Témata
Reklama

Na řadě je vodík

Prosadí se vodík jako palivo během následujících deseti let? Odborníci ze společnosti Air Products vidí odpověď na tuto otázku velmi optimisticky

Největším výrobcem vodíku na světě je již po čtyři desítky let společnost Air Products. Jeho hlavním odběratelem je NASA, která jej od 60. let využívá jako palivo pro rakety či raketoplány a pro palivové články využívané jako zdroj elektrické energie pro palubní systémy. V současné době Air Products patří mezi společnosti, které významně investují do výzkumu a vývoje využití vodíku jako paliva pro motorová vozidla.
Reklama
Reklama
Reklama

Historie

Poprvé byla upřena větší pozornost na využití vodíku jako na možnou náhradu tradičních paliv pro motorová vozidla po ropné krizi v polovině 70. let minulého století. První vlnu nadšení však společně se stabilizací ropného trhu utlumily nové konstrukce úspornějších typů benzinových motorů, jakož i nástup dieselů do osobních automobilů. Podruhé se vodíkové palivové systémy dostaly do centra pozornosti po roce 1990 v souvislosti s nárůstem emisí skleníkových plynů a tedy globálním oteplováním Země. Bezprostředním impulzem k obratu ve vodíkové strategii se však stal pokus o okupaci kuvajtských ropných nalezišť Irákem a válka v Perském zálivu v roce 1991. Současně následovaly pravidelné pokusy OPEC o zvyšování cen ropy, které vedly k rozhoupání ropných burz v rozsahu od 19 do 33 dolarů za barel a k destabilizaci světové ekonomiky. Výzkum v oblasti energetiky se proto soustředil na obnovitelné zdroje.
Dalším důvodem pro zaměření pozornosti na vodík se stala potřeba zásadního impulzu pro dlouhodobé nastartování americké ekonomiky. Posledním takovým impulzem byla v 80. letech státní podpora vývoje osobních počítačů a internetu, avšak potenciál této investice je vzhledem k masivnímu nástupu asijských výrobců na tento trh již prakticky vyčerpán. Výše zmíněné důvody vedly společnost USB Warburg k prognóze, že kolem roku 2010 by měl mít každý čtvrtý osobní automobil a každý třetí autobus prodaný v USA pohon na vodík. Celková roční spotřeba těchto vozidel by měla činit 20 milionů tun vodíku.

Natankujte vodík

Společnost Air Products se účastní výzkumných projektů Spojených států v oblasti hledání nových paliv, pro něž před rokem prezident Bush vyhlásil podporu ve výši 1,2 miliardy dolarů. V jejich rámci Air Products projektuje, dodává a provozuje čerpací systémy pro zkušební provozy vozidel v řadě měst USA. Například v Las Vegas společnost vybudovala a provozuje komplex zahrnující výrobu vodíku, 50kW elektrárnu na palivové články a vodíkovou čerpací stanici. Systém poskytuje vodík a míchané palivo vodík-zemní plyn pro automobily a autobusy. V Chicagu jezdí ve zkušebním provozu autobusy na vodík, v Deabornu byla vybudována vodíková infrastruktura pro vývojové centrum společnosti Ford Motor Company, v Palm Springs je v provozu flotila letištních servisních vozidel využívajících palivové články. A to jsou jen některé z projektů. Nyní Air Products v USA provozuje 25 vodíkových čerpacích stanic pro motorová vozidla.
V Evropě byla v loňském roce uvedena do pravidelného provozu první ponorka poháněná palivovými články, sloužící německému námořnictvu. Plavidlo může zůstat pod vodou až několik měsíců a výhodou vodíkového pohonu oproti jadernému jsou podstatně nižší nároky na provoz, údržbu a následnou likvidaci. Samostatnou kapitolou je vývoj palivových článků podstatně menšího výkonu, které se zkoušejí jako napájecí zdroje přenosných osobních počítačů.

Na evropských silnicích

Rovněž v Evropě jsou již ve zkušebním provozu vozidla využívající jako paliva plynný vodík. Například v rámci evropského sponzorovaného programu CUTE (Čistá městská doprava v Evropě) je v devíti evropských městech v provozu trojice autobusů Daimler-Chrysler jezdících na vodík. Podobné zkušební programy vyžadují pružné systémy pro zásobování palivem s minimálními náklady na instalaci. V loňském roce byla proto představena nová vodíková čerpací stanice řady 100, která je určena pro tankování zkušebních vozidel provozovaných v rámci demonstračních projektů. Stanice se zásobují plynným vodíkem z běžných vodíkových návěsů a lze je jednoduše převážet z místa na místo.
Konkrétnější časový výhled při zavádění vodíku jako paliva lze zatím stanovit jen velmi obtížně, nicméně EU uvažuje o náhradě zhruba 20 % ropy alternativními palivy do roku 2020. Cesta vede od demonstračních projektů, které mají za cíl ověřit nová konstrukční řešení a seznámit veřejnost s novými možnostmi, přes využití ve specializovaných vozových parcích s omezeným okruhem působnosti až po širší uplatnění v běžném provozu. Tomu by měl napomoci mimo jiné projekt Highways, financovaný Evropskou komisí. Účastní se jej řada podniků, výzkumných a vývojových pracovišť a jeho úkolem je vypracovat návrh postupu při zavádění vodíku jako paliva v členských zemích. Výsledkem by mělo být doporučení národním vládám, jak v tomto směru postupovat.

Vodík jako palivo

Vodík sám o sobě není více nebo méně nebezpečný než jiná běžně používaná paliva. Bezpečnost skladování, distribuce, čerpání a umístění stlačeného vodíku v nádrži vozidla je podle zkušeností Air Products srovnatelná s propan-butanem. Výhodou vodíku oproti benzinu i propan-butanu je, že je extrémně lehký a v případě netěsnosti nebo havárie rychle stoupá vzhůru. Naopak benzin i propan-butan při poškození nádrže vytékají a nebezpečí jejich zapálení tak trvá mnohem déle. V případě, že by došlo k zapálení, vodík unikající z proražené nádrže by odhoříval uhasitelným plamenem. Problémem plynného vodíku však je, že pro množství energie, které by odpovídalo stejnému objemu benzinu, vyžaduje mnohonásobně vyšší stlačení než zmíněný propan-butan, a to na tlaky řádově kolem 25 MPa. To přináší problémy s těsněním armatur, takže systémy obvyklé u propan-butanu nebo zemního plynu nelze použít, neboť z nich vodík i při pečlivém provedení uniká.
Existuje ještě varianta využívající kapalného vodíku, jehož výhodou je, že se tankuje při tlaku 3 až 4 bary. Překážkou je ovšem podchlazení na -235 °C a tomu odpovídající extrémní nároky na použité materiály. Air Products proto na využití kapalného vodíku v silniční dopravě momentálně nepracuje.

Cena

Hlavní překážkou hromadnějšího využití vodíku není bezpečnost, nýbrž náklady, neboť 1 kW výkonu automobilu poháněného palivovými články vychází zhruba třikrát dráže než 1 kW získaný z dieselového motoru. Ke zlomu by podle odhadů společností Air Products a General Motors mohlo dojít kolem roku 2010, kdy by tato automobilka chtěla prodat první milion automobilů na vodík a při tomto počtu dosáhnout zisku. Problémem by zde nemělo být ani vybudování infrastruktury, neboť 70 % populace je v USA soustředěno do velkých aglomerací. S podobným časovým horizontem uvažují i Japonci, kteří chtějí do roku 2010 uvést do pravidelného provozu 50 tisíc vozidel na vodík a do roku 2020 pak 5 milionů. Co se týká vlastního vodíku, jeho současná cena se zatím v konkrétních případech velmi liší, protože značně závisí na použité technologii jeho výroby.
-Mk-
Reklama
Vydání #3
Kód článku: 40306
Datum: 10. 03. 2004
Rubrika: Inovace / Automobilový průmysl
Autor:
Firmy
Související články
Skutečný pomocník

Na českém trhu je od září letošního roku k dostání nová generace vozů Opel Vivaro a to ve třech variantách: Van, Crew Van a Combi. První dvě verze jsou určeny především pro převoz nákladu a osob, Combi pak pro převoz větších skupin lidí či sportovních týmů. Všechny vozy pohání turbodieselové motory.

Vozový park pod kontrolou díky moderním technologiím

Mít na starost firemní flotilu není snadné, ale když se nebudete vyhýbat moderním technologiím, ušetříte spoustu peněz, času i stresu.

Stavme na pozitivním a fungujícím

Česko patřilo ke konci roku 2023 k zemím, jejichž ekonomika stále nedosáhla předcovidové úrovně. Hospodářský růst bude podle většiny ekonomů i v tomto roce velmi pomalý. Situaci komplikují nepříliš optimistické faktory, jako je nestabilita veřejných financí, výroba postavená na subdodávkách, nedostatečná infrastruktura a další. Když k tomu připočteme vnější geopolitické okolnosti, není situace příliš příznivá. A o tom, jak toto vše ovlivňuje automobilový průmysl a jak se zbavit stigmatu subdodavatelské země, jsme hovořili s Petrem Knapem, odborníkem společnosti EY pro automobilový průmysl.

Související články
Je nutné stanovit diagnózu a následně zvolit léčbu

Bohdan Wojnar vždy razil zásadu, že je třeba si všechno řádně odpracovat a každý den zkusit udělat něco navíc. Nikdy se nebránil novým věcem, trpělivě se je učil a s potřebnou dávkou štěstí se pak dostával k zajímavým pracovním příležitostem. Během čtyřiceti profesních let ušel cestu od chemického inženýra, přes dlouhou kariérou ve Volkswagenu Slovakia ve financích a controllingu až po člena představenstva za oblast HR ve Škoda Auto. Toto je dle jeho slov výhodou velkého koncernu, kdy nemusíte zůstat na jednom místě, u jednoho oboru a v jedné zemi. Tyto zkušenosti mu poskytly velký profesní přehled, ze kterého vycházejí témata aktuálního otevíracího rozhovoru MM Průmyslového spektra.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Krize jako cesta k žádoucí změně

Hlavním životním mottem Ing. Vlastislava Břízy, majitele a generálního ředitele společnosti Koh-i-noor, je tvrzení, že kdo je připraven, není zaskočen. Společný rozhovor probíhal v intencích této jeho celoživotní strategie.

MM Podcast: Glosa - Sedmnáctá země spolková na kolečkách

Problémy koncernové automobilky jsou vážnější, než si většina lidí umí představit. Kombinace emisního skandálu DieselGate, změny trhu a návyků spotřebitelů, inflace a neschopnosti na to všechno pružně reagovat je pro VW smrticí koktejl. Může jí dokonce hrozit osud finské Nokie či amerického Kodaku, které před lety nedokázaly zachytit nastupující disruptivní změny a se svým ikonickým byznysem skončily. Jak zásadní problém by podobný osud znamenal pro Německo, potažmo celou subdodavatelskou Evropu, se můžeme jen domýšlet.

Důraz na udržitelnost, digitalizaci a 3D tisk

Japonsko je zemí, kde se rodí nejmodernější technologie a kde se dbá na udržitelný způsob života. Je kolébkou průmyslu a domovem největších průmyslových firem. Každé dva roky mají návštěvníci z celého světa možnost nahlédnout prostřednictvím veletrhu Jimtof (Japan International Machine Tool Fair) pod pokličku nejnovějších inovací v oboru obráběcích strojů a jejich příslušenství. Díky pozvání Japonské asociace výrobců obráběcích strojů JMTBA jsme měli možnost zúčastnit se tohoto veletrhu osobně. V následující reportáži se vám pokusíme zprostředkovat alespoň pár nejzajímavějších témat, která zde zazněla.

Žijeme na dluh dalších generací

Petr Novák aktuálně zastává pozici Director of Automotive Operations ve společnosti JTEKT European Operations. Je zodpovědný za devět výrobních závodů ve Francii, Belgii, ČR, Anglii a Maroku. Obrat této divize čítající 4 000 zaměstnanců představuje 1, 2 miliardy eur.

MM Podcast: Glosa - Made in Germany: Richtig oder falsch?

Proč stále není slyšet o problémech průmyslových firem, do kterých se kvůli souběhu všech krizí dostaly? Obecně, ať se jedná o jedince, či instituci, vždy máme obavy přiznat určité potíže. V momentu, kdy majitel firmy či management pustí do éteru první negativní zprávu, přestane být podnik důvěryhodný pro zákazníky, banky a zaměstnance, jak současné, tak i potenciální. Proto to všichni zatím drží pod pokličkou a vyčkávají do doby, kdy situace již bude neudržitelná či na stav upozorní okolí.

Příklady táhnou: Umět řídit i motivovat

Ačkoli byla Ing. Andrea Urban - tehdy ještě Andrea Kovačiková ze Žiliny- již od střední školy orientována humanitním a ekonomickým směrem, vystudovala posléze v doktorandském programu obor Strojírenská technologie na ostravské VŠB-TUO. A také toto vzdělání ji katapultovalo do prestižních pozic ve špičkových technologických firmách, z nichž zatím poslední, od roku 2014, je Volvo stavební stroje v německém městě Hameln.

Chceme svítit

Povědomí o bývalém vojenském prostoru Stříbro v západní části naší republiky přinášejí buď vzpomínky osobního rázu, nebo přicházejí skrze narukované, kteří zde společně, převážně s romskými spoluobčany z tehdejšího východu Československa, v tankových praporech chránili naši republiku proti vpádu západních imperialistů. Doba se naštěstí změnila. Nyní je to rozvíjející se region jak díky blízkosti k Německu a hlavní dálniční tepně, tak i zásluhou generace techniků, kteří se zde kolem plzeňské Škody zrodili a po jejím rozpadu a rozmělnění se vydali na cestu soukromého podnikání ve strojírenském oboru. Do jedné z takových firem, nacházející se v Kladrubech u Stříbra, jsem se vypravil. Důvodem byla ukázka vzniku a růstu dalšího partnerství s dodavatelem technologií obrábění, společností Mazak.

Příklady táhnou:
Maximum aerodynamiky pro nejrychlejší vozy

Petra Palizu již od mládí zajímaly automobily a záhy se rozhodl, že se v dospělosti bude podílet na jejich vývoji. V průběhu prvních ročníků studia Wichterlova gymnázia v Ostravě si ujasnil, že jeho profesní dráha povede přes strojírenský obor na univerzitě. Že se za několik let bude podílet na vývoji nejrychlejších automobilů na světě, by jej nejspíš v té době ještě nenapadlo…

Stroje v pohybu:
Jak uhasit letadlo

Pozoruhodný stroj, který vám v tomto článku představíme, se pohybuje na šesti kolech a setkáte se s ním nejčastěji v prostoru letiště. Jde o speciální zásahové vozidlo hasičů. Kombinovaný hasicí automobil Rosenbauer Panther 6 x 6 je tři metry široký a téměř 12 metrů dlouhý, váží až 36 tun a ve výbavě má dlouhé teleskopické rameno. Dva tyto vozy slouží na letišti v Praze-Ruzyni.

Reformy nestačí. Je nutná transformace

Je současná ekonomická krize příležitostí k progresu národního hospodářství? Bude avizovaná 7% inflace v tomto roce velkou hrozbou? Proč by se čísla měření životní úrovně ČR neměla srovnávat s některými státy EU? Je iniciativa českých podnikatelů k druhé transformaci české ekonomiky oprávněným voláním po změnách? Na tyto a další otázky odpovídala v rozhovoru pro MM Průmyslové spektrum hlavní ekonomka Raiffeisenbank Helena Horská.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit