Electrificarea transportului rutier a avansat rapid la autoturisme și aproape deloc la camioanele de mare tonaj. Motivul nu ține de lipsa de voință a producătorilor, ci de fizică: un ansamblu de 40 de tone care rulează 600-700 de kilometri pe zi are nevoie de o cantitate de energie pe care bateriile o pot stoca doar cu prețul unei mase considerabile și al unor opriri lungi de reîncărcare. Fiecare kilogram de baterie este un kilogram de marfă pe care transportatorul nu îl mai poate factura. Aici a apărut, ca alternativă serioasă, pila de combustie cu hidrogen.
Ideea nu este nouă. Principiul a fost demonstrat în secolul al XIX-lea și a fost folosit în programele spațiale americane cu mult înainte ca cineva să vorbească despre decarbonare. Ce s-a schimbat în ultimul deceniu este costul componentelor și, mai ales, contextul de reglementare care obligă industria de transport să caute soluții cu emisii zero la evacuare.
Cum funcționează, fără mistere
Pila de combustie nu arde nimic. Hidrogenul stocat în rezervoare de înaltă presiune, de regulă la 350 sau 700 de bari, este dirijat către anodul unei membrane polimerice. Acolo molecula se desface în protoni și electroni. Protonii traversează membrana, electronii sunt forțați să o ocolească pe un circuit exterior, iar acea deplasare a lor este chiar curentul electric care alimentează motorul. La catod, protonii, electronii și oxigenul din aer se recombină și rezultă apă. Din țeava de evacuare ies vapori, nimic altceva.
Practic, un camion cu pilă de combustie este un camion electric. Motorul de tracțiune, invertorul și sistemul de frânare recuperativă sunt aceleași. Diferă doar sursa de energie de la bord: în loc de un pachet mare de baterii, avem un pachet mic de baterii tampon plus un generator chimic alimentat cu hidrogen. Bateria tampon preia vârfurile de putere la accelerare și absoarbe energia recuperată la frânare, în timp ce pila lucrează la un regim constant, care îi prelungește durata de viață.
De ce tocmai transportul greu
Argumentul central este raportul dintre energia transportată și masa echipamentului. Hidrogenul are o densitate energetică gravimetrică excelentă. Un rezervor plin de 40 de kilograme, cu tot cu structura de înaltă presiune, cântărește mult mai puțin decât bateriile care ar stoca aceeași energie. La un camion de cursă lungă, diferența se traduce în câteva tone de marfă utilă recuperate.
Al doilea argument este timpul. Alimentarea unui rezervor de hidrogen durează între zece și cincisprezece minute, comparabil cu plinul de motorină. Pentru o flotă care lucrează în două schimburi, aceasta nu e o comoditate, ci o condiție de rentabilitate. Un camion oprit patruzeci de minute la fiecare încărcare rapidă pierde curse.
Al treilea ține de predictibilitate. Performanța bateriilor scade vizibil pe frig, iar transportul de marfă nu își permite să reducă autonomia cu un sfert în ianuarie. Pila de combustie își produce singură căldura și se comportă mult mai stabil la temperaturi scăzute.
Obstacolele care încă nu au fost depășite
Primul este prețul hidrogenului. Cea mai mare parte a hidrogenului produs astăzi în lume provine din reformarea gazului metan, un proces care emite dioxid de carbon. Hidrogenul verde, obținut prin electroliza apei cu electricitate din surse regenerabile, rezolvă problema emisiilor, dar costă în continuare de două sau de trei ori mai mult. Iar costul lui depinde direct de prețul energiei electrice, care în ultimii ani a fost orice, numai stabil nu. Cine urmărește episoadele de prețuri negative din piața angro a observat deja că electroliza devine atractivă exact în orele în care producția regenerabilă depășește cererea, ceea ce transformă electrolizoarele într-un consumator flexibil, util pentru sistem.
Al doilea obstacol este infrastructura. O stație de alimentare cu hidrogen costă de ordinul milioanelor de euro și nu are sens decât dacă există trafic care să o justifice. Transportatorii nu cumpără camioane fără stații, iar investitorii nu construiesc stații fără camioane. Regulamentul european privind infrastructura pentru combustibili alternativi încearcă să spargă acest cerc impunând statelor membre o rețea minimă de stații pe coridoarele principale, la intervale de cel mult 200 de kilometri.
Al treilea este randamentul de la un capăt la altul. Dacă pornim de la un kilowatt-oră de electricitate, îl transformăm în hidrogen, îl comprimăm, îl transportăm și apoi îl reconvertim în electricitate la bord, ajungem la roată cu aproximativ o treime din energia inițială. Un camion cu baterii păstrează mult mai mult. Contraargumentul este că randamentul contează mai puțin atunci când energia primară provine dintr-un surplus care altfel s-ar fi pierdut.
Unde se poziționează România
Țara are câteva atuuri care nu sunt evidente la prima vedere: o industrie chimică obișnuită de decenii să manipuleze hidrogen, o poziție pe coridorul Rin-Dunăre și un potențial regenerabil consistent, mai ales eolian. Proiectele finanțate prin fondurile de redresare vizează construirea primelor electrolizoare de scară industrială, însă vorbim deocamdată de capacități demonstrative, nu de o piață.
Merită spus și că discuția despre hidrogen nu anulează discuția despre baterii. Cele două tehnologii au nișe diferite, iar întrebarea privind ce se întâmplă cu materialele din bateriile ajunse la capătul vieții rămâne la fel de importantă indiferent de ce alege industria grea. Ce se poate spune cu oarecare siguranță este că hidrogenul va ocupa zonele unde bateriile nu funcționează bine: cursele lungi, transportul de mare tonaj, utilajele de șantier, poate liniile feroviare neelectrificate. Restul depinde de ceva mult mai prozaic decât tehnologia, anume de cât va costa kilogramul de hidrogen la pompă în 2030 și de cine își asumă riscul primelor stații.
