نویسنده‌ی مقاله: آقای الیاس هولدنرید- نشریه‌ی businessinsider 18 مارس 2018
برگردان: وحید مشیرنیا

در حالی که Toyota و Hyundai هنوز در زمینه‌ی فن‌آوری هیدروژن کار می‌کنند، اکثر شرکت‌های اروپایی دیگر اعتقادی به پیشرفت فن‌آوری مذکور در بخش خودروهای سواری ندارند.

اقبال کم خودروهای هیدروژنی در اروپا

Renault، Mercedes و شرکت‌های تابعه، پتانسیل بزرگی را برای پیشرانه‌ی هیدروژنی در بخش خودروهای تجاری می‌بینند.

رئیس Volkswagen(VW) آقای هربرت دیس، پیشرانه‌ی هیدروژنی را حتی برای کامیون‌هایی که مسیرهای طولانی را طی می‌کنند، بسیار پرهزینه می‌داند.

در حال حاضر تامین الزامات اساسی برای بهره‌گیری از پیشرانه‌ی هیدروژنی مطلوب نیست. علاوه بر زیرساخت‌های ضعیف و هزینه‌های تولید بالا، ضعف در تعیین ردپای کربن برای تولید هیدروژن نیز در حال حاضر مطرح است.

از دهه‌ی 1960، صنعت خودرو، هیدروژن را به‌عنوان یکی از امیدوار‌کننده‌ترین گزینه‌ها برای جایگزینی با بنزین و گازوئیل شناخته است.

دهه‌هاست که Mercedes، BMW ، Audi و نیز Volkswagen در حال آزمایش بر روی فن‌آوری سوخت و پیل‌های سوختی هستند. تاکنون تولیدکنندگان آلمانی فقط مدل‌هایی با پیشرانه‌ی هیدروژن به‌صورت سری ولی در تعداد بسیار کم ‌به‌مانند Mercedes- GLC F-Cel یا BMW سری7 با نام Hydrogen 7 ساخته‌اند.

این‌ها خودروهایی هستند که برای عمومیت مردم کاربرد ندارند.

توسعه خودروهای هیدروژنی در آسیای شرقی | رقابت تنگاتنگ کره و ژاپن

ژاپن و کره‌ی جنوبی این فن‌آوری را به پیش می‌برند رقابت ژاپن و کره‌ی جنوبی بسیار پی‌گیرانه است.

Toyota با تولیدMirai در سال 2014 اولین خودروی پیل سوختی جهان را در مقیاس بزرگ به بازار عرضه کرد که اکنون در نسل دوم خود است.

Hyundai در سال 2018 با خودروی هیدروژنی Nexo با تجهیزات اسپورت (SUV) از آن پیروی کرد. با توجه به فن‌آوری عجیب و غریب، هر دو مدل نسبتاً گران هستند و بنابراین پرفروش نیستند.

آیا مسیر توسعه خودروهای هیدروژنی از آسیای شرقی می‌گذرد؟

زیرساخت‌های ضعیف عامل موئر دیگریست. از خودروی نسبتاً مجهز Nexo ساخت کره‌ی جنوبی که قیمت پایه‌ی آن 79،000 یورو است، در سال 2019 فقط 4500 عدد ساخته شده است.

با این وجود، این دو شرکت با تمام قدرت به توسعه در این حوزه می‌پردازند که این نیز ناشی از اراده‌ی سیاسی قوی در این دو کشور آسیایی است.

اروپا ، تمرکز بر تولید خودروهای برقی به‌جای خودروهای هیدروژنی

VW به اتومبیل های برقی مجهز به باتری اتکا می‌کند

بر اساس گزارش “فایننشال تایمز”، بیشتر شرکت‌های اتومبیل سازی اروپایی اکنون برنامه‌های هیدروژنی خود را تا حد زیادی کنار گذاشته‌اند.

در عوض آن‌ها می‌خواهند در بخش خودروهای سواری به طور مداوم بر روی وسایل نقلیه‌ با پیشرانه‌ی الکتریکی تمرکز کنند.

Herbert Diess ، مدیرعامل گروه VW فکر می‌کند که ایده‌ی ایجاد یک بازار بزرگ برای اتومبیل های پیل سوختی بیش از حد خوش‌بینانه است.

حداقل برای بازار اصلی، استراتژی آینده گروه VW کاملاً مبتنی بر BEVs (وسایل نقلیه پیل الکتریکی) است.

با مطالعه H-Tron، شرکت Audi، شرکت فرعی برتر زیر مجموعه‌ی VW، تقریباً پنج سال پیش چشم انداز اولیه یک SUV با پیل سوختی بالقوه را ارائه داد.

نقد هربرت دیس بر تولید خودروهای هیدروژنی

با توجه به تردیدهای فعلی مدیرعامل هولدینگ و استراتژی مستمر خودروی الکتریکی بزرگترین شرکت خودروسازی جهان، جای سوال است که آیا Audi هرگز یک تولید انبوه با پیشرانه‌ی هیدروژن به بازار عرضه می‌کند؟

هربرت دیس Diess (مدیرعامل فولکس واگن، کارشناسی با سبقه و خبره در حوزه تولید انواع خودرو در جهان) به فن‌آوری (موجود) اعتقادی ندارد. Diess در هنگام فعالیت خود به عنوان مهندس در شرکت BMW، روی مفاهیم خودرو با پیشرانه‌ی هیدروژنی کار می‌کرد، اما برخلاف بیشتر رقبای شرکت، حتی در بخش کامیون، در منطقی بودن مفهوم پیشرانه‌ی هیدروژنی شک دارد.

زیرمجموعه‌های دیگر VW یعنیMAN و Scania هنوز در حال کار بر روی کامیون‌هایی با پیشرانه‌ی هیدروژنی برای مسافت طولانی هستند اما تمرکز آن‌ها به‌طور هم‌زمان بر روی وسایل نقلیه‌ی الکتریکی است که برق خود را از باتری‌های بزرگ می‌گیرند و باید با پرشدن باتری‌ها، مسافت 200 تا 300 کیلومتر را طی کنند.

Diess درباره‌ی این موضوع به فایننشال تایمز گفت: “وقتی صحبت از کامیون‌ها می‌شود، ازهمه چیز مهم‌تر صرفه‌جویی در هزینه است و هیدروژن آن‌قدر گران است که هزینه‌های هر کیلومتر در مقایسه با یک کامیون برقی می‌تواند تا سه برابر شود.”

رقیب هولدینگ، Stellantis که از ادغام گروه PSA (Peugeot, Citroën, Opel & DS) و Fiat-Crysler به‌وجود آمده است‌، در بخش حمل‌و‌نقل تا حدودی خوشبین‌تر است. این گروه میل دارد در سال‌های آینده وانت‌های کوچک هیدروژنی به جاده‌ها راهی کند.

مدیر عامل شرکت Carlos Tavares ، به فایننشال تایمز گفت: “اکثر افرادی که مصرانه به دنبال اتومبیل هیدروژنی بودند، اکنون به ماشین‌های الکتریکی برگشته‌اند.” وی همچنین پتانسیل بزرگی را در بخش خودرو نمی‌بیند.

رنو برای وانت‌های هیدروژنی برنامه‌ریزی می‌کند

همچنین Renault استفاده مناسب برای پیشرانه‌ی هیدروژنی را در حمل‌ونقل کالا می‌داند. Philippe Prevel مسئول سوخت‌های جایگزین در شرکت پرسابقه‌ی فرانسوی است.

به نظر وی، نیروی پیشرانه‌ی رانندگی بیش از هر چیز در وسایل نقلیه‌ای منطقی است که نقطه‌ی هوب مرکزی دارند و پس از پایان شیفت کاری، به توقفگاه برمی‌گردند مانند اتوبوس‌ها، تاکسی‌ها یا وانت‎ها. فرانسوی‌ها در حال حاضر مورد آخر را با مدل Kangoo ارایه می‌دهند با این حال تاکنون نسبت تنوع هیدروژنی‌ها در کل فروش بسیار کم بوده است.

Prevel درصدد است در بلند مدت تا 30 درصد از بازار ون H2 را به خود اختصاص دهد. با این وجود در حال حاضر قابل پیش‌بینی نیست که واقعاً چه‎ مقدار پتانسیل رشد در بازاری که تقرییاً تاکنون وجود نداشته است، موجود خواهد بود.

قبل از پایان سال جاری، Renault در حال برنامه ریزی برای تولید دو وانت هیدروژنی جدید است که از همکاری با شرکت آمریکایی متخصص در زمینه‌ی پیل‌های سوختی با نام Plug Power حاصل خواهد ‌شد.

علاوه بر آن، این شرکت فرانسوی متقاعد شده است که سلول‌های سوختی با انرژی هیدروژن بیش از هر چیز در وسایط نقلیه برای مسافت‌های بیش از 300 کیلومتر نقش خواهند داشت.

کامیون‌های کاملاً الکتریکی برای چنین مسافت‌هایی به باتری‌های سنگین و جاگیر نیاز دارند. در بخش خودروهای سواری، Renault نیز مانند بیشتر رقبای اروپایی خود تا سال 2030 بیشتر در BEV و پیشرانه‎های هیبریدی تمرکز خواهد کرد.

Mercedes وBMW (از عرصه تولید خودروهای هیدروژنی) کنار می‌کشند

Mercedes سال‌ها برنامه‌های بلندپروازانه‌ی هیدروژنی داشت. اما در حال حاضر هولدینگ مستقر دراشتوتگارت تمرکز اصلی خود را بر روی توسعه‎ ی اتومبیل‎های برقی و تکمیل سری مدل EQ خود گذاشته است. پس از این‌که Mercedes در دهه‌ی 90 نسخه‌ی سلول سوختی کلاس‌های A و B را تولید کرد، در اواخر سال 2018 مدل GLC F-Cell را به بازار معرفی نمود. SUV هیدروژنی فقط به عنوان لیزینگ ارائه شد و پس از تولید حدود 3000 عدد، در آوریل 2020 متوقف شد. شوابه‌ها (اهالی ایالت Baden Württemberg – مرکز استقرار هولدینگ) به‌طور کامل برنامه‌ی هیدروژن خود را رها نکرده‌اند و اخیراً در حوزه‌ی تولید کامیون، با Volvo قرارداد همکاری بسته‌اند.
بین رقیب‌های اصلی مونیخ هم موارد مشابهی به چشم می‌خورد. BMW برای سال 2022 در حال برنامه‌ریزی برای نسخه‌ای از X5 فاقد آلاینده است که بخش بزرگی از این فن‌آوری را با صاحب فن‌آوری Mirai یعنی Toyota به اشتراک می‌گذارد.

اما حتی با پیل سوختی X5 نیز، تولید کننده فقط تولید تعداد کمی را درنظر دارد. بایرنی‌ها‌ (ایالت بایرن به مرکزیت مونیخ) نیز تمرکز توسعه را بر روی مدل‌های مجهز به باتری الکتریکی مانند مدل i4 یا مدل iX گذاشته‌اند.

پمپ بنزین‌های (هیدروژنی) کم و قیمت‌های بالا

دلایل زیادی برای بدبینی شرکت‌های خودروسازی وجود دارد. بیش از همه، بسیاری از مشتریان در حال حاضر توسط زیرساخت های بین‌المللی ضعیف، وازده می‌شوند.

به گفته‌ی ارائه دهنده H2.LIVE، با وجود یارانه‌ی دولت از سال 2007، در حال حاضر در این کشور تنها 91 پمپ بنزین هیدروژنی وجود دارد و 5 ایستگاه نیز در مرحله‌ی ساخت نهایی هستند. برای مقایسه: در سال گذشته امکان سوخت‌گیری بنزین در 14،400 جایگاه فراهم بود.

در کشورهای دیگر نیز وضعیت بهتر به نظر نمی‌رسد. درست برعکس: آلمان با اختلاف زیاد، پیشتاز رتبه‌بندی در اروپا است.

علاوه بر این، سوخت هیدروژن برای اتومبیل‌ها به دلیل تقاضای کم فقط در مقادیر کم تولید می‌شود بنابراین سوخت نسبتاً گران است.

قیمت یک کیلو در حال حاضر بسیار سنگین و 9.50 یورو است. با این میزان سوخت به عنوان مثال Hyundai مدل Nexo می‌تواند کمی بیشتر از 100 کیلومتر مسافت را طی کند.

فن‌آوری پیچیده خودروهای هیدروژنی | پیچیده‌تر از BEV ؛ گران‌تر از همه

علاوه بر این، خرید مدل‌های هیدروژنی به طور قابل توجهی گران‌تر از اتومبیل‌های بنزینی یا برقی با تجهیزات مشابه است.

در حالی که اتومبیل‌های برقی دارای یک باتری لیتیوم یونی با قیمت بالا هستند، از لحاظ فنی بسیار ساده‌تر ساخته شده‌اند. در اتومبیل‌های هیدروژنی‌، علاوه بر مخازن فشار بالا با دیواره‌ی ضخیم، یک سلول سوختی وجود دارد که H2 در آن با اکسیژن واکنش نشان می‌دهد.

علاوه بر تولید آب و گرما در آن، طبیعتاً برق مورد نیاز نیروی پیشرانه نیز تولید می‌شود.

برق ابتدا توسط یک مبدل افزاینده تقویت می‌شود و فقط پس از آن است که به موتو‌رهای الکتریکی منتقل می‌شود. یک بافر باتری اضافی نیز وجود دارد.

آیا ساختار پیچیده تولید، هزینه‌های بالا توسعه، تعمیرات و نگهداری، ادامه مسیر خودروهای هیدروژنی را برای همیشه مسدود خواهند کرد؟

در حال حاضر تمام این اجزا و مجموعه‌ها، هزینه‌های بالای تولید و توسعه را موجب می‌شوند. برای این‌که بتوان این هزینه‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش داد، خودروساز باید سالانه صدها هزار وسیله‌ی نقلیه‌ی سلول سوختی بفروشد.

با توجه به آمار فروش فعلی، این یک هدف آرمان‌شهری است. بازده سلول سوخت که در حدود 65 درصد است، دو برابر بیشتر از یک موتور احتراقی معمولی است. با این وجود اگر تولید، انتقال و تبدیل هیدروژن به برق را کاملاً محاسبه کنید، در نهایت با بازدهی 29 تا 32 درصدی مواجه خواهید شد. وسایل نقلیه‌ی مجهز به باتری در حال حاضر کارایی بیشتری نسبت به اتومبیل‌های هیدروژنی دارند.

Maximilian Fichtner، استاد شیمی جامد دانشگاه Ulm در مصاحبه‌ای با نشریه‌ی “Wirtschaftswoche” در نوامبر 2019 نگرانی‌هایی را ابراز کرد. وی گفت: قبلاً سالانه در این کشور کل حمل‌ونقل به انرژی 770 تراوات‌ساعت نیاز داشت. اگر تمام وسایل نقلیه‌ مجهز به پیشرانه‌ی هیدروژنی شوند، تقاضا به بیش از 1000 واحد افزایش می‌یابد. از سوی دیگر، انتقال به یک پیشرانه‌ی کاملاً الکتریکی حتی می‌تواند آن‌را به حدود 200 تراوات‌ساعت کاهش دهد.

هیدروژن سبز رویای آینده است

در واقع تنها گاز خروجی تولید شده در اتومبیل‌های سلول سوختی بخار آب بی خطر است با این حال در بیشتر موارد، تولید H2 چیزی غیر از خنثی (بی‌پیامد) برای اقلیم است.

تولید هیدروژن سبز از نظر تئوری امکان‌پذیر است. الکترولیز آب منحصراً با الکتریسیته و آن کاملاً از انرژی‌های تجدید‌پذیر حاصل می‌شود و از دید پیامدهای اقلیمی، خنثی است. با این حال این روش در حال حاضر هنوز بسیار پرهزینه است و به‌همین خاطر نیز فقط در مقیاس کوچک استفاده می‌شود. مدتهاست که دست‌یابی به موفقیت بزرگ در این‌مورد پیش‌گویی می‌شود اما هنوز این اتفاق نیفتاده است.

امروزه استاندارد، هیدروژن خاکستری است. بیشتر انرژی آن از طریق سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود. معمولاً گاز طبیعی در دمای بالا به هیدروژن و C02 تبدیل می‌شود. C02 در هوای محیط آزاد می‌شود و بنابراین اثر گلخانه ای را تشدید می‌کند. هیدروژن آبی نشان دهنده یک مرحله‌ی متوسط است. در اینجا، تولید به همان روش انجام می‌شود اما، گا‌زهای گلخانه ای گرفته و ذخیره می‌شوند. اما هنوز هم برای رسیدن به این روش مقداری کار وجود دارد. با این وجود نباید هیدروژن را خیلی سریع کنار نهاد. (این فن‌آوری) احتمالاً در بلند مدت نقش تعیین‌کننده‌ای در انتقال انرژی دارد حتی اگر این وضعیت در حال حاضر بیشتر در بخش خودر‌وهای تجاری و همچنین در تولید فولاد و سیمان باشد.

منبع

برگردان : وحید مشیرنیا