Transportul comunitar electric pe hidrogen, pactul României pentru un mediu mai curat

Tranziţia verde a economiei Uniunii Europene ar trebui să ofere acces la energie curată, sigură şi accesibilă pentru companii şi pentru consumatorii finali. Dar nu este o misiune uşoară: producţia şi consumul de energie au generat 75% din emisiile de gaze cu efect de seră la nivelul UE în 2018, iar aceasta încă depinde de importuri de petrol şi gaze pentru 58% din totalul de energie.

În acest context, în iulie 2020, Comisia Europeană a propus o strategie a hidrogenului pentru o Europă neutră climatic, care urmăreşte accelerarea producerii de hidrogen curat şi asigurarea rolului său la baza unui sistem energetic neutru climatic până în 2050, afirmă Dumitru Chisăliţă, preşedintele Asociaţiei Energia Inteligentă.

• Care sunt avantajele hidrogenului?

Există mai multe tipuri de hidrogen, în funcţie de procesul de producţie şi de emisiile de gazecu efect de seră. Hidrogenul curat, adică "hidrogen regenerabil" sau "hidrogen verde" este produs prin electroliza apei folosind electricitate din surse regenerabile şi nu emite gaze cu efect de seră în timpul producerii. Potrivit unui raport al Comisiei Europene, citat de europarl.europa.eu, numai hidrogenul verde - produs din surse regenerabile - poate contribui în mod durabil la atingerea neutralităţii climatice pe termen lung.

În cifre, hidrogenul reprezintă aproximativ 2% din mixul energetic al UE, din care 95% este produs prin arderea de combustibili fosili, ceea ce degajă 70-100 milioane de tone de dioxid de carbon în fiecare an. Potrivit cercetărilor recente, energiile regenerabile ar putea furniza o parte substanţială din mixul energetic european până în 2050. În acest mix hidrogenul ar putea reprezenta până la 20%, respectiv între 20-50% din necesarul de energie în transporturi şi între 5-20% din necesarul în industrie. El este folosit în principal ca materie primă în procesele industriale, dar şi drept combustibil pentru rachete spaţiale.

- Hidrogenul poate fi considerat un bun combustibil datorită proprietăţilor acestuia:

Folosirea sa ca sursă de energie nu produce gaze cu efect de seră (apa este singurul produs secundar)

- Poate fi folosit pentru a produce alte gaze, ca şi combustibili lichizi

- Infrastructura existentă pentru transportul şi stocarea gazelor poate fi reutilizată pentru hidrogen

- Are o densitate energetică mai ridicată decât a bateriilor, deci poate fi folosit pentru transportul pe distanţe lungi, sau de tonaj mare

Aşadar, în prezent, hidrogenul are un aport minor în aprovizionarea globală cu energie. Rămân provocări de depăşit în ce priveşte competitivitatea costurilor, amploarea producţiei, infrastructura necesară şi percepţia asupra siguranţei, anunţă aceeaşi sursă. Cu toate acestea, este de aşteptat ca hidrogenul să permită pe viitor transportul fără emisii, încălzire domestică şi procese industriale, cât şi stocarea de energie inter-sezonieră. Eurodeputaţii doresc ca statele UE şi Comisia să stimuleze producţia şi folosirea de combustibil din surse regenerabile.

Observaţie tehnică privind emisiile motorizării "pe hidrogen"

Celulele fuel cells convertesc hidrogenul şi oxigenul direct în electricitate fără nicio emisie atmosferică. Se formează apă, pentru un autobuz, 90 litri/100 km.

Motorizarea pe hidrogen are trei avantaje majore faţă de tehnologia actuală a motoarelor cu combustie internă cu combustibili fosili (motorina, GPL):

- Câştiguri de eficienţă energetică. AIE raportează că eficienţa medie generală a vehiculelor cu motoare cu combustie internă pe benzină şi motorină (ICEV) este de sub 23%, în funcţie de tehnologia specifică a motorului.

-Consumul mediu de combustibil al unui vehicul cu celule fuel cells variază de la un factor de două până la trei ori mai mic decât ICE în traficul rutier şi respectiv în traficul urban (vehicolele fuel cells obţin o eficienţă suplimentară de 10-15%);

- Emisiile de gaze de seră sunt aproape zero. Utilizarea elulelor fuell cells elimină complet emisiile de particule şi oxizii de sulf şi azot, poluanţi asociaţi cu motoarele convenţionale.

În plus, transferul autobuzelor de la motor clasic la motor fuel cells se poate face uşor, achiziţionând doar kit-ul de motorizare electrică şi rezervoarele de hidrogen, fără a mai cumpăra autobuze noi.

• Situaţia transportului comunitar electric "pe hidrogen" în Europa

La nivel mondial existau deja, în 2016, peste 4.500 km de conducte de hidrogen, majoritatea fiind operate de producători de hidrogen, potrivit HyARC . Cele mai lungi conducte sunt operate în SUA, în statele Louisiana şi Texas, urmate de Belgia şi Germania.

Aproximativ 150 de autobuze cu pilă de combustibil au fost puse în funcţiune în Europa, în perioada 2012 - 2020. Dar există planuri pentru a obţine peste 1.200 până în 2025. Privind o imagine globală, conform cifrelor BloombergNEF, la sfârşitul anului 2020, existau deja aproximativ 4.250 autobuzele cu pile de combustibil în funcţiune.

În urmă cu aproximativ zece ani, tehnologia pilelor de combustibil a fost promovată ca o soluţie pentru autobuzele urbane, în timp ce în zilele noastre există un acord general cu privire la FCV-uri ca viitoare alternativă la motorină pentru călătoriile pe distanţe medii şi lungi, de la rute suburbane la transport pe distanţe lungi. Potrivit prognozelor UITP , un minim de 22% din toate autobuzele noi comandate în 2021 în toată Europa va trebui să fie cu emisii zero pentru a se conforma legislaţiei. În Europa au fost comandate in 2020 peste 200 de autobuze cu celule de combustibil.

Toate autobuzele cu celule de combustibil care funcţionează astăzi pe bătrânul continent au fost achiziţionate în cadrul unor proiecte cofinanţate chiar de Europa. Peste 200 de autobuze cu hidrogen au fost comandate prin intermediul proiectelor JIVE şi JIVE 2, susţinute de UE, principalele proiecte europene privind această tehnologie. Anunţul a venit în octombrie 2020 în cadrul proiectului Iniţiativă Comună pentru Vehiculele cu Hidrogen din toată. Mai mult, primele 50 de autobuze sunt deja în funcţiune.

Unsprezece oraşe şi regiuni europene - Aberdeen (Marea Britanie), Auxerre (Franţa), Barcelona (Spania), Birmingham (Marea Britanie), Emmen (Olanda), Groningen (Olanda), Londra (Marea Britanie), Olanda de Sud (Olanda), Tirolul de Sud ( Italia), Toulouse (Franţa) şi Wiesbaden (Germania) - se vor alătura locaţiilor care operează deja autobuze cu hidrogen prin JIVE până la sfârşitul anului 2021.

Potrivit lui Bart Biebuyck, director executiv al FCH JU, "360 de autobuze cu hidrogen ar trebui să fie pe drum în 2021 în cadrul proiectelor JIVE 1 şi JIVE 2. Şi costurile? Primul autobuz cu hidrogen din 2010 a avut un preţ de 1,8 milioane de euro. Astăzi, Consorţiul H2Bus / H2Bus Consortium şi-a stabilit obiectivul de a reduce această cifră la 650.000 de euro", a spus el într-un interviu acordat Sustainable Bus.

Într-un interviu, CEO-ul Hyzon Motors, Craig Knight declara că "ne uităm şi la oportunitatea de a lucra cu constructorii europeni de autobuze pentru a participa la licitaţiile de autobuze cu hidrogen. Nu producem şasiu şi vehicule complete: suntem concentraţi pe sistemele de propulsie cu celule de combustibil şi sistemele cu hidrogen, deci este important pentru noi să stabilim parteneriate. Vrem să fim mai activi în Europa. Ne vom muta într-o unitate mai mare în 2021, care va permite producţia de serie. Planificăm să devenim mult mai agresivi în 2021 în ceea ce priveşte participarea la licitaţii şi vom lucra la o gamă de vehicule pentru piaţa europeană cu tehnologia noastră de celule de combustibil."

• Autobuzele cu hidrogen în Australia

În mai 2020, un proiect ambiţios privind autobuzele cu celule de combustibil a văzut lumina zilei în Australia: 100 de autobuze cu hidrogen pe drumurile australiene. Este ţinta, cel puţin pentru faza 1, a proiectului H2OzBus, care are ca scop explorarea livrării de soluţii de transport inovatoare şi durabile în ţară.

• Autobuze cu celule de combustibil în SUA

În SUA, o flotă de autobuze cu hidrogen a început să funcţioneze la începutul lunii februarie 2020, operând cu livrarea Autorităţii de Transport a Judeţului Orange din Santa Ana, California. Vehiculele au fost livrate în urma comenzii semnate la începutul anului 2018.

Pe lângă lansarea flotei de autobuze cu hidrogen, OCTA a lansat şi cea mai mare staţie de alimentare cu hidrogen din ţară pentru transportul public, prezentând investiţia sa de 22,6 milioane de dolari în tranzitul cu emisii zero.

Aşadar, este evident că vehiculele electrice cu baterii (VEB) domină tranziţia spre un transport mai prietenos cu mediul. La sfârşitul lui 2019 se vânduseră doar 7.500 de maşini pe hidrogen în toată lumea. Dar la sfârşitul lui 2018 existau peste 5 milioane de vehicule cu încărcare la priză, iar de atunci vânzările au accelerat considerabil. În Regatul Unit, conform datelor de la Society of Motor Manufacturers and Traders, VEB reprezentau 4,3% din vânzările ultimului an până în mai 2020, în creştere cu 131,8%. VEB încep să fie rivalele maşinilor pe combustibili fosili, în vreme ce alternativele cu celulă de combustibil merg spre nicăieri.

Toyota a fost una din companiile care au crezut cu adevărat în viitorul hidrogenului, iar în 2011 a produs conceptul foarte credibil FCV-R dezvoltat în Mirai, care a devenit disponibil comercial în 2015. O a doua generaţie va apărea în 2021. Şi Honda a produs două vehicule cu celulă, Clarity Fuel Cell şi FCX Clarity. Hyundai are Tucson Fuel Cell. Deci există variante disponibile pentru uz zilnic, cu Mirai oferind peste 500 km cu un rezervor, iar Honda Clarity Fuel Cell asigurând aproape 600.

• Cum stă Bucureştiul la capitolul transport public pe hidrogen

Bucureştiul deţine un parc auto format din aproape 1.200 autobuze care circulă între orele 05.00 - 24.00, într-o reţea formată din aproape 170 de linii întinse pe 1.372 km cale dublă.

În Bucureşti, autobuzele parcurg, zilnic, luni-vineri, 250.000 km (155.000 km în zilele de weekend). Anual, autobuzele parcurg peste 81.120.000 km (total linii + cele de noapte + cele regionale).

Din testele efectuate în exploatarea de zi cu zi, rezultă că gradul de poluare al unui autobuz cu Particule Solide este de 6mg/km, ceea ce indică că autobuzele STB eliberează în atmosferă anual 420 kg particule solide . La aceste particule se adaugă poluarea cu SOx, NOx, HC, VOC, CO. Emisiile şi poluarea sunt prezentate atât în Raportul privind Etapa a II-a din cadrul proiectului Planuri de Calitate a Aerului Ambiental din Municipiul Bucureşti, din 2014, cât şi în Master Planul Pentru Sistemul Integrat de Management al Deşeurilor la Nivelul Municipiului Bucureşti, din 2017.

Între anii 2005 şi 2009, Regia Autonomă de Transport Bucureşti a achiziţionat 1.000 de autobuze Citaro. În septembrie 2019, STB a comandat 130 de autobuze Citaro Hybrid cu livrări programate să înceapă în primăvara anului 2020. Autobuzul eCitaro, complet fuel cells, va fi lansat în 2022.

• Care sunt avantajele, pentru Bucureşti, ale transportului public pe hidrogen

Pentru o cursă zilnică, de 200 km, un autobuz de 12 m foloseşte 20 de kilograme de hidrogen/zi sau, în 365 de zile, cca. 7, 5 tone hidrogen/an.

Cantitatea de hidrogen ar ajunge pentru 13.632 to hidogen/an : 7,5 to/an autobuz = cca. 1.817 autobuze cu curse zilnice. Acesta ar fi potenţialul şi ar putea acoperi transportul public.

Aprovizionarea cu hidrogen ar permite însă şi trecerea rapida a troleibuzelor spre autonomie (acestea sunt deja motorizate electric, trebuie instalat doar kitul de hidrogen), ceea ce ar duce automat atât la dezafectarea traseelor aeriene de alimentare cu electricitate, cât şi la eliberarea traficului de constrângerile troleibuzelor şi, totodată, la desenarea altor trasee, elastice, pentru noua mobi-litate electrică - nu mai este nevoie de trasee obligate de reţeaua fixă de electri-citate.