Tisíc vodíkových autobusů míří do evropských měst

Kolik kilometrů by ujel bateriový autobus na elektrickou energii nutnou pro stlačení 1kg H2 na plnicí tlak 350 atmosfer? A kolik najede vodíkový autobus na ten jeden kilogram vodíku?

Ve zkratce, baterkový bus je prakticky přesně 3x účinnější než vodíkový. Jediné výhody jsou rychlejší tankování a potenciálně větší dojezd, ale to jen těžko zaplatí těch 66% ztracené energie.

Aspoň si už odpustili ty směšné idealistické PRedikce že za 30 let bude vodík určitě levný, píšou správně opatrně s podmínkou že "iniciativa by měla vést k výraznému posunu v rozvoji vodíkové mobility"

Spíš bych řekl, že bateriové autobusy mají potenciálně větší dojezd, stejně jako je to u aut.

Na svých stránkách uvádějí dojezd 450 km základ a 675 km verze s rozšířením dojezdu (je dost možné, že myslí tuhle šílenost: https://www.urban-transport-magazine.com/wp-content/uploads/2020/06/0-25-656x337.jpeg)

Spotřebu neuvádějí, ale nejmodernější 12m vodíkové autobusy mají prý 8-9 kg/100 km, což by zde odpovídalo nádrži pro cca 40 kg (+20 kg v rozšířené verzi).

Verze s 675 km dojezdem by šla nahradit autobusem s baterií 350 kWh pro 12m autobus (viz: https://pushevs.com/2020/06/21/most-energy-dense-cobalt-free-batteries/)

No, principielně je jednodušší dát víc/větší nádrže, vodík má řádově větší (váhovou) energetickou hustotu než baterky. Kdybyste akademicky optimalizoval pouze dojezd tak věřím že vodík má navrch, ale naprosto souhlasím že v praxi už to tak jednoznačné není. Díky řídkosti vodíku potřebujete těžké a objemné nádrže, navíc náročné na materiál (správným materiálem vodík nedifunduje). Palivový článek potřebuje hodně chlazení a jiných pomocných systémů které zvedají hmotnost, cenu a složitost. Účinnost FC taky závisí na zatížení, s lehkou nohou na oválu může být dojezd super, ale v reálu na prd. Baterkám větší zátěž snižuje efektivitu zanedbatelně. A vůbec, já jsu jen akademický fanoušek vodíku, v reálu je to aspoň zatím totální blbost, chtěl jsem najít ještě aspoň jednu POTENCIÁLNÍ výhodu abych nebyl za uplného pesimistu :D

Já to beru ze skutečnosti, že Toyota Mirai má 2 velké nádrže a jednu malou, jde o skoro 5metrové auto a přesto jen čtyřmístné, takže nějaký prostor pro další nádrže rozhodně není.

Moc to nesleduju (kdyžtak mě opravte), největší dojezd z prodávaných vodíkových aut má myslím Hyundai Nexo - 380 mil EPA, kdežto podobně velká Tesla Model S má 402 mil EPA a potenciál je tam velký v horizontu měsíců (viz Lucid Air 517 mil EPA nebo na battery day oznámená TMS Plaid 520+ mil EPA), kdežto u vodíku se jen tak nějakého zlepšení nedočkáme, přes 750 bar to určitě nepůjde, tak jedině nějaké přelomové materiály, které tomu pomůžou stejně jen trochu (a to nemluvím o ceně, už teď ty kompozitní nádrže jsou za ranec).

U autobusů je 40 kg nádrž 7x tolik než v autech a s polovičním objemem budou ty nádrže fakt ohromné nebo jich bude hromada, kdo ví, jestli je vůbec reálné tam nacpat třeba 80 kg pro dojezd 900 km, kdežto odpovídající 500 kWh baterie se do 12metrového autobusu vejde v pohodě a pokud bychom použili NCA nebo NCM baterie, tak bude dokonce rozměrově i hmotnostně stejná jako LFP 350 kWh (viz odkaz výše).

Za 10 let věřím, že budou baterie 400 Wh/kg, tedy 250 kg/100 kWh a to se moc lišit nebude oproti odpovídajícímu vodíkovému systému s nádržemi.

oprava: polovičním objemem -> polovičním tlakem a tedy dvojnásobným objemem

Asi jste mně přesvědčil. Já v tom svém myšlenkovém experimentu bral pro baterky reálné hodnoty a kontrukci, zatímco pro vodík vše optimální a optimalizované pro dojezd. Asi jsem tomu vodíku podvědomě nadržoval protože vím jaká je to sračka:D Mohlo mně to napadnout, i v kosmické raketové technice, kde se moc nehledí na prachy a vodík je v mnoha ohledech téměř IDEÁLNÍM palivem, je výsledek často zklamání. Nízká hustota a související objemné a těžké nádrže často zabijou většinu výhod.

A ještě obecně k e-autobusům. Já mám pořád lehkou skepsi vůči větším osobním elektromobilům. Těžší auto žere víc energie, ekvivalentní spotřeba často není výrazně lepší než malý spalovák. A většina emisí pevných částic není z výfuku ale od brdz a pneumatik, vyšší hmotnost zvedá i tyto emise...

Zato elektrické busy jsou podle mně perfektní platforma! V busu je díky dostupnému objemu všechno lepší, vejde se víc baterek, může rekuperovat vyšší výkon. Přitom můžou být velice lehké, což zvyšuje efektivitu a snižuje emise. Jeden e-bus co jsem někde viděl má rám z lehkých slitin, ale méně namáhané prvky a vnitřní vybavení hodně ze dřeva, takže výsledek velice lehký, přitom cena byla snad jen kolem 2-násobku normálního busu.

Autobusy jsou navíc obecně efektivní už teď, to se ví dlouho že MHD je často nejsnadnější možnost jak ušetřit energii/emise. V dopravním podniku je i easy nabíjení, dá se snadno naplánovat podle jízdního řádu, a na odběr vyšších výkonů je tam připravené vybavení i know-how.

Přesně tak, vodík navíc uniká z nádob, takže pokud vám stojí auto na vodík tak z plné máte poloviční. Do garáží nesmí.

tak tak.

Jsem zvědav kolik bude podnikatelů třeba v kamionové dopravě, kteří dobrovolně skousnou trojnásobné palivové náklady.

A také již chápu tu urputnou snahu protlačit Tunelín2 (dostavba EDU). V případě rozšíření H2 dopravy se totiž možná vyplní předpovědi skeptiků, kteří varují před potřebou dalších energetických zdrojů. Holt trojnásobné energetické nároky H2 technologie musí někdo sytit energetickým zdrojem.

V Ostravě jsou patrně na hlavu padlí, když chtějí budovat "vodíkovou městskou čtvrť" - prý na haldě v Hrabové. Kdo bude dobrovolně platit trojnásobek energie oproti tomu, kdyby ji spotřeboval přímo z drátů? Mi to smysl nedává ani kdybych se mohl ohánět že "žiju H2 pozitivně"

Prostě si myslím, že někdo sbírá důkazy ke svému budoucímu výroku: "já vám říkal, že celý přechod na jinou energetiku je nesmysl. Ano v případě H2 s ním souhlasím.

Však ona H2 ekonomika dlouho vycházela z toho že se vodík bude dělat z jádra! Hodně reaktorů 4. generace (které zůstávají dodnes na papíře..) je vysokoteplotních nejen kvůli efektivitě výroby EE, ale také kvůli termální syntéze vodíku (například cyklem Síra-Iód). U reaktoru je palivo jen 10% ceny energie, tam ztráta vadí minimálně. Navíc jde o primární teplo, není nutné neefektivně dělat elektřinu pro neefektivní elektrolýzu, a skoro určitě by to byla "kogenerace" vodíku i elektřiny.

U OZE je ale objem energie/průměrný výkon jedno z největších omezení, efektivita tam je naprosto nezbytná! Vyhodit 2/3 energie je šílenost. Vždycky píšu že mám rád všechny P2X a E-syntetická paliva, ale tam je ještě větší problém skládání (ne) efektivit: ztráta už při výrobě vodíku (25-40%), pak ztráta samotného P2G (25-40%), aby se to nakonec nalilo do tepelného motoru který ztratí 65-80%?! To je při špičkových efektivitách 80% ztráty, při realistických efektivitách (35%,35%,75%) 90% energie v pr..li! Mám silný pocit že většina těchto technologií byla zamýšlena pro zdroje energie které mají non-stop nadvýrobu, ne jen intermitentní. Už z principu dělat z ušlechtilé elektřiny palivo do tepelného motoru je vlastně blbost. Ty palivové články jsou principielně lepší (elektrika dovnitř, elektrika ven), ale praktická účinnost pořád zklamání.

No, uvidíme. Ono prasit gigantické množství tepla z reaktorů a polovinou odpařovat vodu do atmosféry není ideální, to přiznávám i jako fanoušek jádra. Jestli ale mají OZE být dominantní částí mixu tak budou muset ještě více zlevnit. Uznávám že když zrovna svítí/fouká tak energie z nich je jednoznačně nejlevnější, ale když vodíkový storage provaří 75% vložené energie a P2G 85%, tak tato uložená energie bude 4-7x dražší než ta původní. Osobně nevěřím že OZE budou plošně 5x levnější než klasika, ale na dobrých lokalitách to časem není vyloučené. Na těch horších OZE lokalitách o budoucnosti jednoznačně rozhodnou ceny téměř bezztrátových baterek. Já jsu fanda malých baterek (autobus=super), o velkých mám zatím svoje pochybnosti, ale výzkum jde dopředu v mnoha větvích. Zrovna ve stacionárních instalacích některé faktory nejsou důležité, takže cena, počet cyklů a recyklovatelnost můžou být naopak optimalizovány velice dobře.

Máte pravdu mizerná energetická účinnost syntetických paliv je vlastně důvodem jejich nepoužívání. Když jsem studoval na VŠ pak jsem často chodil do knihovny, protože mě to bavilo, tak jsem si půjčoval různé knížky o energetice z 80 tých a 70 tých let. Existují kapalné syntetické nosiče energie, kterými lze přenášet energii potrubím bez tepelných ztrát prakticky jakkoli daleko, ale v teplárenství se to nikdy neujalo. stejně tak vodík a jeho výroba pomocí JE. Důvod je v celkové nefektivitě a tím i ceně. Další věcí je rozvoj tepelných čerpadel - teplárny mohou přejít na výrobu el. energie a bytové domy na tepelná čerpadla. tato možnost dříve nebyla. Budoucnost osobní dopravy je v bateriích. Stejně jako městské a příměstské dopravy a to jak autobusů tak nákladní dopravy. Dálková nákladní, letecká doprava nebo autobusová doprava na ty dnešní baterie zatím nestačí. Pokud ovšem tyto potřeby dnes tvoří asi 1/5 celkové spotřeby energie v dopravě a 1/10 spotřeby paliv jsou biopaliva, pak zapojení biopaliv II generace (dřevo) by tuto poptávku uspokojilo. Samostatnou kapitolou je lodní doprava. Mimo krátkých trajektů je využití baterií prakticky nemožné spotřeba lodí je vysoká a navíc musí mít zásobu paliva na týdny plavby. 90 procent zboží v rámci světové obchodní výměny jde právě loděmi. Na druhou stranu emise CO2 lodní dopravy jsou proti výkonu celkově až neuvěřitelně nízké je to asi 2,5% na celku a díky růstu účinnosti klesají, takže v příštích 20 letech to nemá z pohledu CO2 smysl řešit, protože ty emise lze s mnohem menším úsilím ušetřit ve stacionárních zdrojích tepla a elektrárnách.

Souhlasím prakticky ve všem. O syntetická paliva se zajímám už jako chemik. Líbí se mi a rád bych to někdy viděl v praxi, ale nijak se na to neupínám. Jak jsem psal, myslím že by dávaly daleko větší smysl kdybychom zvolili jadernou cestu.

K současným baterkám mám sice ještě lehkou skepsi, ale že jsou budoucností aspoň části dopravy je docela zřejmé. Čím víc poroste energetická hustota a klesne cena, tím větší část dopravy baterky převezmou. Pro ty dálkové letectví, nákladní a námořní dopravy prakticky neexistuje možnost přejít na baterky, tam uvidímě... Někteří lidi ty lodě mají za největší prasečinu, ale když ty stovky tun mazutu co sežerou a tuny kyseliny sírové co vypustí do vzduchu podělíte nákladem který vezou, tak na kilo nákladu je to prakticky nejčistější a nejefektivnější doprava na světě!

Pro ty opravdu dálkové dopravy kde baterky nemůžou asi nikdy obstát možná bude časem reálné dělat ta syntetická paliva, když se to napojí na dobré extrémně naškálované OZE v optimální lokalitě.

Mě nepřijde až tak ujetá představa, že někde, kde nejsou lidi a Slunce svítí jako blázen (těch míst je až překvapivě mnoho), nebo v mělkém moři, kde fučí strašně, se postaví automatická chemická kolona produkující (ideálně tekuté) palivo. Doprava je pak celkem levná. Účinnost pal čert, musí to jen být levnější než konkurence, tj. dnes ropa, resp. ropná paliva. Benzín bez daní je za cca 100 EUR/MWh, kerosin je ještě dražší. Arabi v Perském zálivu už dnes uzavírají PPA z FVE pod 20 EUR/MWh. Jde jen o to, aby klapky ostatní náklady a účinnost.

Jo, však to je přesně ten případ kdy to dává smysl. Aspoň polovina problémů Energiewende souvisí s přenosem a intermitencí, když budou elektrolyzéry a kolony hned vedle tak největší problémy zmizí. Některé procesy se už nějakou dobu optimalizují pro fluktuace příkonu, a na dobrých lokalitách ten příkon bude navíc konzistentnější.

DoggerBank co jste zmiňoval je dobrý návrh, a věřím že je spousta lokalit odkud se nedají jen tak natáhnout dráty do civilitace (Desertec..), ale automatická továrna s nějakým terminálem pro lodě by tam šla. Zní to trochu jako sci-fi, ale to dobré! promyšlené realistické=)

Jenže když to vezmete cenově, pak OZE jsou jako JE, fixní náklady palivo levné v případě OZE žádné. Takže když budou dávat o polovinu el. energie méně pak bude cena dvojnásobná no a pokud bude více OZE pak za dobrých podmínek bude el. energie neprodejná ,protože výroba převýší poptávku třeba 3x - OK vyrobíme vodík nebo něco jiného jenže tím také pošleme 4/5 el. energie do vzduchu jenže tím klesne dodávka z těch zdrojů a náklady zůstanou to znamená poroste cena úměrně ztrátám. Co z toho vyplývá - že poroste cena el. energie pro obyvatelstvo a průmysl a protože el. energie je hlavním motorem dekarbonizace tak drahá el. energie způsobí, že v první fázi se to budou snažit firmy a lidé obejít jinými palivy a v druhé fázi půjde celé hospodářství ekonomicky do kytek, protože výrobky zdraží lidé na ně nebudou mít nebudou je kupovat a tím se dostáváme do spirály ekonomického poklesu. Problém je v tom ,že se bude špatně prodávat i venku naopak bude tlak na dovoz. Tím samozřejmě padne měna tak se sice hospodářství stane opět konkurenceschopné jenže životní úroveň občanů bude tam kde před 20 lety a už to nepůjde vrátit. Myslíte že se to nemůže stát ? Pokud se bude tlačit na dekarbonizaci tak se to stane, protože moderní civilizace je postavená na levné energii, když jí nemáte končíte.To je hlavní důvod proč USA jsou 20 let před EU-protože mají levné energie. Stejně tak je má Čína i když se to nezdá oni jdou cestou levné el. energie , kterou dělají z čehokoli co je cenově přijatelné, kdežto tady se na cenu nehledí a chceme jít stejnou cestou jako Čína.

Máte naprostou pravdu že naše civilizace je založená/rozmazlená levnou energií, a bez ní může ekonomika čelit obrovským problémům. Jádro dnes ale není moc in, nezbývá něž dumat jak problém řešit tím co zrovna teď letí. V té moji vizi nikde nenavrhuji aby ty fabriky na e-paliva byly na normální rozvodné síti, nejen logika ale i několik nedávných studií potvrzuje že takové zařízení nelze ekonomicky provozovat jen na nadbytečnou energii, potřebují svůj vlastní dedikovaný zdroj energie. Nejsu OZE-hujer, jsu přesvědčený že je určitý kritický podíl OZE nad který moderní civilizace zatím nemůže existovat, ale správnou strukturou, synergiema, škálováním a budoucím výzkumem se ten kritický podíl DOUFÁM může dostat dost vysoko.

S tím potenciálním kolapsem na nedostatek levné EE mám jedinou odpověď, plyn. Roky jsem odsuzoval nahrazování uhlí plynem, ale teď jsu vlastně rád, divoké katastrofické vize jsem nahradil vizí rychlé ale poklidné výstavby plynových bloků kdyby začal opravdu hrozit nedostatek relativně levné energie.

Vodík pro dopravu je taková magořina, že už by bylo lepší i uměle místo toho vyrábět metan, i když je přírodního zemního plynu na minimálně 100 let.