آیا فراوان‌ترین عنصر جهان به اندازه کافی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟ با توجه به زیر ساخت‌های سوخت رسانی هیدروژن و محصولات رونمایی شده اینگونه به نظر می‌رسد که سوخت هیدروژنی چندان مورد توجه خودروسازان نیست و علاقه‌ای به این فناوری ندارند. اما مشکل چیست و این فناوری پاک چه مشکلات و چالش‌هایی را به همراه دارد؟ با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

هیدروژن فراوان‌ترین عنصر جهان است، به طوری که استفاده از آن به جای سوخت فسیلی در صنعت خودروسازی بدیهی است. اما در حالی که بیشتر شرکت‌های خودروسازی فکر می‌کنند خواهند توانست اتومبیل‌های سلول سوخت هیدروژنی خود را به افراد دوستدار محیط زیست بفروشند، یک فرصت خودنمایی را نادیده می‌گیرند: هیدروژن می‌تواند سوخت مناسبی برای خودروهای خودران ما باشند.

اخیراً هوندا دو نسخه جدید از Clarity را معرفی کرد: یک نسخه ترکیبی با گستره تمام الکتریکی ۴۰ مایل و یک نسخه که با باتری کار می‌کند و طیف نامعلوم. هوندا می‌گوید که نزدیک به ۱۰۰ وسیله نقلیه هیدروژنی در جاده‌های کالیفرنیا وجود دارد. کالیفرنیا تنها ایالت در ایالات متحده با زیرساخت‌های سوخت رسان هیدروژنی است. این خودروساز امیدوار است تا چهار سال آینده هزاران خودروی سلول سوختی (پیل سوختی) را بفروش برساند.

هوندا تنها نیست. هیوندای و شرکت وابسته به آن، Kia هر دو قصد دارند خودروهای سلول سوختی خود را در سه سال آینده معرفی کنند. تویوتا اتومبیل‌های سلول سوختی کلاس Mirai خود را امروزه به فروش میرساند. جنرال موتورز و هوندا هم به تازگی خبر از سرمایه گذاری مشترک در این زمینه دادند و هر دو خودروساز امیدوارند نسل بعدی سامانه‌های سلول سوختی را تا سال ۲۰۲۰ تولید کنند. در حالی که BMW با تویوتا در زمینه تحقیق و توسعه سوخت هیدروژنی همکاری دارند.

پیل‌های سوخت هیدروژنی که از هیدروژن فشرده به عنوان سوخت استفاده می‌کنند و تنها بخار آب منتشر می‌کنند برای دهه‌ها در حال توسعه بوده است. اما آنها تنها به تازگی عملکرد و محدوده اعداد به اندازه کافی خوب برای جایگزینی خودروهای بنزینی را به دست آوردند. پس چرا طرفداران خودروهایی که گازهای گلخانه‌ای تولید نمی‌کنند شور و شوق و تمایل بیشتری نسبت به خودروهای الکتریکی تسلا دارند تا خودرویی همچون Clarity؟

مشکلات سلول سوخت هیدروژنی

دلیل اصلی این است که زیرساخت‌های سوخت هیدروژنی عملاً وجود ندارد. با وجود اینکه این فناوری دهه‌ها در حال توسعه بوده است، تعداد کمی ایستگاه سوخت‌رسانی در کالیفرنیا وجود دارد که عمدتاً در اطراف لس‌آنجلس و Bay Area قرار دارند.

پس رقابت بین اتومبیل‌های الکتریکی که با باتری کار می‌کنند افزایش می‌یابد. همانطور که هزینه‌های باتری افت پیدا می‌کند برخی از خودروسازان متوجه می‌شوند که خودروهای سلول سوختی به طور فزاینده‌ای غیر رقابتی هستند. به تازگی، مدیر عامل شرکت دایملر، Dieter Zetsche گفت که سلول‌های سوخت هیدروژنی دیگر بخش عمده‌ای از برنامه‌های این خودروساز برای آینده نیست. شرکت مادر مرسدس بنز اعلام کرد که قصد دارد سرمایه‌گذاری روی فناوری الکتریکی را دو برابر کرد. نظرات وی در حال حاضر به این عنوان تفسیر می‌شود که دایملر قصد دارد توافق خود با فورد و رنو-نیسان (Renault-Nissan) در سال ۲۰۱۳ برای توسعه مشترک فناوری سلول سوختی را زیر پا بگذارد.

Zetsche در مورد هیدروژن دیپلماتیک‌تر از مدیر عامل تسلا، ایلان ماسک بود که این فناوری را با عنوان «بسیار احمقانه» و «بسیار ابلهانه» به سخره گرفت. ایلان ماسک در سال ۲۰۱۵ گفت: «هیدروژن یک مکانیزم ذخیره‌سازی انرژی است و یک منبع انرژی نیست. بنابراین شما مجبورید هیدروژن را از جایی بگیرید. اگر شما این هیدروژن را از آب بگیرید، بنابراین مجبورید H20 را تجزیه کنید و الکترولیز یک فرایند انرژی بسیار ناکارآمد است. اگر شما یک پنل خورشیدی تهیه کنید و از این انرژی برای شارژ یک باتری استفاده کنید بهره‌وری بیشتری نسبت به تلاش برای تجزیه آب به هیدروژن، تخلیه اکسیژن، فشرده‌سازی هیدروژن با فشار بسیار بالا (و یا مایع آن) و سپس قرار دادن آن در یک خودرو و اجرای یک سلول سوختی است. این وحشتناک است. شما چرا این کار را انجام می‌دهید؟ این با عقل جور در نمی‌آید».

هوندا دیدگاه بسیار متفاوتی دارد. Stephen Ellis، مدیر بازاریابی وسایل نقلیه سلول سوختی در آمریکا، گفت مزیت هیدروژن، توانایی آن در تقلید عادات سوخت رسانی و عملکرد یک وسیله نقلیه گاز سوز است: یک زمان سوخت‌گیری ۳ تا ۵ دقیقه‌ای و پیمودن گستره‌ای تا ۳۶۶ مایل. این یک زنجیره است. ما باید گزینه‌های متعددی داشته باشیم که سلول سوختی یکی از آنها باشد»

Ellis در پاسخ به این انتقاد که هیدروژن بسیار ناکارآمد و انرژی بسیاری برای تولید آن لازم است، توضیح داد که هوندا این کار را انجام نخواهد داد مگر ارزش زیست محیطی داشته باشد. بیشتر هیدروژن در ایالات متحده از طریق یک فرآیند به نام اصلاح بخار متان تولید می‌شود که در آن درجه حرارت این بخار به ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد افزایش داده می‌شود تا هیدروژن از یک منبع متان همچون گاز طبیعی تولید شود. اما این تنها روش در دسترس نیست.

Ellis ادامه داد: «برخی خواهند گفت وقتی شما هیدروژن را از گاز طبیعی تولید می‌کنید، هنوز هم کربن منتشر می‌شود. بله، اما آنچه که ما به دنبال آن هستیم چاه تا چرخ است. بر خلاف نفت، هیدروژن همیشه به صورت منابع محلی خواهد بود. شما می‌توانید هیدروژن را از آب با استفاده از الکترون‌های کربن صفر، انرژی خورشیدی، باد و هیدروالکتریک ایجاد کنید. همچنین شما می‌توانید آن را از گاز طبیعی یا متان زیستی تولید کنید».

اما مشکل عدم وجود مکان‌های سوخت گیری مهمترین مانع در استفاده گسترده از این فناوری است. هوندا و دیگر سازندگان خودروهای پیل سوختی از نزدیک در حال تماشا هستند تا ببینند کدام ایالت از کالیفرنیا الهام گرفته و آغاز به ایجاد ظرفیت سوختگیری هیدروژن کرده‌اند.

شمال شرق و به ویژه نیویورک و ماساچوست، مرز بعدی برای خودروهای سلول سوختی خواهند بود. فرماندار نیویورک، Andrew Cuomo برای ساکنان ایالت نیویورک که خودروهایی با آلودگی صفر بخرند ۲۰۰۰ دلار تخفیف می‌دهد و ۵۵ میلیون دلار را به این زمینه تخصیص داده است. طرفداران سلول سوختی در تلاشند تا ۱۵ میلیون دلار از این بودجه برای تأمین مالی زیرساخت سوختگیری هیدروژن قرار داده شود.

کارشناسان پیش بینی می‌کنند که ما ممکن است خودروهای تجاری بیشتری همچون کامیون و لیفتراک را ببینیم که از هیدروژن استفاده می‌کنند تا خودروهای انبوه بازار. دلیلش این است که هیدروژن به سختی می تواند با گاز ارزان به رقابت بپردازد و فناوری انرژی الکتریکی نیز به سرعت در حال بهبود است. Karl Brauer ناشر اجرایی Kelley Blue Book می‌گوید: «هیدروژن برای رقابت با دیگر منابع سوخت نیاز به کاهش قابل توجه در هزینه‌های فناوری پیل سوختی همراه با ساخت یک شبکه جامع از سوختگیری هیدروژن دارد. این ایده به نظر نمی‌رسد تا ۱۰ سال آینده عملی شود».

مزایای استفاده از سوخت هیدروژنی

در واقع، منطقی‌ترین کاربرد هیدروژن که به طور تقریبا کامل توسط خودروسازان بزرگ نادیده گرفته شده است: حرکت سریع ناوگان خودرو خودران هیدروژنی در مناطق شهری است. مطالعات نشان داده‌اند که زمان شارژ مورد نیاز برای یک وسیله نقلیه باتری-الکتریکی در یک محیط شهری، بهره‌وری این نوع خودروها را کم می‌کند به ویژه اگر خودروها از سطح ۲ شارژ استفاده کنند (سطح ۱، یک استاندارد پریز خانگی است).

در حالی که شارژ سریع سطح ۳ دی سی (DC)، که به عنوان سوپر شارژ تسلا شناخته می‌شود، زمان شارژ را بهبود داده و نگرانی‌ها در مورد زیرساخت‌ها و باتری‌ها را کاهش داده است. افزون بر این، فضای مورد نیاز برای پارک این وسایل نقلیه الکتریکی شارژی نیز یکی از مزیت‌های ابتدایی حرکت خودکار که آزاد کردن فضای پارکینگ برای توسعه مسکن یا پارک است را از بین برده است. وسایل نقلیه خودران هیدروژنی می‌تواند به بسیاری از این موانع رسیدگی کند.

Sam Abuelsamid، تحلیلگر ارشد در Navigant Research گفت: «یک شهر تنها نیاز به چندین ایستگاه هیدروژن برای حمایت از ناوگان دارد با وسایل نقلیه‌ای که در عرض چند دقیقه وارد و خارج می‌شوند. این فناوری هیچ گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کند و مدت زمان توقف را به کمترین حد می‌رساند».

Steve Center، معاون رئیس دفتر توسعه کسب و کار زیست محیطی هوندا، گفت Clarity با رادار موج میلیمتری که در آن تعبیه شده می‌تواند به راحتی به یک خودرو خودران تبدیل شود. شما چند دستگاه سنجش و LIDAR و امثال آن را به این خودرو بیافزایید. آنها را به هم گره زده و خودرو را روشن کنید».

این نیست که بگویید Clarity یک خودرو خودران است در واقع از خودرو خودران فاصله هم دارد. هوندا، بزرگ ترین خودروسازان در فناوری خودکار را تعقیب می‌کند. در گزارش اخیر Navigant، این شرکت ژاپنی در بین مجموع ۱۸ شرکت در مکان ۱۵ام قرار دارد. هوندا اوایل امسال در CES از خودرو مفهومی NeuV پرده برداشت. و حتی اگر آن تنها یک مفهوم بود از لحاظ فنی می‌تواند هر گونه چشم انداز آینده‌ای که هوندا در نظر دارد را مجسم کند. NeuV یک وسیله نقلیه باتری-الکتریکی است. به نظر می‌رسد هیدروژن برای این مفهوم دور از ذهن است.

بیشتر بخوانید:

>>آیا خودروهای هیدروژنی جایی در دنیای ما دارند؟

>>برترین خودروهای هوشمند و مفهومی ارائه شده در نمایشگاه بین‌المللی CES 2017

منبع: theverge

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»