Crossroads
Υδρογόνο!Η2: TO παλαιότερο, πιο διαδεδομένο κι ελαφρύτερο στοιχείο στο σύμπαν. Ως συστατικό στοιχείο του νερού και όλων των οργανικών ενώσεων, είναι τμήμα του βιολογικού κύκλου και, κατά συνέπεια, φιλικό προς το περιβάλλον. Σε αέρια μορφή, μη τοξικό, άχρωμο και άοσμο. Σε υγρή μορφή, το υδρογόνο εμπεριέχει, συγκρινόμενο κατά βάρος, την τριπλάσια ενέργεια απ’ ό,τι η βενζίνη. Κατά την καύση του παράγεται ουσιαστικά μόνο υδρατμός, ενώ η εκπομπή οξειδίων του αζώτου μπορεί να εκμηδενιστεί με την επιλογή αναλογίας οξυγόνου/καυσίμου μικρότερης της στοιχειομετρικής (λ<1) ή μεγαλύτερης του διπλάσιου της στοιχειομετρικής (λ>2). Και, ναι, ενδείκνυται όχι μόνο ως καύσιμο πυραύλων και διαστημικών λεωφορείων, αλλά και αυτοκινήτων!
Mε αυτά τα χαρακτηριστικά, το υδρογόνο μοιάζει να είναι το ιδανικό καύσιμο του μέλλοντος. Όμως, αν όλα ήταν τόσο απλά, το ντίζελ και η βενζίνη θα ανήκαν στην αυτοκινητική προϊστορία. Ακόμα και τα εναλλακτικά καύσιμα βιολογικής προέλευσης αποτελούν, σύμφωνα με τους ειδικούς, μια πολύ καλή προοπτική, με συγκεκριμένο, όμως, ποσοτικό όριο: εξαιτίας της εξάρτησής τους από τις ενεργειακές καλλιέργειες, θα καταφέρουν να καλύψουν μόνο το 10% των παγκόσμιων αναγκών. Με δεδομένη την εξάντληση των κοιτασμάτων ορυκτών καυσίμων, το υπόλοιπο 90% θα είναι, λοιπόν, το υδρογόνο; Ναι, υπό την προϋπόθεση ότι στα αμέσως επόμενα χρόνια θα δρομολογηθεί η λύση των τριών βασικών προβλημάτων: της παραγωγής, της αποθήκευσης και της διάθεσης.
Κατ’ αρχάς, το υδρογόνο δεν είναι μια πρωταρχική πηγή ενέργειας, όπως τα ορυκτά καύσιμα, αλλά ένας φορέας ενέργειας, σαν την μπαταρία, για παράδειγμα. Το θετικό στοιχείο είναι, λοιπόν, ότι μπορεί να παραχθεί με πληθώρα τρόπων από την αποδέσμευσή του από άνθρακα, φυσικό αέριο και άλλες πρωταρχικές πηγές ενέργειας. Όμως, για να μπορούμε να μιλάμε για ένα «καθαρό» καύσιμο, δεν αρκεί η μηδενική εκπομπή ρύπων κατά την καύση του, αλλά η μηδενική εκπομπή ρύπων καθ’ όλον τον κύκλο ζωής του: από την παραγωγή έως την κατανάλωση. Συνεπώς, η μοναδική μελλοντική προοπτική είναι η αποκόμισή του είτε μέσω ηλεκτρόλυσης νερού με τη βοήθεια ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως της ηλιακής ή της αιολικής, είτε από τη ζύμωση ή ατμοποίηση βιομάζας και βιοαποβλήτων.
Η αποθήκευση του υδρογόνου είναι το μεγαλύτερο θέμα που απασχολεί την αυτοκινητοβιομηχανία. Διότι σε υγρή μορφή προϋποθέτει πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (το σημείο ζέσης του υδρογόνου σε ατμοσφαιρική πίεση βρίσκεται στους -253° C) και σε αέρια κατάσταση πολύ υψηλές πιέσεις (που, προς το παρόν, φτάνουν τα 700 bar). Ειδοποιός διαφορά η ενεργειακή πυκνότητα του καυσίμου ανάλογα με τη μορφή αποθήκευσης: ενώ, όπως προαναφέραμε, το υδρογόνο σε αέρια ή υγρή μορφή εμπεριέχει σχεδόν την τριπλάσια ενέργεια συγκρινόμενο με τη βενζίνη κατά βάρος, κατά όγκο η ίδια αναλογία είναι συντριπτικά κατά του υγρού υδρογόνου και ακόμη περισσότερο κατά του αερίου. Έτσι, έχουμε το παράδοξο φαινόμενο με 1 λίτρο βενζίνης να διανύουμε όσα χιλιόμετρα θα διανύαμε με 4 λίτρα υγρού υδρογόνου ή 24-32 λίτρα αέριου, τη στιγμή που σε ενεργειακό επίπεδο 1 κιλό υδρογόνου αντιστοιχεί σε 2,8 κιλά βενζίνης! Λόγω χαρακτηριστικών, λοιπόν, δεν απαιτείται μόνο ένα τεράστιο σε όγκο ρεζερβουάρ στο αυτοκίνητο, αλλά και η υποδομή πλήρωσής του σε ειδικό πρατήριο. Το πρώτο τέτοιο... «υδρογονάδικο» λειτουργεί από το 2000 στο Μόναχο, ενώ μέχρι σήμερα έχουν προστεθεί ανάλογοι σταθμοί σε Βερολίνο, Τόκιο, Ουάσινγκτον και Μιλάνο. Όπως είναι εύκολα αντιληπτό, η διάδοσή του ως καυσίμου αυτοκινήτων άπτεται της ευρείας διάθεσής του σε όλο τον κόσμο αλλά και της επιτάχυνσης της διαδικασίας ανεφοδιασμού. Προς το παρόν, για το γέμισμα ενός ρεζερβουάρ χωρητικότητας 8 κιλών απαιτούνται περί τα 8 λεπτά της ώρας, με κόστος 64 ευρώ...
Σε αντίθεση με την υποδομή, που υπολείπεται σημαντικά της διαθέσιμης τεχνολογίας (εδώ απαιτείται πολιτική και επιχειρηματική παρέμβαση), το αυτοκίνητο υδρογόνου είναι γεγονός. Όχι μόνο σε στάδιο έρευνας κι εξέλιξης, αλλά σε φάση παραγωγής. Με την κατασκευή 100 αντιτύπων BMW Hydrogen 7, ενός αυτοκινήτου που βασίζεται στην 760 Li, η βαυαρική εταιρεία δείχνει, αφενός, ότι μπορεί και, αφετέρου, ότι θέλει να θέσει τους υπόλοιπους κρίκους της αλυσίδας παραγωγής και διάθεσης υδρογόνου προ των ευθυνών τους. Αν και διατίθεται σε περιορισμένο αριθμό, ο οποίος μάλιστα δεν πωλείται, αλλά πρόκειται να ενοικιαστεί σε εταιρείες, πολιτικούς, διασημότητες και καλλιτέχνες-πρεσβευτές καλής θέλησης, αν θέλετε, για την εξάπλωση της χρήσης του υδρογόνου, είναι έτοιμη από κάθε άποψη προς μαζική παραγωγή, πληρώντας από κάθε άποψη όλα τα απαιτούμενα κριτήρια.
Συνεπής προς το δόγμα «ευχαρίστηση της οδήγησης», η BMW επενδύει στον κινητήρα εσωτερικής καύσης, διότι αυτός σήμερα μπορεί να προσφέρει την απαιτούμενη ισχύ αλλά και να λειτουργεί σε πραγματικές κλιματολογικές και κυκλοφοριακές συνθήκες (κάτι που οι ενεργειακές κυψέλες ακόμα δεν έχουν επιτύχει). Χρησιμοποιώντας υδρογόνο σε υγρή μορφή (δοχείο 8 κιλών, αυτονομία 200 χλμ.) αλλά έχοντας τη δυνατότητα να κινηθεί και με κοινή βενζίνη (η οποία αποθηκεύεται σε ξεχωριστό ρεζερβουάρ 74 λίτρων, αυτονομίας 500 χλμ.), ο 6λιτρος V12 της Hydrogen 7 αποτελεί μια τόσο ρεαλιστική όσο και χρηστική προσέγγιση της πρώτης γενιάς αυτοκινήτων υδρογόνου. Για τη μαζική παραγωγή θα χρειαστούν, ωστόσο, σύμφωνα πάντα με τις εκτιμήσεις των Γερμανών, δύο ή τρεις γενιές εξέλιξης. Ήτοι 10-15 χρόνια...
Μας δόθηκε η ευκαιρία να οδηγήσουμε τη Hydrogen στο Βερολίνο, κατά τη διάρκεια της παγκόσμιας δημοσιογραφικής της παρουσίασης, και πρέπει να ομολογήσουμε πως εντυπωσιαστήκαμε από τη χρηστικότητα και την ευκολία εναλλαγής των καυσίμων: απλώς με το πάτημα ενός διακόπτη στο τιμόνι του αυτοκινήτου! Και στις δύο περιπτώσεις η ισχύς και η ροπή του V12 παραμένουν στους 260 ίππους/5.100 σ.α.λ. και στα 39,8 χλγμ./4.300 σ.α.λ. (που αποτελεί, όπως καταλαβαίνετε, όχι το μέγιστο δυνατό για τον εν λόγω κινητήρα, αλλά τον καλύτερο εφικτό συμβιβασμό λειτουργίας μεταξύ των δύο διαφορετικών καυσίμων), αντίστοιχα, με τη μοναδική διαφορά να είναι... ηχητική: ο πιο τραχύς, μεταλλικός ήχος του κινητήρα στην περίπτωση καύσης υδρογόνου οφείλεται στο γρήγορο και ορμητικό κλείσιμο των βαλβίδων, που απαιτείται εξαιτίας των μικρών μορίων του συγκεκριμένου καυσίμου.
Το καμάρι των τεχνικών είναι, όμως, το τεράστιο ρεζερβουάρ μεγέθους 170 λίτρων (θυμηθείτε τι λέγαμε πριν περί ενεργειακής απόδοσης), αφού καταφέρνει να διατηρήσει το καύσιμο στην απαιτούμενη θερμοκρασία των -253° C. Ουσιαστικά, πρόκειται για ένα μεγάλο θερμός διπλών τοιχωμάτων, ανάμεσα στα οποία υπάρχει κενό αέρος, που ισοδυναμεί σε μόνωση 17 μ. φελιζόλ. Τι σημαίνει αυτό πρακτικά; Οι θερμικές απώλειες είναι τόσο μικρές, ώστε, αν το γεμίζαμε με κοχλάζοντα καφέ, αυτός θα έφτανε σε θερμοκρασίες πόσης έπειτα από 80 μέρες! Το πρόβλημα με το υδρογόνο είναι ότι πρέπει να διατηρηθεί κρύο. Όταν η θερμοκρασία αυξηθεί, αρχίζει η ατμοποίησή του, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της πίεσης στο δοχείο καυσίμου. Για την περίπτωση που το αυτοκίνητο δεν κινείται (όταν, δηλαδή, δεν υπάρχει αφαίρεση καυσίμου που μειώνει a priori την πίεση) έχει προβλεφθεί η ελεγχόμενη εξάτμιση μικρών ποσοτήτων υδρογόνου (που πρωτίστως οξειδώνεται σε υδρατμό, φυσικά), η οποία ξεκινά έπειτα από 17 ώρες ακινησίας. Στη χειρότερη περίπτωση, το περιεχόμενο του ρεζερβουάρ θα έχει κάνει... φτερά ύστερα από 9 μέρες.
Είμαστε, όμως, ακόμα στην αρχή μια νέας τεχνολογίας, η οποία -λόγω εξάντλησης των αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων αλλά και επιδεινούμενων περιβαλλοντικών συνθηκών- φαντάζει ως μονόδρομος για το μέλλον της αυτοκίνησης. Πόσο κοντά είναι αυτό το μέλλον; Σύμφωνα με τις πρώτες προβλέψεις, το 2030 η εξέλιξη που θα έχει επιτευχθεί θα αντιστοιχεί στο πενταπλάσιο έως οκταπλάσιο του ρυθμού εξέλιξης των Η/Υ. Αληθινή επανάσταση δηλαδή..._ Ν. Κ.