokietijos žurnalo “lastauto omnibus” darbuotojai, apsilankę Štutgarto Tramvajų bendrovėje, eksploatuojančioje šio didmiesčio visuomeninį transportą, išgirdo būtent tokį įvertinimą. Jau virš metų elektroautobusais važinėjantys vairuotojai ir juos prižiūrintys mechanikai bei elektrikai teigia, jog gedimų būta, bet ne kuro elementų blokuose. Gedo valdymo elektronika, “užtrumpindavo” įprastinės elektrinės grandinės, teko reguliuoti ir remontuoti kai kuriuos mechanizmus, tačiau išleidimo į liniją koeficientas per visus metus nenukrito žemiau 90 procentų. Tiksliau būtų pasakyti, kad tuos 55 tūkstančius kilometrų Štutgarto gatvėmis taip sėkmingai nuvažiavo du “fuel cell bus”, nes trečiasis dažniausia buvo demonstruojamas specialistams, vežiojamas į parodas, net į aukštąsias mokyklas, kad pademonstruoti studentams “gyvą” kuro elementais aprūpintą elektrobusą. Tik vairuotojai teigia, jog pradedant važiuoti, “fuell cell bus” dinamika kiek prastoka, bet įsibėgėjęs elektrobusas neatsilieka nuo dyzelinio ir išvysto iki 80 km/h greitį. Ant “Citaro” stogo esančiuose balionuose turimo vandenilio pakanka nuvažiuoti 200 kilometrų.
Įsitikinę naujos konstrukcijos patikimumu, antraisiais eksperimento metais Štutgarto transportininkai gerokai pasunkino elektrobusų eksploatacijos sąlygas – dabar jie dirba dvi pamainas, tad jais važinėja daugiau vairuotojų, besiskiriančių įgūdžiais ir vairavimo stiliumi, pasunkėjo maršrutai (padidintas jų ilgis, sustojimų skaičius, įvestas ruožas su 8,5 procentų įkalne). Tačiau unikalieji “Citaro” kol kas puikiausiai susidoroja su šiais sunkumais, tik ketvirtadaliu – iki 23 kilogramų 100 nuvažiuotų kilometrų – išaugo vandenilio sunaudojimas Žodžiu, kuro elementų kaip energijos šaltinio panaudojimas transporto priemonėse pasiteisino praktikoje, ši technologija jau “subrendo” plačiam panaudojimui. Ne veltui Kinija taip susidomėjo naująja technologija, kad nelaukdama eksperimento pabaigos ir galutinių specialistų išvadų bei rekomendacijų, užsisakė 12 tokių autobusų praktiniams išbandymams Pekine ir Šanchajuje, kur jau įrengta vandenilio degalinė.
Taigi, atrodytų, didesnių kliūčių lyg ir nebėra, dabar problema – ne tokio tipo energijos šaltinius naudojančių transporto priemonių kūrimas, o jų parko aprūpinimo degalais – vandeniliu – infrastruktūros sukūrimas. Kol jos nebus, tol svajonė apie automobilius, į aplinką išmetančius vien tik destiliuotą vandenį, taip ir liks svajone. Bet nebūkime pernelyg dideli optimistai – ekologiški “Fuell cell bus” kol kas labai brangūs ir net organizavus serijinę gamybą, atpigs nežymiai. Bet ir tai nėra svarbiausia. Mokslininkų atlikti tyrimai parodė, kad tai, kas gerai galutiniam vartotojui, pavyzdžiui, didmiesčio ar kurorto savivaldybei, galinčiai iš esmės sumažinti oro užterštumą “jautriose” zonose, regiono ar visos valstybės mastu toli gražu ne taip. Vandenilis – tai ne vanduo, jo kibiru nepasisemsi, jį reikia gaminti pramoniniu būdu, naudojant elektros energiją. O ją dar daugiausia gauname degindami kietąjį, dujinį ar skystąjį kurą. Todėl paskaičiavus visas energijos sąnaudas, į aplinką išmestus teršalus ir prilyginus jas benzino ekvivalentui, atsiduriame paradoksalioje situacijoje – transporto priemonė su kuro elementais teršia aplinką anglies dvideginiu beveik du kartus daugiau, nei automobilis su benzininiu varikliu ir 15 kartų daugiau, nei gryną biodyzeliną naudojantis automobilis. Kitaip tariant, jei nesugebėsime “švariai” (pvz., hidroelektrinėse) pagaminti pakankamo kiekio elektros energijos, reikalingos vandenilio gamybai, tai tik toliau didinsime bendrą aplinkos užteršimą…
Nuotraukoje – “Citaro fuel cell bus” Štutgarte