Вход

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

0 продукта | 0 лв.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 10% отстъпка.

auto motor und sport Bulgaria logo

Горивни клетки, Е-горива или акумулаторни батерии?

20.10.2021 15:52
Горивни клетки, Е-горива или акумулаторни батерии?

Според проф. д-р Maксимилиан Фихтнер батериите имат еднозначни предимства.

Доктор Maксимилиан Фихтнер е професор химик, който от дълги години се занимава с енергийни източници и водородни горива, а в момента е сред най-известните изследователи в областта на акумулаторните технологии в Германия. В рамките на проведения през октомври 2021 година от auto motor und sport в Щутгарт конгрес за мобилност, проф. Фихтнер изнесе доклад, в който очерта развитието на алтернативните типове задвижвания и показа както основните проблеми и пречки, така и потенциала на различните технологии, подкрепяйки ги с множество забележителни факти. Според него резултатът от директното сравнение на качествата на различните алтернативни енергийни източници за задвижване в момента е еднозначен.

Първите 20 години от своята научна и изследователска кариера проф. Фихтнер посвещава на Е-горивата и е съавтор на поръчаната от Германската енергийна агенция (Dena) и публикувана през 2008 година студия "GermanHy – откъде ще добиваме водород през 2050?". През 2013 година Фихтнер попучава предложение за професор от катедра „Химия на твърдото тяло“ на Университета в Улм и до днес ръководи едноименния отдел в Института Хелмхолц в Улм, който се занимава със задълбочени изследвания в областта на акумулаторните батерии.

Рамковите условия

Колкото по-ясни и належащи стават нормативните изисквания за декарбонизация на индивидуалния транспорт, толкова по-ярко изпъкват противоречията относно намирането на оптималния път и методи за замяна на бензина и дизела. Горивните клетки, използващи „зелен” (добит чрез ВЕИ) водород, изглеждаха много примамливо решение със своята принципна неутралност по отношение на парниковите газове и с възможността за зареждане по познатия от от фосилните горива способ на „бензиностанция”. Когато горивото свърши, просто отивате до водородната станция и в рамките на минути имате на разположение пробег от стотици километри. Техническите пречки по реализацията на тази схема също изглеждаха преодолими - в края на краищата първият автомобил с горивни клетки е представен още в далечната 1966 година.

Първите електромобили с батерии (BEV) съществуват още по-отдавна – още от XIX век. Електрически е и първият автомобил, успял да надхвърли 100 км/ч (торпедообразният едноместен "Jamais Contente" достига над 105 км/ч през 1899 г.). По онова време обаче се използват оловно-киселинни акумулаторни батерии, чиято енергийна плътност е твърде ниска, за да могат електромобилите да се съревновават с моделите с двигатели с вътрешно горене, които се появяват по същото време, но още около 1912 година изтласкват напълно електрическото задвижване в автомобилостроенето.

Литиево-йонните батерии направиха възможни съвременните електромобили

Началото на ренесанса на електрическия автомобил всъщност бе поставено от Sony и тяхната литиево-йонна батерия за видеокамера, а през 2008 година Tesla направи окончателен пробив, представяйки първото поколение Roadster с литиево-йонни елементи, използвани в батериите на лаптопите. Енергийната плътност вече беше многократно по-висока, но проблемът със сравнително бавното зареждане и малкия автономен пробег остана, макар и на много по-високо ниво. Затова около 2010 година се появи понятието „range anxiety” (“тревога за оставащия пробег”), а водородното задвижване продължи да изглежда доста по-обещаващо - особено от потребителска гледна точка.

Електромобилът отделя по-малко парникови газове

Т.нар. „Life Cycle” анализи, отчитащи емисиите през целия жизнен цикъл на автомобила (например изследванията на ICCT) показват, че електромобилите с батерии (BEV) имат най-благоприятен цялостен баланс по отношение на парниковите газове. При това независимо от факта дали токът за задвижването идва само от възобновяеми източници или се генерира в условията на съществуващия енергиен микс. При използване на „зелено” електричество, респ. на получен чрез него „зелен” водород, моделите с горивни клетки (FCEV) показват малко по-лоши резултати, а при употребата на „сив” водород (от природен газ) FCEV автомобилите се представят категорично по-зле от plug-in хибридите (PHEV).

Автомобилите с горивни клетки се нуждаят от четири пъти повече енергия, отколкото електромобилите с батерии

Енергийните потребности на FCEV моделите са четири пъти по-високи от тези при BEV моделите – при последните цели 70% от електроенергията достига до задвижващите колела, докато при FCEV този дял е едва 18 до 20%. При това в общата сметка не се включва генерирането и транспорта на водорода от мястото със слънчев или ветровит климат, където теоретично може да се предположи излишък от зелена електроенергия до мястото на потребление.

Водородните станции трябва да се зареждат от камион-цистерна по пет пъти дневно

Проф. Фихтнер вижда големи проблеми и в създаването на ефективна и практична инфраструктура за зареждане с водород. Оказва се, че зарядните колонки на доста скъпите за изграждане водородни станции са в състояние да заредят до 3 автомобила в рамките на 15 минути, но максималната бройка дневно е ограничена на 40. И тъй като с един курс специалните камиони-цистерни могат да доставят количество, достатъчно за около 60-65 пълни автомобилни резервоара, средностатистическата станция ще се нуждае от зареждане с по пет камиона всеки ден.

Фихтнер оспори и тезата, че за разлика от Азия, където поради огромните пазари горивните клетки могат да пробият трайно, ние в Европа сме в технологична задънена улица. Ученият представи актуални данни за продажбите от Китай, където в периода от януари до март 2021 година са продадени 273 000 BEV и само 37 FCEV.

Е-горивата не дават решение на климатичните проблеми

Професорът е още по-критичен към производството на Е-горива, каквото Porsche се опитва да осъществи в рамките на пилотен проект във ветровитата Патагония в Чили. При извънредно сложният производствен процес, при който чрез свързването CO2 и H2 се получава синтетично гориво, се изразходва огромно количество енергия - за един литър Е-дизел е нужна десет пъти повече енергия, отколкото ще изразходва BEV. С други думи, с количеството енергия, необходимо за производството на 6 до 7 литра Е-дизел (за пробег от 100 километра), електромобилът може да измине 1000 километра. Друга страна на нещата са малките количества – с планираното от Porsche за 2026 година производство могат да се покрият едва един процент от нуждите в Германия. Затова според проф. Фихтнер намеренията за изпълнение на климатичните нормативи чрез Е-горива засега са илюзорни.

Батериите се развиват много добре

По мнението на специалиста по-реалистични са шансовете за по-нататъшно развитие технологиите при акумулаторните елементи. От момента на пускането й на пазара от Sony през 1991 година енергийната плътност на серийно произвежданата литиево-йонна батерия се е увеличила четирикратно, докато производствените разходи са намалели 18 пъти. Нещо повече – от 2010 година до момента капацитетът се е удвоил при 90% спад по отношение на разходите. Според проф. Фихтнер, внедряването на нови решения при опаковането и подобряването на химията ще доведат до създаването на автомобилни батерии, която при конкурентоспособни разходи за производство ще бъдат в състояние да предложат пробег от 1000 километра. И всичко това с постепенното изключване на различните редки, скъпи и предизвикващи различни опасения суровини като кобалта, а в бъдеще дори и лития. Между другото, съдържанието на кобалт в много батерии вече се движи в едноцифрения процентен диапазон.

Производството на класическите горива изисква повече енергия, отколкото електромобила, за да се движи

Ключово и неизменно предимство на електромобилите си остава тяхната ненадмината ефективност, а добивът на петрол става все по-сложен и енергоемък. Дизелът например предлага огромна калорийна стойност от 8,8 кВтч/л, но още през 2018 година производството на литър дизел вече поглъщаше енергия в размер на 7 кВтч. Това означава, че за производството на 6 литра дизел (достатъчни за пробег от около 100 километра) са необходими 42 кВтч, а отчитайки и калорийната стойност, енергийното съдържание в 6 литра дизелово гориво възлиза на около 95 кВтч, с които средностатистически електромобил може да измине 600 километра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Според проф. Фихтнер, при достигане на пазарно проникване на новите технологични решения като електромобилите от 10-11%, ще се стигне до точка на пречупване, след която промяната ще се ускори експоненциално.

Коментари
comments powered by Disqus