Zakaj vodikovi avtomobili nikoli ne bodo prihodnost_ovržena tipična zavajanja zagovornikov

V raznih gostilniških debatah, ter dostikrat tudi v medijih pogosto slišim navedbe kako bodo vodikovi avtomobili prihodnost, ponavadi podprte z pavšalnimi floskulami ki so daleč od resnice. Vodik je preprosto zadnja rešilna bilka ki se jo oklepajo naftna podjetja da bodo še naprej lahko molzla običajne državljane in tako ohranila status quo in svoje velike profite.

Najprej je treba povedati da sta tako vodikov avto na gorivne celice kot tudi električni avto gnana z električnim motorjem, razlika je samo to da električni avto energijo za pogon shranjuje direktno v baterijah, medtem ko vodikov avto na gorivne celice vodik v rezervoarju s pomočjo gorivne celice pretvarja nazaj v elektriko s katero nato ravno tako poganja električni motor. Edina razlika je da baterije pri praznjenju dajo od sebe 99 % energije, gorivne celice pa samo 50 % energije (torej polovico energije zgubimo že tukaj). Pa si poglejmo zakaj vodikovi avtomobili niso in nikoli ne bodo prihodnost. Sestavil sem zbirko najpogostejših napačnih trditev in zavajanj zagovornikov:

1. Vodik je najpogostejši element v vesolju

To sicer tehnično drži, vendar gre za veliko zavajanje ker vodika v prosti obliki na zemlji ni nikjer, vedno je vezan z drugimi elementi. Vodik je prisoten v obliki vode (H2O), vendar to je kemično že zreagirana oblika, kar se energijskega vodika tiče je vodik v vodi podoben kot pepel pri zgorenih drvih. Tehnično je možno z elektrolizo vode dobiti vodik, vendar se za proces pridobivanja porabi precej več energije kot jo pa tisti vodik vsebuje (proces je energijsko negativen). Vodik torej ni vir energije tako kot je nafta, ampak predstavlja samo "zalogovnik" energije tako kot baterija.

2. Pa kaj potem če vodikov avto porabi 3x več energije kot električni, meni je to vseeno.

Večja poraba energije poleg 3x večjega onesnaževanja pomeni toliko večjo ceno vožnje, trenutno je vodikov avto 17x dražji na kilometer od električnega avtomobila (17 EUR vs 1 EUR na 100 km). Cena se bo na dolgi rok po vsej verjetnosti zmanjšala, vendar še vedno pa bo vsaj okrog 6x dražja od električnega avtomobila (preproto zato ker vodikov avto potrebuje 3x več elektrike na kilometer za proizvodnjo vodika v primerjavi z električnim avtom, plus nato imamo še transport in profite razno raznih posrednikov (prevoznikov, lastnikov vodikovih črpalk ipd).

Tipičen izkoristek elektrolize vode je 70 %, pri najboljših postopkih lahko doseže okrog 80 %. Vendar dostikrat ljudje ne vedo kaj to sploh pomeni, basically to pomeni da po elektrolizi dobljen vodik vsebuje 20 % manj energije kot pa smo jo vložili v njegovo izdelavo. Nato pride proces stiskanja vodika na visoke tlake (ponavadi okrog 700 bar) kar prinese še dodatnih 10 % izgub. Za tem pride proces transporta vodika ki spet prinese okrog 10 % izgub. Nato imamo končno vodik v našem vodikovem avtu, tu se ta vodik v gorivni celici pretvarja v elektriko kjer dobimo še dodatnih 50 % izgub. Nato pride še izkoristek polnjenja baterije (tudi vodikov avto ima baterijo), izkoristek inverterja in izkoristek električnega motorja kar skupaj prinese okrog 20 % izgub. Na koncu vodikov avto poganja samo 25 % energije ki smo jo vložili v pridelavo goriva, tri četrt energije pa se izgubi v obliki toplote. Pri električnem avtu kolesa poganja kar okrog 80 % energije (samo 20 % izgub). Najlažje si bomo zadevo predstavljali če pogledamo naslednji enostaven diagram, pri vodikovem avto imamo veliko korakov in vsak tak korak predstavlja izgube, pri električnem avtomobilu pa tako rekoč preskočimo tri četrt korakov in imamo zelo malo izgub:


3. "Ko bojo pogruntali kako vodik učinkovito proizvajat se bo dobil za male pare."

Drugi zakon termodinamike bo vedno veljal, perpetuum mobile pač ne obstaja, ne moremo dobiti iz vodika več energije kot smo jo vložili v njegovo izdelavo. Trenutno samo 25 do 35 % energije ostane za pogon, ostalo so izgube. Da malo bolj slično predstavim: to je nekako tako kot bi z flaše iz katere boste pili vsakič tri četrt vsebine flaše zlili na tla. Ta procent se bo leta 2050 predvidoma povišal na 41 %, kar je še vedno 2x slabše od električnega avta.
https://cleantechnica.com/files/2021/02...

4. "Izkoristek se bo v prihodnosti povišal in potem bodo vodikovi avti konkurenčni električnim."

Izkoristek se bo vsekakor povečal v prihodnosti, vendar preprosto tehnično ni mogoče da bi se toliko da bi bili vodikovi avti konkurenčni električnim zato ker vodikov proces vsebuje toliko korakov. Tudi če je posamzen korak relativno efficient, se zaradi števila korakov zadeve naberejo in končni izkoristek je relativno slab. Pričakovan izkoristek vodika leta 2050 je 41 %, kar je še vedno dvakrat manj od električnega avtomobila. Prištej še vse marže posrednikov in tranport in smo na recimo ene 5x večji ceni vožnje.

5. "Vodikov avto se nafila v par minutah, medtem ko električni avto potrebuje ure."

Prvo kot prvo je treba poudariti da je hitrost polnjenja ključna samo na dolgih potovanjih izven dosega avtomobila, 99 % časa se električni avto fila doma čez noč, kjer je tako rekoč vseeno kako hitro se fila. Treba je priznati da vodikovi avtomobil imamo prednost pri času polnjenja na dolgih potovanjih (to je tudi njihova edina prednost), vendar ta prednost je minorna (več v nadaljevanju). Ne drži da električni avto potrebuje ure, kadar se ti mudi se uporabi hitre DC javne polnilnice, kjer se nekateri današnji električni avtomobili zmorejo nafilati 300 km v samo 15 minutah. Ta čas bo v prihodnosti čez kakšne 5 do 10 let verjetno tam okrog 5 minut (napredek baterij je zelo hiter). Točno to zadevo glede dolgih potovanj je meril Bjorn Nyland, vključil je štoparico in meril čas kdaj bo prispel na 1000 km oddaljeno destinacijo, take destinacije velika večina ljudi denar enkrat na leto ali pa še to ne. Izkaže se da imajo dobro zasnovani električni avtomobili vključno z časom polnjenja praktično identičen čas kot pa bencinski avto. Bencinski avto je rabil 9 ur, najboljši električni avto pa samo 9 ur in 20 minut.

https://insideevs.com/news/521066/tesla...

Vodikov avto je trenutno 2x do 5x dražji za nakup od električnega (cene za vodikov avto se začnejo pri 60.000 EUR), vožnja z njimi stane 17x več kot pri električnem avto, število polnilnih postaj za vodik pa je 2900 krat manjše od električnih hitrih polnilnih postaj (pa domače vtičnice sploh šteli nismo). Vse to vodi to realnosti ki pravi da je trenutno se na svetu prodalo preko 16 milijonov električnih avtov in samo 30 tisoč vodikovih (vodikovih je več kot 500 krat manj).

Je pa treba nekaj priznati, vodik vsekakor ima in bo imel svojo vlogo, predvsem pri letalih ki potujejo med kontinenti in pri velikih tovornih ladjah ki plujejo po 10.000 km in več. Ter seveda za grid storage. Za vse ostalo se bo bolj splačalo uporabiti baterijski pogon.

Cabera je 17. feb 2022 ob 15:57 izjavil:

napredek baterij je zelo hiter

Bomo videli čez 10 let.

Nikoli se nisem spuščal v vodikove avte in sem vedel, da je vodik zgolj hranilnik energije, nisem pa vedel, da dosegajo 30% učinkovitosti e-pogonov. Dobro napisano.

Rad bi pa videl podobno analizo za električne avte, med drugim tudi:
količina energije, ki je potrebna za izdelavo in razgradnjo baterij
cena elektrike in cena baterije na prevožen km

upoštevat je treba tudi ceno polnilne postaje doma.

Vodikov avto je trenutno 2x do 5x dražji za nakup od električnega (cene za vodikov avto se začnejo pri 60.000 EUR), vožnja z njimi stane 17x več kot pri električnem avto, število polnilnih postaj za vodik pa je 2900 krat manjše od električnih hitrih polnilnih postaj (pa domače vtičnice sploh šteli nismo). Vse to vodi to realnosti ki pravi da je trenutno se na svetu prodalo preko 16 milijonov električnih avtov in samo 30 tisoč vodikovih (vodikovih je več kot 500 krat manj).

Podobno primerjavo bi lahko delali med BEV in vozili na motor z notranjim izgorevanjem... Tehnologija je pač "nova" no ja bolj eksotika, a prihodnost definitivno ima! Ko, če bo pridobivanje vodika učinkovito, zeleno bodo tudi vozila na vodil popularna. Mislim, da bo to prvo med vozili za prevoz tovorja (kombiji, tovornjak...) tukaj zaenkrat konekurence dizelskemu motorju ni (govorimo o medkrajevnem/državnem prevozu in ne mestnem).

Cabera je 17. feb 2022 ob 15:57 izjavil:

Vodik je preprosto zadnja rešilna bilka ki se jo oklepajo naftna podjetja da bodo še naprej lahko molzla običajne državljane in tako ohranila status quo in svoje velike profite.

Edina razlika je da baterije pri praznjenju dajo od sebe 99 % energije, gorivne celice pa samo 50 % energije (torej polovico energije zgubimo že tukaj).

Ne vem zakaj mešaš naftno industrijo, ker glavni problem vodika je varno skladiščenja in zato tudi se ne uporablja masovno.

Teža baterije je na začetku 500kg in na koncu 500kg in zaradi tega ne moreš trditi da je baterija 99% učinkovita.

Sončni paneli se čist lepo reciklirajo na aluminij, steklo, baker, kar ostane je pa substrat, ki je 1/10teže ali manj. Ni ravno 100% ampak 90% bo kar dobro zaenkrat.

Vodik bo igral vlogo ko bomo imeli fuzijo ali kaj podobnega, zaprt v jeklenko je precej čista in nekompleksna baterija, komot ga proizvajaš kjerkoli brez dodatnih fabrik.

Po drugi strani so pa baterije za večkratno uporabo kar tudi odtehta nekaj, pa še izkoristki so bistveno višji
Osebno stavim na sobivanje tehnologij, dokker pač ne bodo baterije prevzele.

Saj alkalne baterije tudi še nismo nehali delat, pa čeprav svinčeve akumulatorje recikliramo kar dobro.

Prihodnost je amonijak, kot direktna zamenjava za fosilna goriva, tudi zamenjava za H2 v bodocih fuel cell sistemih ter backup sistemih.

Vodik v avtomobilih nima kaj iskati, ker
- povzorča pokanje zvarov
- povzroča krhkost kovin
- pronica skozi kovinske stene zalogovnikov, ker je njegov atom tako majhen
- je najbolj eksploziven element

Mogoče kot zalogovnik pri ventilatorjih, vse ostalo ni šans.
https://www.world-energy.org/article/25...
https://abc7news.com/hydrogen-explosion...

elektrika za transport na dolge proge je ze bolj ucinkovita

OP je oni hecko, ki si predstavlja, da elektrika pride v električno baterijo brez izgub in potem s filofaks statistiko prikaže, da je % še vedno ugoden. Nije žvaka za seljaka.

Predstavljaj si potem, kako bi zgledalo tipično počivališče, kjer tanka stotine tovornjakov dnevno in za dizel porabijo recimo 15 minut na eno tankanje. Kako boš to polnil v nekem razumnem času?

Absurd je deliti svet na tako imenovana naftna podjetja, farmacevtska podjetja,... Lastniki so eni in isti. Konec zgodbe je vedno enak, olupit malega človeka.

LP

OP: Peta točka v bistvu ne spada v to temo, ker vodik s hitrostjo polnjenja nima težav. Je pa razlog, zakaj sam nikoli ne bom vozil EVja. Da se ne morem usesti v avto in iti 500km stran na Dunaj brez skrbi in planiranja, kje bom lahko polnil in koliko časa, je zame žal showstoppper. In nisem 1%, kakor nakazuješ.

Eno simpatično predavanje o vodikovi ekonomiji:

Ubistvu gre za vodikovo-korenčkasto ekonomijo ;)

No dej poglej celo predavanje preden mečeš sem drobtinice ;)

memnon je 29. jul 2024 ob 15:21 izjavil:

Obstaja alternativa (rezervoarjem pod pritiskom) za shranjevanje vodika: hydrogen powerpaste . Probleme s shranjevanjem vodika tole odpravi.

POWERPASTE releases hydrogen on contact with water. It has a hydrogen capacity of about
10 mass-% (i.e. 10 kg POWERPASTE → 1 kg hydrogen). This is a specific energy of 1.6 kWhel/kg
and an energy density of 1.9 kWh/liter, or about 10 times the capacity of Li-Ion batteries.

haha, dejansko največji problem vodika (volumetrična gostota) je s to pašto praktična na nivoju tiste, k je stisnjena v rezervoar. Je pa stvar 10x tezja po kWh/kg...

Pa seveda, to pašto bo nekdo drago prodajal, ker je verjetno proprietary formula.

DOA

Powerpaste ima relativno nizko energijsko gostoto in relativno drago proizvodnjo.

Kaj točno je narobe z metanolom? Zakaj ne bi energije iz vetrnic in podobne šare čim bolj direktno pretvarjali v metanol? Večino komponent, sploh ogljik, lahko - dobesedno - potegneš iz zraka.

Če prav vidim, uporabnik Cabera, je to prva in edina objava od registracije 17.02.2022 ...

Cca. 20 (ali 25) let nazaj sem prebral knjigo z naslovom Velika knjiga o Konoplji. V njej je med drugim bil opisal prvi Fordov avto kateri je v celoti bil narejen iz konoplje. Kar me je presenetilo takrat je da je dejansko celoten avto bil narejen iz konoplje: karoserija, notranjost, vse masti ter ... gorivo. Nisem se nato nikoli spuščal v detajle, ampak kolikor vem je konoplja zelo hitro obnovljiv vir in sem prepričan da bi se našla uporaba v avtomobilih kot pogonsko sredstvo. A tukaj pa ni računice? Ali naftni lobiji še vedno ne pustijo konoplje na trg iz svojih razlogov?

p.s.: govora je o industrijski konoplji, ne tisti ki ima THC. Tista s THCjem kolikor vem, ni primerna za industrijsko rabo.

Vodik mi je že od nekdaj zanimiv kot pogonsko sredstvo ker sem vedno pričakoval da ima velik potencial, a si nikoli nisem predstavljal da je toliko izgub. No, saj so povsod, vprašanje je kako je pod črto in kaj se splača.

Prenos elektricne energije in pretvorba lete v kemicno, prinese izgube. Meni so smesne primerjave, k pri zagovarjani strani pozabis vse izgube, pri tisti, ki ti ni vsec pa vzames najslabso opcijo oz. motoz z notranjim izgorevanjem, k bi lahko vzel gorivno celico, ki ima bistvno visji izkoristek.

twom je 29. jul 2024 ob 22:33 izjavil:

Če prav vidim, uporabnik Cabera, je to prva in edina objava od registracije 17.02.2022 ...

Uporabnik Cabera sem jaz, takoj po odprtju te teme sem bil blokiran (ni bilo možno odgovarjat na nobeno temo več), pretty sure da imajo določeni lobiji prste pri tem.

tikitoki je 30. jul 2024 ob 10:22 izjavil:

Prenos elektricne energije in pretvorba lete v kemicno, prinese izgube. Meni so smesne primerjave, k pri zagovarjani strani pozabis vse izgube, pri tisti, ki ti ni vsec pa vzames najslabso opcijo oz. motoz z notranjim izgorevanjem, k bi lahko vzel gorivno celico, ki ima bistvno visji izkoristek.

Nobenih izgub nisem pozabil na zagovarjani strani, vse imaš v spodnjem diagramu, ki sem ga objavil že v prvotnem postu (diagram ni moj, delal ga je Volkswagen, zelo podobne diagrame pa najdeš tudi povsod drugod).

pri tisti, ki ti ni vsec pa vzames najslabso opcijo

Ne, nikjer nisem vzel najslabše obcije, vzel sem tipične izkoristke za določeno tehnologijo.

k bi lahko vzel gorivno celico, ki ima bistvno visji izkoristek.

Naredil sem točno to kar mi očitaš da nisem naredil, vzel sem gorivno celico. Zakaj tega nisi prej opazil je težko rečt (ignoranca =sploh nisi prebral kaj sem napisal, morda nisi razumel, po vsej verjetnosti pa gre za zelo pomanjkljivo znanje angleščine. Naj ti pomagam: fuel cell pomeni gorivna celica).

mojsterleo je 29. jul 2024 ob 15:34 izjavil:

Forsiranje vodika kot pogonskega sredstva je čisto politično motivirano in nima velikega tehnološkega smisla. Večina zalog in tudi proizvodnje litija in baterij iz le tega je v 'zahodu' neprijateljskih državah. Zato velike države proizvajalke avtomobilov (Nemčija, Francija, ZDA) forsirajo alternativne rešitve.

Forsiranje vodika kot pogonskega sredstva v cestnem transportu je forsirano s strani naftne industrije (posredno preko lobiranja politikov). Glede zalog litija, so precej razpršene po svetu, imamo jih ogromno tudi v Evropi. Poleg tega obstajajo natrijeve baterije, ki namesto litija uporabljajo kar navadno kuhinjsko sol. Tudi v Evropi so plani za masovno proizvodnjo baterij (se je že začelo):

Battery Production is Coming to Europe – And With it more than 70,000 Jobs
https://www.thesmartere.de/news/battery...

Colt1911 je 18. feb 2022 ob 20:04 izjavil:

Vodik lahko kuriš tudi v navadnih ICE motorjih. Ampak baje v realnosti oddajajo kar dosti dušikovih oksidov in ne le vodo kot pravi teorija.
http://www.avtomanija.com/default.asp?r...

Lahko, ampak tak avto bo imel zaradi nizke volumske gostote vodika samo okrog 50 km dosega. Poleg tega se mu bo doseg kadar bo parkiran v nekaj dneh znižal iz polnega na nulo (posledično ne sme parkirat v garažnih hišah). Uporabno? Niti ne..(oglej si spodnje posnetke).

tikitoki je 17. feb 2022 ob 19:58 izjavil:

Zanimivo, da avor ne upostev, da tudi pri prenosu elektricne energije pride do izgub. Pa pri polnjenju in praznjenju baterij tudi. Oz. uposteva zgolj, kar mu pase.

Zanimivo, da avor ne upostev, da tudi pri prenosu elektricne energije pride do izgub

Sem upošteval.

Pa pri polnjenju in praznjenju baterij tudi.

Sem upošteval. Poleg tega proces polnjenja in praznjenja baterij vsebujeta OBE tehnologiji pogona, tako vodikova, kot tudi baterijska, tako da relativno gledano tudi če ne bi upošteval med tehnologijama ne bi prišlo do nobenih relativnih razlik. Ker supperise supprise, tudi vodikov avto IMA baterijo, ki jo fila gorivna celica.

Oz. uposteva zgolj, kar mu pase.

Ni res, vse sem upošteval. Ostalo pa odgovorim ob priliki.

canbera = varon = inženir = .... = ....

Tako kot je ze bilo napisano in veckrat razlozeno... nobena od dveh opcij (baterije ali vodik) zelo verjetno ne bo prevladala pri cestnem transportu.

Zakaj da ne bi, seveda bo, prevladala bo električna opcija, je samo še vprašanje časa kdaj (po projekcijah bo delež električnih avtov v prodaji v Evropi že čez 3 do 4 leta presegel 50 %). Na Norveškem je že sedaj 90 %, nekje do 2035 bo tako tudi v Evropi na splošno.

Proizvodnja vodika iz presezkov solarne elektrike je edina moznost za stabilno proizvodnjo solarne elektrike in je hkrati ze tudi shranjevalnik energije, ki je neizmerno bolj uporaben kot baterije.

Ni edina možnost, je pa ena izmed možnosti za sezonsko shranjevanje (druge so še metanol in druga sintetična goriva). Baterijski zalogovniki imajo skupne izkoristke polnjenja in praznjenja vključno z izkoristki polnilca in inverterja 85 do 90 %, vodikove rešitve pa 30 %. Tako v tem pogledu so baterije neizmerno bolj uporabne kot vodik. Je pa res da baterij ne moreš uporabit za sezonsko shranjevanje energije (med poletjem in zimo), tako da vsaka tehnologija ima svoje aplikacije. Pri avtih in 90 % tovornjakov pa vodik nima kaj delat, tam so baterije neprimerljivo bolj primerna tehnologija.

fikus_ je 30. jul 2024 ob 13:20 izjavil:

canbera = varon = inženir = .... = ....

Kaj pa ti bluziš.

Lahko pa iz vodika naredimo metan(ol), kar bi nam omogocalo ohraniti plinsko in bencinsko infrastruckturo (metan(ol) bi tekel po obstojecih plinovodih, tankali bi ga na obstojecih crpalkah, itd.) in pa verjetno celo ICE motorje.

Lahko. Ampak zakaj si to želiš, to bo ustvarilo enake monopoliste kot zdajšnja naftna podjetja (večino lastnikov bodo naftna podjetja anyway), ne boš mogel svojega "goriva" delat doma na domači strehi tako kot pri električnem avtu.

Obsedenost z elektriko v vsakem mopedu, avtu in tovornjaku je sicer razumljiva ampak po mojem dolgorocna slepa ulica.

Nikakor ni slepa ulica, uporaba elektrike v teh aplikacijah je mnogo bolj učinkovita.