Transportul comunitar electric pe hidrogen, pactul României pentru un mediu mai curat si cum sta Bucurestiul la capitolul transport public pe hidrogen

Tranzitia verde a economiei Uniunii Europene ar trebui sa ofere acces la energie curata, sigura si accesibila pentru companii si pentru consumatorii finali.  Dar nu este o misiune usoara: productia si consumul de energie au generat 75% din emisiile de gaze cu efect de sera la nivelul UE în 2018, iar aceasta înca depinde de importuri de petrol si gaze pentru 58% din totalul de energie.

În acest context, în iulie 2020, Comisia Europeana a propus o strategie a hidrogenului pentru o Europa neutra climatic, care urmareste accelerarea producerii de hidrogen curat si asigurarea rolului sau la baza unui sistem energetic neutru climatic pâna în 2050.

Care sunt avantajele hidrogenului?

Exista mai multe tipuri de hidrogen, în functie de procesul de productie si de emisiile de gaze cu efect de sera.  Hidrogenul curat, adica „hidrogen regenerabil” sau „hidrogen verde” este produs prin electroliza apei folosind electricitate din surse regenerabile si nu emite gaze cu efect de sera în timpul producerii. Potrivit unui raport al Comisiei Europene, citat de europarl.europa.eu, numai hidrogenul verde – produs din surse regenerabile – poate contribui în mod durabil la atingerea neutralitatii climatice pe termen lung.

În cifre, hidrogenul reprezinta aproximativ 2% din mixul energetic al UE, din care 95% este produs prin arderea de combustibili fosili, ceea ce degaja 70-100 milioane de tone de dioxid de carbon în fiecare an. Potrivit cercetarilor recente, energiile regenerabile ar putea furniza o parte substantiala din mixul energetic european pâna în 2050. În acest mix hidrogenul ar putea reprezenta pâna la 20%, respectiv între 20-50% din necesarul de energie în transporturi si între 5-20% din necesarul în industrie. El este folosit în principal ca materie prima în procesele industriale, dar si drept combustibil pentru rachete spatiale.

Hidrogenul poate fi considerat un bun combustibil datorita proprietatilor acestuia:

• Folosirea sa ca sursa de energie nu produce gaze cu efect de sera (apa este singurul produs secundar)
• Poate fi folosit pentru a produce alte gaze, ca si combustibili lichizi
• Infrastructura existenta pentru transportul si stocarea gazelor poate fi reutilizata pentru hidrogen
• Are o densitate energetica mai ridicata decât a bateriilor, deci poate fi folosit pentru transportul pe distante lungi, sau de tonaj mare

Asadar, în prezent, hidrogenul are un aport minor în aprovizionarea globala cu energie. Ramân provocari de depasit în ce priveste competitivitatea costurilor, amploarea productiei, infrastructura necesara si perceptia asupra sigurantei, anunta aceeasi sursa. Cu toate acestea, este de asteptat ca hidrogenul sa permita pe viitor transportul fara emisii, încalzire domestica si procese industriale, cât si stocarea de energie inter-sezoniera. Eurodeputatii doresc ca statele UE si Comisia sa stimuleze productia si folosirea de combustibil din surse regenerabile.

Observatie tehnica privind emisiile motorizarii „pe hidrogen”

Celulele fuel cells convertesc hidrogenul si oxigenul direct în electricitate fara nicio emisie atmosferica. Se formeaza apa, pentru un autobuz, 90 litri/100 km.

Motorizarea pe hidrogen are trei avantaje majore fata de tehnologia actuala a motoarelor cu combustie interna cu combustibili fosili (motorina, GPL):

-Câstiguri de eficienta energetica. AIE raporteaza ca eficienta medie generala a vehiculelor cu motoare cu combustie interna pe benzina si motorina (ICEV) este de sub 23%, în functie de tehnologia specifica a motorului.

-Consumul mediu de combustibil al unui vehicul cu celule fuel cells variaza de la un factor de doua pâna la trei ori mai mic decât ICE în traficul rutier si respectiv în traficul urban (vehicolele fuel cells obtin o eficienta suplimentara de 10-15%);

-Emisiile de gaze de sera sunt aproape zero. Utilizarea elulelor fuell cells elimina complet emisiile de particule si oxizii de sulf si azot, poluanti asociati cu motoarele conventionale.

În plus, transferul autobuzelor de la motor clasic la motor fuel cells se poate face usor, achizitionând doar kit-ul de motorizare electrica si rezervoarele de hidrogen, fara a mai cumpara autobuze noi.

Situatia transportului comunitar electric „pe hidrogen” în Europa

La nivel mondial existau deja, în 2016, peste 4.500 km de conducte de hidrogen, majoritatea fiind operate de producatori de hidrogen, potrivit HyARC . Cele mai lungi conducte sunt operate în SUA, în statele Louisiana si Texas, urmate de Belgia si Germania.

Aproximativ 150 de autobuze cu pila de combustibil au fost puse în functiune în Europa, în perioada 2012 – 2020. Dar exista planuri pentru a obtine peste 1.200 pâna în 2025. Privind o imagine globala, conform cifrelor BloombergNEF, la sfârsitul anului 2020, existau deja aproximativ 4.250 autobuzele cu pile de combustibil în functiune.

În urma cu aproximativ zece ani, tehnologia pilelor de combustibil a fost promovata ca o solutie pentru autobuzele urbane, în timp ce în zilele noastre exista un acord general cu privire la FCV-uri ca viitoare alternativa la motorina pentru calatoriile pe distante medii si lungi, de la rute suburbane la transport pe distante lungi. Potrivit prognozelor UITP , un minim de 22% din toate autobuzele noi comandate în 2021 în toata Europa va trebui sa fie cu emisii zero pentru a se conforma legislatiei. În Europa au fost comandate in 2020 peste 200 de autobuze cu celule de combustibil.

Toate autobuzele cu celule de combustibil care functioneaza astazi pe batrânul continent au fost achizitionate în cadrul unor proiecte cofinantate chiar de Europa. Peste 200 de autobuze cu hidrogen au fost comandate prin intermediul proiectelor JIVE si JIVE 2, sustinute de UE, principalele proiecte europene privind aceasta tehnologie. Anuntul a venit în octombrie 2020 în cadrul proiectului Initiativa Comuna pentru Vehiculele cu Hidrogen din toata. Mai mult, primele 50 de autobuze sunt deja în functiune.

Unsprezece orase si regiuni europene – Aberdeen (Marea Britanie), Auxerre (Franta), Barcelona (Spania), Birmingham (Marea Britanie), Emmen (Olanda), Groningen (Olanda), Londra (Marea Britanie), Olanda de Sud (Olanda), Tirolul de Sud ( Italia), Toulouse (Franta) si Wiesbaden (Germania) – se vor alatura locatiilor care opereaza deja autobuze cu hidrogen prin JIVE pâna la sfârsitul anului 2021.

Potrivit lui Bart Biebuyck, director executiv al FCH JU, „360 de autobuze cu hidrogen ar trebui sa fie pe drum în 2021 în cadrul proiectelor JIVE 1 si JIVE 2. Si costurile? Primul autobuz cu hidrogen din 2010 a avut un pret de 1,8 milioane de euro. Astazi, Consortiul H2Bus / H2Bus Consortium si-a stabilit obiectivul de a reduce aceasta cifra la 650.000 de euro”, a spus el într-un interviu acordat Sustainable Bus.

Într-un interviu, CEO-ul Hyzon Motors, Craig Knight declara ca „ne uitam si la oportunitatea de a lucra cu constructorii europeni de autobuze pentru a participa la licitatiile de autobuze cu hidrogen. Nu producem sasiu si vehicule complete: suntem concentrati pe sistemele de propulsie cu celule de combustibil si sistemele cu hidrogen, deci este important pentru noi sa stabilim parteneriate. Vrem sa fim mai activi în Europa. Ne vom muta într-o unitate mai mare în 2021, care va permite productia de serie. Planificam sa devenim mult mai agresivi în 2021 în ceea ce priveste participarea la licitatii si vom lucra la o gama de vehicule pentru piata europeana cu tehnologia noastra de celule de combustibil.”

Autobuzele cu hidrogen în Australia

În mai 2020, un proiect ambitios privind autobuzele cu celule de combustibil a vazut lumina zilei în Australia: 100 de autobuze cu hidrogen pe drumurile australiene. Este tinta, cel putin pentru faza 1, a proiectului H2OzBus, care are ca scop explorarea livrarii de solutii de transport inovatoare si durabile în tara.

Autobuze cu celule de combustibil în SUA

În SUA, o flota de autobuze cu hidrogen a început sa functioneze la începutul lunii februarie 2020, operând cu livrarea Autoritatii de Transport a Judetului Orange din Santa Ana, California. Vehiculele au fost livrate în urma comenzii semnate la începutul anului 2018.

Pe lânga lansarea flotei de autobuze cu hidrogen, OCTA a lansat si cea mai mare statie de alimentare cu hidrogen din tara pentru transportul public, prezentând investitia sa de 22,6 milioane de dolari în tranzitul cu emisii zero.

Asadar, este evident ca vehiculele electrice cu baterii (VEB) domina tranzitia spre un transport mai prietenos cu mediul. La sfârsitul lui 2019 se vândusera doar 7.500 de masini pe hidrogen în toata lumea. Dar la sfârsitul lui 2018 existau peste 5 milioane de vehicule cu încarcare la priza, iar de atunci vânzarile au accelerat considerabil. În Regatul Unit, conform datelor de la Society of Motor Manufacturers and Traders, VEB reprezentau 4,3% din vânzarile ultimului an pâna în mai 2020, în crestere cu 131,8%. VEB încep sa fie rivalele masinilor pe combustibili fosili, în vreme ce alternativele cu celula de combustibil merg spre nicaieri.

Toyota a fost una din companiile care au crezut cu adevarat în viitorul hidrogenului, iar în 2011 a produs conceptul foarte credibil FCV-R dezvoltat în Mirai, care a devenit disponibil comercial în 2015. O a doua generatie va aparea în 2021. Si Honda a produs doua vehicule cu celula, Clarity Fuel Cell si FCX Clarity. Hyundai are Tucson Fuel Cell. Deci exista variante disponibile pentru uz zilnic, cu Mirai oferind peste 500 km cu un rezervor, iar Honda Clarity Fuel Cell asigurând aproape 600.

Cum sta Bucurestiul la capitolul transport public pe hidrogen

Bucurestiul detine un parc auto format din aproape 1.200 autobuze care circula între orele 05.00 – 24.00, într-o retea formata din aproape 170 de linii întinse pe 1.372 km cale dubla.

În Bucuresti,  autobuzele parcurg, zilnic, luni-vineri, 250.000 km (155.000 km în zilele de weekend). Anual, autobuzele parcurg peste 81.120.000 km (total linii + cele de noapte + cele regionale).

Din testele efectuate în exploatarea de zi cu zi, rezulta ca gradul de poluare al unui autobuz cu Particule Solide  este de 6mg/km, ceea ce indica ca autobuzele STB elibereaza în atmosfera anual 420 kg particule solide . La aceste particule se adauga poluarea cu SOx, NOx, HC, VOC, CO. Emisiile si poluarea sunt prezentate atât în Raportul privind  Etapa a II-a din cadrul proiectului Planuri de Calitate a Aerului Ambiental din Municipiul Bucuresti, din 2014, cât si în Master Planul Pentru Sistemul Integrat de Management al Deseurilor la Nivelul Municipiului Bucuresti, din 2017.

Între anii 2005 si 2009, Regia Autonoma de Transport Bucuresti a achizitionat 1.000 de autobuze Citaro. În septembrie 2019, STB a comandat 130 de autobuze Citaro Hybrid cu livrari programate sa înceapa în primavara anului 2020. Autobuzul eCitaro, complet fuel cells, va fi lansat în 2022.

Care sunt avantajele, pentru Bucuresti, ale transportului public pe hidrogen

Pentru o cursa zilnica, de 200 km, un autobuz de 12 m foloseste 20 de kilograme de hidrogen/zi sau, în 365 de zile, cca. 7, 5 tone hidrogen/an.

Cantitatea de hidrogen ar ajunge pentru 13.632 to hidogen/an : 7,5 to/an autobuz = cca. 1.817 autobuze cu curse zilnice. Acesta ar fi potentialul si ar putea acoperi transportul public.

Aprovizionarea cu hidrogen ar permite însa si trecerea rapida a troleibuzelor spre autonomie (acestea sunt deja motorizate electric, trebuie instalat doar kitul de hidrogen), ceea ce ar duce automat atât la dezafectarea traseelor aeriene de alimentare cu electricitate, cât si la eliberarea traficului de constrângerile troleibuzelor si, totodata, la desenarea altor trasee, elastice, pentru noua mobi-litate electrica – nu mai este nevoie de trasee obligate de reteaua fixa de electri-citate.