BMW iX5 Hydrogen – Chybějící článek puzzle

Nedávno jsme měli možnost zúčastnit se v rámci testovacích jízd s vodíkovým BMW iX5 Hydrogen zajímavé diskuse na téma vodík v osobní a nákladní dopravě. Zde jsou některé postřehy z tohoto zajímavého setkání.

O  vodíku pro pohon automobilů, lehkých užitkových či nákladních vozů a autobusů se intenzivněji mluví již několik desítek let, a to přesto, že se s ním experimentovalo již na počátku vývoje spalovacích motorů. V posledních čtyřiceti letech se jeho pozice postupně posiluje, a to s tím, jak se mění způsob jeho využití v dopravních prostředcích. Z původního neefektivního spalování v motorech s vnitřním spalováním se jako účinnější způsob jeho přenosu na kola automobilu jeví jeho přeměna na elektřinu v palivovém článku a následný pohon vozu elektromotorem.

Foto: BMW

S postupem času se také standardizovaly systémy ukládání vodíku. Zatímco dříve byl skladován zkapalněný za nízkých teplot, aktuálně se převáží v plynném skupenství pod tlakem 70 MPa, z čehož je nyní průmyslový standard. V tomto stavu se vodík tankuje do vozidla, což v případě zkoušeného BWM iX5 Hydrogen, které pojme 6 kg, trvá přibližně 4 minuty. I když s vodíkem experimentují prakticky všechny velké automobilky, snad až na Volkswagen, jenž jej ve svých plánech nepovažuje za perspektivní, nejvíce se jeho vývojem zabývají u Toyoty, Hondy, Hyundai, BMW, Mercedes-Benz a v koncernu Stellantis.

Je zřejmé, že vodík není tím zázračným palivem schopným zcela vyřešit problematiku bezemisní mobility, nicméně bude dalším z pilířů, jenž jí umožní dosáhnout. Může být pomyslným chybějícím dílkem puzzle, který doplní zážehový a vznětový motor, kombinované hybridní pohony a bateriový elektrický pohon.

Palivový článek, v němž jde de facto o převrácenou elektrolýzu, je účinnějším způsobem využití vodíku než jeho spalování, problém je ale v energeticky náročné výrobě vodíku. Výsledkem je, že když se vezme elektřina a použije se pro pohon automobilu napřímo, využije se tato energie asi čtyřikrát efektivněji, než když se z elektřiny vyrobí vodík a ten se dopraví do automobilu, který si z něj opět vyrobí elektřinu pro pohon.

Foto: BMW

Situace se ale mění v okamžiku, kdy vezmeme v potaz, že určitý podíl elektřiny vzniklý z obnovitelných zdrojů v podobě slunce a větru nedokážeme využít – například v Německu se hovoří o 10 %. Jde o elektřinu vznikající ve špičkách, kdy svítí slunce nebo fouká vítr, ale není spotřeba. To znamená, že kdyby se tato přebytečná energie využila k výrobě vodíku, faktor čtyři, o němž byla řeč, přestává platit, protože tato energie je navíc. A není pochyb o tom, že se zvyšujícím se podílem elektřiny z obnovitelných zdrojů se bude i procento ztracené elektřiny zvyšovat. I z hlediska účinnosti méně efektivní řešení tak dokáže přinést značné úspory.

Pro dopravu se jako velké omezení pro vodík jeví infrastruktura, nicméně i v tomto případě se situace mění. Pro jeho přemisťování i na velké vzdálenosti lze totiž použít plynovou infrastrukturu, které by se měla postupně uvolňovat – nutné technické zásahy jsou minimální.

Je zřejmé, že role vodíku coby nosiče energie daleko přesahuje svět automobilů a dopravy, ve skutečnosti jsou automobily až jedním z posledních článků celého řetězce. V každém případě je zřejmé, že bez zapojení vodíku do energetické koncepce jsou dlouhodobé plány na uhlíkovou neutralitu nereálné. Vypadá to, že pojem „elektrolýza“ nabyde v budoucnu na významu.

Foto: BMW

Za volantem vodíkového prototypu

Během vodíkové konference jsme měli možnost usednout za volant jednoho z téměř stovky vyrobených prototypů vodíkového BMW X5, pojmenovaných iX5 Hydrogen. Vůz používá palivový článek navržený Toyotou, s níž BMW na vodíkovém pohonu od roku 2013 spolupracuje. Na oplátku má německý výrobce v tomto partnerství hlavní roli při vývoji nádrží a palivového systému. V případě BMW iX5 má palivový článek výkon 125 kW (170 k), vzniklou elektřinu může vůz použít přímo pro pohon zadních kol nebo ji uložit do akumulátoru s kapacitou 2 kWh. Samotný akumulátor dokáže při potřebě maximální akcelerace dodat krátkodobě až 170 kW (231 k), což znamená celkový výkon 295 kW (401 k).

Není proto překvapivé, že dynamika zkoušeného vozu byla suverénní, nicméně městský provoz neumožnil vyzkoušet, jak dlouho vydrží akumulátor pomáhat palivovému článku. V každém případě, když energii má, dokáže vůz z klidu na 100 km/h zrychlit za méně než 6 sekund a jet rych­lostí až 180 km/h. Na zásobu šesti kilogramů vodíku vůz ujede podle cyklu WLTP 504 km, což značí průměrnou spotřebu 1,19 kg/100 km.

Převzato z časopisu

Fotogalerie