از خودروهای هیدروژنی چه می‌دانید؟

به گزارش خودرونویس، تولیدکنندگان بزرگ خودرو در جهان به دنبال استفاده از انرژی‌های پاک بوده و به همین خاطر کمپانی‌هایی مانند تسلا محصولاتی الکتریکی را به تولید رسانده و خود را به عنوان رهبر توسعه و تولید خودروهای پاک در جهان مطرح کرده‌اند. اما در این میان نباید فناوری‌های دیگر را نادیده گرفت؛ زیرا اکنون به خوبی می‌دانیم که وسعت و تعداد انتخاب تولیدکنندگان خودرو در بحث استفاده از انرژی‌های پاک بیشتر شده و احتمالاً در آینده نزدیک کمپانی تسلا تاج پادشاهی خود در بازار خودروهای پاک را از دست خواهد داد.

عدم ذهنیت خوب از خودروهای الکتریکی

اما خودروسازان بزرگ یک مشکل جدی دارند! مردم به واسطه درگیری همیشگی خود با برق و استفاده روزمره از انرژی آن، آشنایی و ذهنیت خوبی از خودروهای الکتریکی و کارکرد آنها دارند؛ اما کسی با هیدروژن، چگونگی کارکرد آن در خودرو و نحوه تامین آن آشنا نبوده و به همین خاطر اغلب مردم خودروهای هیدروژنی را نادیده گرفته و احتمال موفقیت آنها را بسیار کم می‌دانند. به همین خاطر ما در خودرونویس تصمیم گرفتیم که شما را کمی بیشتر با هیدروژن و خودروهای هیدروژنی و نحوه عملکرد آنها آشنا کنیم.

عملکرد خودروهای هیدروژنی چگونه است؟

خودرو‌های هیدروژنی شباهت زیادی به خودروهای الکتریکی دارند. آنها انرژی حاصل از هیدروژن را در باتری‌های خود ذخیره کرده و با استفاده از انرژی مزبور موتورهای الکتریکی را به کار می ‌اندازند. این فرایند دقیقا مانند چیزی است که در خودرو‌های الکتریکی می‌بینیم؛ اما تفاوت در اینجا است که شارژ باتری‌ های خودرو‌های الکتریکی، با استفاده از کابل و ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی صورت می‌گیرد و در مقابل مخزن سوخت خودرو‌های هیدروژنی را با استفاده از هیدروژن فشرده پر می‌کنند. هیدروژن فشرده در خودروهای هیدروژنی دو چیز تولید خواهد کرد؛ برق و آب!

بله! هیدروژن در خودروهای پیل سوختی هیدروژنی به برق تبدیل شده و در باتری‌ها ذخیره می‌شود و بخشی از آن هم به شکل آبی بی‌خطر از خودرو خارج خواهد شد. این یعنی خودرو‌های هیدروژنی مزایای بیشتری نسبت به خودرو‌های الکتریکی دارند. در واقع تعمیر و نگهداری خودروهای هیدروژنی آسان‌تر و کم هزینه‌تر بوده و می‌توان به همان سرعتی که باک خودروهای بنزینی را پرمی‌کنیم؛ مخزن سوخت خودرو‌های هیدروژنی را پر کرده و از اتلاف وقت جلوگیری کرد.

هیدروژنی‌ها ایمن هستند؟

خودرو‌های هیدروژنی کاملا ایمن هستند. بسیاری از مردم با شنیدن نام هیدروژن به یاد فاجعه هیندنبورگ می‌افتند. در آن حادثه شوم که هرگز در تاریخ صنعت هوایی جهان فراموش نخواهد شد؛ به جای هلیوم از هیدروژن برای پر کردن کشتی هوایی هیندنبورگ استفاده شده بود. به همین دلیل فاجعه رخ داد و هیدروژن عامل به آتش کشیده شدن هیندنبورگ شده و یکی از بزرگترین حوادث تاریخ صنعت هوایی در جهان رخ داد. اما مخازن نگهداری هیدروژن پر فشار حتی از مخازنی که بنزین قابل اشتعال در آنها ذخیره شده است، ایمن‌تر بوده و خطرات کمتری دارند.

دانشمندان چندین دهه است که آزمایش‌های دقیقی برای اطمینان از ایمنی مخازن هیدروژنی انجام می‌دهند. احتمال آتش‌ سوزی باتری‌های موجود در خودرو‌های الکتریکی، بسیار بیشتر از نشت هیدروژن ذخیره شده در مخازن هیدروژن است. علاوه بر این باید دانست که هیدروژن به شکل گاز است. بنابراین اگر نشتی سوخت مانند آنچه در خودروهای بنزینی شاهد هستیم باشد، سوخت در یکجا تجمع نکرده و به راحتی در هوا پراکنده می‌شود. در یکی از آزمایش‌ های مرتبط به ایمنی مخازن سوخت هیدروژن، چندین گلوله به سمت مخزن هیدروژن شلیک شد. گلوله سوراخ‌ هایی در مخزن ایجاد کرد که باعث خروج هیدروژن از مخزن و نشت آن در هوا شده بود. بنابراین هیدروژن به این سادگی‌ ها شعله‌ور نخواهد. مگر اینکه مانند دانشمندان به طور عمد، یک مخزن هیدروژن سوراخ را آتش بزنید. در آزمایش مزبور هیدروژن آتش گرفت. اما شکل نشت گاز از مخزن باعث شد که خسارت قابل توجهی به خودرو وارد نشود.

هیدروژن از کجا می‌آید؟

بزرگترین نقطه ضعف خودروهای هیدروژنی را باید تامین سوخت آنها دانست. هم اکنون روش‌های زیادی برای رسیدن به هیدروژن خالص برای استفاده در خودروهای هیدروژنی وجود دارد؛ اما در حال حاضر، متداول‌ ترین روش برای رسیدن به هیدروژن خالص، استفاده از کارخانه‌هایی است که مقادیر زیادی از گاز کربن را تولید و منتشر می‌کنند.

روش‌ هایی هم برای رسیدن به هیدروژن خالص از طریق انرژی خورشید و باد وجود دارد؛ اما فرایندهای مزبور کار آمد نبوده و منجر به اتلاف 30 درصد از انرژی منبع اولیه در راه رسیدن به هیدروژن می‌شوند.

هیدروژن پایدار است؟

در حال حاضر روش تولید هیدروژن بیشتر مانند فرآیندهای موجود برای رسیدن به انرژی برق بوده و یا از کربن برای تولید هیدروژن استفاده می‌شود. اما فناوری پیل سوختی هیدروژن توان آن را دارد که کاملا از اتکا خود به کربن کاسته و فقط با استفاده از منابع تجدیدپذیر، هیدروژن مورد نیاز خودروهای مورد بحث را تامین کند.

هیدروژن مزایای زیادی داشته و می‌توان با استفاده از مازاد انرژی‌های مختلف آن را تولید کرد. انرژی‌های تجدیدپذیر به شرایط اقلیمی و طبیعی وابسته بوده و به همین خاطر کمی غیر قابل پیش‌بینی هستند. این یعنی شاید خورشید به دلایل گوناگون درخشندگی و حرارت مورد نیاز را نداشته باشد و یا باد به اندازه کافی نوزد و توربین‌های بادی را نچرخاند. برعکس این موضوع هم صادق بوده و به دلیل تولید انرژی فراوان از طریق منابع گوناگون، شاهد عدم ذخیره مازاد انرژی مزبور در باتری‌ها و شبکه برق هستیم. اما این انرژی اضافی بهترین وسیله برای تولید هیدروژن بوده و بعد از تبدیل انرژی منابع مختلف به هیدروژن فشرده، به سادگی می‌ توان آن را ذخیره کرد.

همچنین هیدروژن یکی از محصولات جانبی فرایندهای صنعتی است. هیدروژن حاصل از فعالیت‌های صنعتی معمولا به عنوان زباله شناخته شده و دفع می‌شود. اما می‌توان از آن به عنوان سوخت خودروهای هیدروژنی هم استفاده کرد. با پیشرفت فناوری‌ های مرتبط به انرژی‌های تجدیدپذیر، هیدروژن با سهولت بیشتری تولید شده و در آینده از پایداری بیشتری برخوردار خواهد شد.

هیدروژنی‌ها برقی هستند؟

خودروهای مورد بحث ما از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می‌کنند؛ اما باید دانست که این خودرو‌ها اساسا الکتریکی هستند. این موضوع مورد اختلاف بسیاری از فعالان صنعت خودروسازی جهان است. هیدروژنی‌ ها از موتورهای الکتریکی استفاده کرده و با عملکردی مشابه با خودروهای الکتریکی، گشتاور و قدرت مناسبی را به تولید می‌ رسانند. این خودروها بسیار ساکت بوده و موتورهایی بدون احتراق و لرزش دارند.

هم خودرو‌های هیدروژنی و هم خودروهای الکتریکی به باتری‌هایی برای ذخیره انرژی نیاز دارند. این موضوع ممکن است که وزن خودرو را افزایش داده و کارایی آن را کاهش دهد. اما خودرو‌های هیدروژنی از باتری‌های کوچک‌ تری نسبت به خودروهای الکتریکی استفاده می‌کنند. دلیل آن مشخص است! هیدروژنی‌ها مخزن سوخت داخلی داشته و به همین خاطر بازدهی مشابه و بیشتری نسبت به خودروهای الکتریکی دارند.

نکته مهمی که بیشتر خریداران متوسط به آن اهمیت می‌دهند این است که خودروهای الکتریکی و هیدروژنی فناوری بسیار پیچیده‌تری نسبت به خودرو‌های بنزینی و دیزلی دارند. در این خودروها صدها و یا هزاران قطعه کوچک به طور مداوم کار می‌کنند. این پیچیدگی مسائل مربوط به اطمینان پذیری و نگهداری خودرو را پیش کشیده و هزینه مالکیت خودروهای مزبور را بسیار گران می‌کند.

محدوده پیمایش هیدروژنی‌ها چه ‌قدر است؟

در اغلب موارد از کمپانی تسلا به دلیل استفاده از فناوری پیشرفته در خودروهای الکتریکی، با عنوان پادشاه یاد می‌شود. برخی از مدل‌های برتر کمپانی تسلا تنها با یکبار شارژ کامل قادر به پیمایش مسافتی معادل با 482 کیلومتر بوده و براساس گزارش‌های منتشر شده نسخه Long Range Plus محصولات تسلا با یکبار شارژ مسافتی در حدود 643 کیلومتر را پیموده که این رقم چشمگیری برای یک خودروی الکتریکی است.

اما خودرو‌های پیل سوختی هیدروژنی مسافتی بیشتر از محصولات تسلا را طی کرده و به راحتی آنها را شکست می‌دهند. در حال حاضر یکی از محبوب‌ترین خودرو‌های هیدروژنی موجود در بازار جهانی، مدل میرای از کمپانی تویوتا است. این خودرو با باکی پر از هیدروژن، قادر به پیمایش مسافتی در حدود 502 کیلومتر است. این رقم برای شکست محصولات دور بُرد تسلا کافی به نظر نمی‌رسد، اما تویوتا میرای تنها در چند دقیقه مخزن خالی خود را پر از هیدروژن می‌کند. این در حالی است که در سریع‌ترین ایستگاه‌های شارژ تسلا، خودروهای این کمپانی در 45 یا 1 ساعت و 30 دقیقه شارژ می‌شوند. بنابراین خودرو‌های برخوردار از پیل سوختی هیدروژن توقف‌ های کوتاهی داشته و به همین خاطر برتری بیشتری نسبت به خودروهای برقی دارند.

جایگاه‌های سوخت هیدروژن کجا هستند؟

یکی دیگر از نقاط قوت خودروهای هیدروژنی را باید محل سوخت‌گیری آنها دانست. در حال حاضر در کشوری مانند آمریکا و ایالت کالیفرنیا بیشترین جایگاه‌ های سوخت خودروهای هیدروژنی وجود دارند. در تمام این ایالت کمتر از 20 جایگاه سوخت خودروهای هیدروژنی در نظر گرفته شده است. اما این جایگاه‌ها در واقع همان جایگاه سوخت خودروهای بنزینی بوده و حالا در کنار بنزین، سوخت هیدروژن هم به مشتریان خود ارائه می‌دهند. این مزیتی قابل توجه برای خودروهای هیدروژنی در برابر محصولات الکتریکی شرکتی مانند تسلا است؛ زیرا کمپانی مزبور میلیاردها دلار برای ایجاد و توسعه جایگاه‌ های شارژ سریع خودروهای الکتریکی در سراسر آمریکا سرمایه‌گذاری کرده است.

این یعنی به وجود آوردن جایگاه سوخت رسانی خودروهای هیدروژنی، آسان و ارزان بوده و می‌توان تعداد بیشتری از آنها را نسبت به جایگاه‌های شارژ خودروهای برقی ساخت و توسعه داد. علاوه بر آن همیشه این نگرانی وجود دارد که زیر ساخت‌های الکتریکی موجود، توان صدها هزار خودروی الکتریکی را که به شکل همزمان مشغول شارژ باتری‌های خود هستند؛ نداشته و با مشکلی جدی مواجه شوند.

هزینه خودروهای هیدروژنی چه قدر است؟

برخلاف خودروهای الکتریکی که در مقایسه با خودروهای معمولی هزینه نسبتا کمتری را به مالکین خود تحمیل می‌کنند، خودرو‌های پیل سوختی هیدروژنی تقریبا از نظر هزینه‌ ها در مقایسه با خودرو‌های معمولی در شرایط برابری قرار دارند. دلیل این امر آن است که خودروهای الکتریکی ارزان قیمت بوده و هزینه تعمیر و نگهداری آنها هم ارزان‌ تر است. علاوه بر آن، برق از بنزین ارزان‌ تر بوده و می‌توانیم با خرید خودروهای الکتریکی کمی در مخارج خود صرفه جویی کنیم. بنزین در آمریکا قیمت‌ های مختلفی داشته و بین 2 تا 5 دلار برای هر گالن بنزین  (معادل 3.7 لیتر) باید هزینه کرد؛ اما فقط با پرداخت مبلغی کمتر از 20 دلار می‌توان یک خودروی برقی را کامل شارژ کرد.

برای پر کردن مخزن سوخت خودروهای هیدروژنی، بابت هر کیلوگرم هیدروژن (تقریباً یک سوم گالن آمریکا) باید 16 دلار پرداخت کرد. این هزینه در مقایسه با خودرو‌های بنزینی بسیار بالا است. اما شرایط بازار و فعالیت تولیدکنندگان خودرو نشان می‌دهد که احتمالاً در آینده نزدیک مجبور به پرداخت هزینه زیادی برای پُر کردن مخزن سوخت خودروی هیدروژنی خود نیستید! انتظار می‌رود که با گسترش و توسعه فناوری و افزایش تولید خودروهای پیل سوختی هیدروژنی، قیمت سوخت و هزینه آنها در حد و اندازه خودروهای بنزینی باشد.

خودروهای هیدروژنی در بازار وجود دارند؟

تا این لحظه فقط سه خودرو هیدروژنی برای علاقمندان به این خودروها عرضه شده است. اکثر خودرو‌های پیل سوختی هیدروژنی محصولات خوبی هستند؛ اما این خودروها آزمایشی بوده و هنوز شاهد افزایش تولید و توسعه آنها در حد و اندازه حضور در بازارهای مختلف جهانی نیستیم. بنابراین اکثر خودرو‌های هیدروژنی به جای خریداری توسط مشتریان، اجاره داده می‌شوند. با این کار مشتریان با هزینه‌های تعمیر و نگهداری و  همچنین سیستم پیشرفته خودروهای هیدروژنی آشنا شده و به آنها بیشتر اطمینان می‌کنند.

البته بسیاری از تولیدکنندگان خودرو به فکر ارائه خودروهای هیدروژنی هستند که از جمله آنها باید به گروه فولکس‌ واگن و زیر مجموعه‌ های پورشه و آئودی اشاره کرد. همچنین کمپانی ب ام و نیز بدنبال توسعه و عرضه خودروهای هیدروژنی در آینده‌ ای نزدیک است. جدول زمانی مشخصی برای عرضه خودرو‌های هیدروژنی خودروسازان مزبور ارائه نشده است. اما از آنجا که بیشتر تولیدکنندگان خودرو بر روی انرژی‌های پاک سرمایه‌ گذاری می‌کنند، بسیاری بر این باور هستند که آنها تولید و گسترش خودرو‌های هیدروژنی را به عنوان راه کار و جایگزینی مناسب برای خودروهای الکتریکی در نظر دارند.

خودروهای هیدروژنی در آینده

علی‌ رغم وجود فناوری پیل سوختی هیدروژنی در دهه‌ های گذشته، موفقیت چندانی در زمینه ساخت خودرو‌های هیدروژنی حاصل نشده است. زیرا فعلا اغلب مشتریان خودرو بدنبال خرید خودرو‌های الکتریکی بوده و به آنها علاقه دارند. ولی با افزایش نیاز بازار به گزینه‌های پایدارتر، قطعا خودروهای هیدروژنی به سرعت می‌توانند جایگزین خودرو‌های الکتریکی شوند.

با افزایش تقاضا نسبت به خودروهای هیدروژنی، تمام موانعی که باعث گرانی و هزینه‌های گزاف خودروهای هیدروژنی می‌شوند کاهش یافته و می‌ توان با فراهم کردن زیرساخت‌های لازم از هیدروژنی‌ها در حد و اندازه خودروهای الکتریکی استفاده کرد. بسیاری از کارشناسان معتقدند که خودروهای الکتریکی بدون برخورداری از باتری‌های بهتر به جایی نمی‌رسند. وسایل نقلیه هیدروژنی بهترین خودروها برای مصرف کنندگان عادی بوده و با استفاده از آنها هوایی کاملا پاک خواهیم داشت.