Εάν δεν «σταθεροποιηθεί» η τεχνολογία της ηλεκτροκίνησης και δεν γίνουν μεγάλες παραγωγικές μονάδες που θα συμβάλλουν, λόγω οικονομίας κλίμακας, στη μείωση του κόστους των μπαταριών (κατά κύριο λόγο), τα Ηλεκτρικά Αυτοκίνητα θα παραμείνουν ακριβότερα από τα συμβατικά, τα οποία άλλωστε έχουν πίσω τους περισσότερα από 120 χρόνια έρευνας και ανάπτυξης.
του Γιώργου Αγερίδη *
Ερ. Σε ορισμένα ΜΜΕ κυκλοφορεί η άποψη ότι ο ρυθμός αύξησης των πωλήσεων Ηλεκτρικών Αυτοκινήτων (Η/Α) δεν είναι ικανοποιητικός. Τι λένε τα στοιχεία σας, ισχύει;
Εξαρτάται από το τί εννοούμε. Εάν δούμε τα αναμενόμενα και τα πραγματικά ποσοστά πωλήσεων για το 2024, τότε είμαστε μέσα στον στόχο, αφού το Εθνικό Σχέδιο για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ) εκτιμούσε 12,50% Η/Α και επαναφορτιζόμενα υβριδικά (στο ΕΣΕΚ υπολογίζονται και οι δύο κατηγορίες μαζί) και τα στοιχεία από τον Σύνδεσμο Εισαγωγέων Αντιπροσώπων Αυτοκινήτων (ΣΕΑΑ) αναφέρουν ποσοστό 12,38% επί του συνόλου των ετήσιων πωλήσεων. Άρα μπορούμε να πούμε ότι η διείσδυση των καθαρών αυτοκινήτων είναι σύμφωνη με τον στόχο αν και δυστυχώς το ΕΣΕΚ δεν διαχωρίζει τα αμιγώς ηλεκτρικά (BEV – Battery Electric Vehicles) από τα επαναφορτιζόμενα υβριδικά (PHEV – Plug-in Electric Vehicles).
Το θέμα, ωστόσο, είναι γενικότερο τόσο για την Ελλάδα, όσο και για την Ευρώπη, που πρωτοστατεί στην Συμφωνία του Παρισιού. Για τον τομέα των μεταφορών η επίτευξη του στόχου απαιτεί παγκοσμίως 157 εκ. Η/Α το 2030, 745 εκ. Η/Α το 2040 και 1.166 εκ. Η/Α το 2050. Μέχρι σήμερα οι στόχοι αυτοί είναι εκτός πραγματικότητας. Για το 2030: με τον ρυθμό αύξησης του 2021 – 2022 θα υπάρξουν 80 εκ. Η/Α, ενώ με τον ρυθμό αύξησης από το 2022 στο 2023 θα υπάρξουν 119 εκ. Η/Α. Να σημειωθεί όμως ότι το 2023 ήταν μια πολύ καλή χρονιά, ενώ στη συνέχεια λόγω κατάργησης επιδοτήσεων σε ορισμένες χώρες, αλλά κυρίως λόγω των τελευταίων γεωπολιτικών εξελίξεων οι πωλήσεις έχουν μειωθεί σημαντικά.
Το μεγάλο όμως πρόβλημα της χαμηλής πτήσης των πωλήσεων Η/Α έγκειται στα θέματά τους (μειονεκτήματα) που δεν έχουν ακόμη επιλυθεί: Πρώτον το υψηλότερο κόστος αγοράς τους σε σχέση με αντίστοιχα συμβατικά. Οι επιδότηση αγοράς τους εξομαλύνει το πρόβλημα, αλλά όταν οι επιδοτήσεις σταματούν (όπως πρόσφατα στη Γερμανία) οι καταναλωτές παύουν να ενδιαφέρονται για Η/Α. Για πόσο, όμως, θα υπάρχουν επιδοτήσεις αγοράς Η/Α; Δεύτερον ζήτημα η εμβέλεια της κίνησής τους με μία φόρτιση της μπαταρίας τους. Η εμβέλεια αυξάνεται με μεγαλύτερες μπαταρίες και (μελλοντικά) μπαταρίες νέων τεχνολογιών. Αλλά οι μεγαλύτερες μπαταρίες χρειάζονται μεγαλύτερους χρόνους φόρτισης – και πάμε στο τρίτο θέμα: οι δυνατότητες φόρτισης. Σταθμοί φόρτισης εγκαθίστανται συνεχώς. Αλλά πού; Στους αυτοκινητόδρομους, σε supermarket, σε ξενοδοχεία, σε εστιατόρια και σε χώρους στάθμευσης. Επίσης, υπάρχει νομοθεσία για υποχρέωση εγκατάστασης υποδομών σταθμών φόρτισης στο 10% του αριθμού θέσεων στάθμευσης. Αλλά δεν είναι σαφές τί γίνεται στα υπάρχοντα κτίρια και στα υπόγεια και στις πιλοτές τους (ενδεικτικά, η υποχρέωση αυτή δεν εφαρμόζεται στο υπόγεια πάρκινγκ της Βουλής και των υπουργείων).
Να θυμόμαστε πάντα ότι ο καταναλωτής, ως κριτήριο αγοράς έχει την υπάρχουσα κατάσταση και ενδιαφέρεται κυρίως για την άνεση, την ευκολία στην οδήγηση και το χαμηλό κόστος αγοράς, και όχι τόσο για το κόστος χρήσης. Στα κριτήρια αυτά, τα συμβατικά αυτοκίνητα με 5–10 λεπτά πλήρωσης της δεξαμενής καυσίμων και εμβέλεια από 700 μέχρι 1000 χλμ. έχουν σαφές πλεονέκτημα.
Ερ. Να επιμείνουμε λίγο στο θέμα των στόχων. Ανεξάρτητα από τις επιθυμίες της βιομηχανίας ή των καταναλωτών, η ΕΕ στοχεύει σε μια αγορά 100% ηλεκτρική το 2035. Πως θα επιτευχθεί αυτό;
Σε συνέχεια και των παραπάνω, για την επίτευξη τέτοιων στόχων χρειάζονται δύο πράγματα: Εμπορική ανάπτυξη συστημάτων νέων τεχνολογιών σε αυτοκίνητα και υποδομές, και δεύτερον ρεαλιστική προσέγγιση των στόχων, λαμβάνοντας υπόψη πολλές παραμέτρους, όπως οικονομικές, τεχνολογικές, κοινωνικές και διεθνούς ανταγωνισμού. Η τεχνολογική εξέλιξη προχωράει με σημαντικά γρήγορους ρυθμούς (αν και όλα πλέον είναι υπό συζήτηση με τις τελευταίες διεθνείς εξελίξεις στους εμπορικούς όρους και στις διεθνείς συμμαχίες και συνεργασίες).
Οι στόχοι της Ευρωπαϊκής Ένωσης, όμως, θα παραμένουν απλώς στόχοι, εάν δεν συμβαδίζουν με την πραγματικότητα. Πριν από τις τελευταίες διεθνείς εξελίξεις, πώς θα επιτυγχάνονταν οι στόχοι; Με ποιες πρώτες ύλες, με ποια παραγωγική δυνατότητα και με ποια κόστη; Με μπαταρίες από την Κίνα, χάλυβα από τη Ρωσία και σπάνιες γαίες από την Κίνα και την Αφρική (με μεγάλη επιρροή της Κίνας) και λίθιο από τη Χιλή και την Αυστραλία. Και μεγάλο μέρος της παραγωγικής δυνατότητας στην Κίνα και στο Βιετνάμ. Η πρόσφατη πτώχευση της Northvolt, έκανε προφανή την αδυναμία της Ευρώπης να κινηθεί ανταγωνιστικά στο χώρο των μπαταριών και του εξηλεκτρισμού. Προς το παρόν οι επιχειρηματικές συνεργασίες της Ευρωπαϊκής αυτοκινητοβιομηχανίας με την Κίνα, ανοίγουν την αγορά της Κίνας στα υψηλού κύρους Ευρωπαϊκά αυτοκίνητα, αλλά και την Ευρωπαϊκή αγορά στα χαμηλού κόστους ευρείας κυκλοφορίας κινεζικά αυτοκίνητα, με το τελικό ισοζύγιο να είναι εις βάρος της Ευρώπης. Κατά συνέπεια, ένα σοβαρό ερώτημα είναι εάν οι ποσοτικοί Ευρωπαϊκοί στόχοι μπορούν να καλυφθούν από την Ευρωπαϊκή αυτοκινητοβιομηχανία με έναν διαφαινόμενο εμπορικό πόλεμο με την Κίνα και έναν εν εξελίξει πόλεμο με την Αμερική.
Ερ. Είναι τελικά τα Η/Α πιο ακριβά (παρά τις επιδοτήσεις); Αν ναι, αυτό σε τι οφείλεται και πως μπορεί ν’ αλλάξει;
Τα Η/Α είναι ακριβά σε σύγκριση με τα αντίστοιχα (ίδια ιπποδύναμη, και ίδιοι χώροι επιβατών και αποσκευών) συμβατικά για ένα σύνολο εμπορικών και τεχνολογικών λόγων, που όμως αλληλοσυνδέονται. Συγκεκριμένα: Τα Η/Α είναι μια νέα τεχνολογία με μικρές ποσότητες παραγωγής/μονάδα και κατά συνέπεια, ακόμη δεν έχουν δημιουργηθεί οικονομίες κλίμακας. Το μεγαλύτερο όμως κόστος ενός Η/Α προκύπτει από το κόστος της μπαταρίας. Γενικά, η μπαταρία αντιστοιχεί στο ένα τρίτο (1/3) του κόστους του αυτοκινήτου. Παράλληλα, η μπαταρία είναι μια τεχνολογία εν εξελίξει. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη δεν μπορούν να γίνουν επενδύσεις σε μεγάλες παραγωγικές εγκαταστάσεις, ώστε να μειωθεί το κόστος παραγωγής. Παρόλο που το κόστος των μπαταριών μειώνεται με γρήγορους ρυθμούς (σήμερα το κόστος ανά kWh είναι σχεδόν στο ένα δέκατο (1/10) από το κόστος πριν από 15 χρόνια) το κόστος των Η/Α δεν μειώνεται ανάλογα, αφού τοποθετούνται μεγαλύτερες μπαταρίες, ώστε να αυξηθεί η εμβέλεια κίνησης των αυτοκινήτων.
Η εγκατάσταση, όμως, μεγαλύτερων μπαταριών σημαίνει μεγαλύτερους χρόνους φόρτισης. Για να αντιμετωπισθεί το θέμα αυτό, οι αυτοκινητοβιομηχανίες αλλάζουν «πλατφόρμα λειτουργίας» των αυτοκινήτων. Έτσι, ενώ ακόμη και σήμερα πολλά Η/Α λειτουργούν στα 400V, τα αυτοκίνητα με μεγάλες μπαταρίες/μεγάλη εμβέλεια λειτουργούν στα 800V, ενώ πολλά λεωφορεία και φορτηγά ήδη λειτουργούν στα 1000 ή και περισσότερα volt.
Τέλος, ένα μεγάλο θέμα είναι η τεχνολογία των ίδιων των μπαταριών. Σήμερα επικρατούν οι μπαταρίες λιθίου με υγρό ηλεκτρολύτη και διάφορα υλικά (κοβάλτιο, μαγγάνιο, κ.α.) στην κάθοδο, και γραφίτη στην άνοδο. Ήδη, πολλά Η/Α έχουν μπαταρίες με περιορισμένο ή και καθόλου κοβάλτιο, ενώ τείνουν να επικρατήσουν οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου, που έχουν ελαφρά μικρότερη ενεργειακή χωρητικότητα, αλλά έχουν χαμηλότερο κόστος και μεγαλύτερη ασφάλεια. Οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης – όπου ο υγρός ηλεκτρολύτης αντικαθίσταται από κεραμικό υλικό που είναι ηλεκτρολύτης και διαχωριστής ταυτόχρονα – είναι το επόμενο τεχνολογικό άλμα. Οι μπαταρίες αυτές είναι υψηλότερου κόστους (η τεχνολογία έχει απορροφήσει πολλά κονδύλια έρευνας και ανάπτυξης), αλλά είναι ασφαλέστερες, έχουν περίπου τριπλάσια ενεργειακή χωρητικότητα και υποτριπλάσιο χρόνο φόρτισης. Ωστόσο, ήδη γίνεται έρευνα για υποκατάσταση το λιθίου με νάτριο, που είναι άφθονο στη φύση, είναι πολύ χαμηλού κόστους και δεν αναφλέγεται όπως το λίθιο.
Το συμπέρασμα είναι ότι εάν δεν «σταθεροποιηθεί» η τεχνολογία και δεν γίνουν μεγάλες παραγωγικές μονάδες που θα συμβάλλουν στη μείωση του κόστους των μπαταριών (κατά κύριο λόγο) τα Η/Α θα είναι ακριβότερα από τα συμβατικά, που έχουν πίσω τους περισσότερα από 120 χρόνια έρευνας και εξέλιξης.
Ερ. Παλαιότερα, τα επιτόκια ήταν χαμηλά και αυτό διευκόλυνε και την απόκτηση πιο ακριβών οχημάτων. Μπορεί αυτό να αλλάξει;
Το ύψος των επιτοκίων σχετίζεται με εθνικούς και διεθνείς οικονομικούς και τραπεζικούς παράγοντες και όχι με τα αυτοκίνητα, τους παραγωγούς και τους πωλητές τους. Κατά πάσα πιθανότητα τα σημερινά υψηλά επιτόκια είναι αποτέλεσμα των κρίσεων (οικονομική το 2008, κορονοϊού 2020, ενεργειακή 2023 λόγω Ουκρανίας-Ρωσίας) που έχουν προηγηθεί. Προφανώς, ο διαφαινόμενος εμπορικός πόλεμος μεταξύ ΗΠΑ, Ευρώπης και Κίνας δεν θα διευκολύνει την επιστροφή στα χαμηλά επιτόκια.
Ερ. Σε άλλες χώρες υπάρχουν μεγαλύτερες ενισχύσεις, κίνητρα;
Η Ελλάδα είναι από τις χώρες με τις υψηλότερες ενισχύσεις για την αγορά Η/Α. Ειδικά η ενίσχυση των 25.000 ευρώ για την αγορά ταξί, είναι ίσως η υψηλότερη παγκοσμίως. Το θέμα, ωστόσο είναι, εάν είναι βιώσιμη η αγορά μόνο με τις ενισχύσεις και για πόσο χρονικό διάστημα. Η εμπειρία δείχνει ότι όπου μειώθηκαν ή σταμάτησαν οι ενισχύσεις, η αγορά των Η/Α μειώθηκε κατά πολύ. Αυτό παρατηρήθηκε πρώτα στην Ολλανδία το 2019 όταν εξαιρέθηκαν από τις επιδοτήσεις τα PHEV και η αγορά τους κατέρρευσε και πρόσφατα στη Γερμανία, όπου, λόγω των οικονομικών προβλημάτων της χώρας, η μείωση των επιδοτήσεων οδήγησε το 2024 σε μείωση της αγοράς Η/Ε κατά 27,4%.
Ερ. Πως βλέπετε να εξελίσσεται το θέμα με τον Ευρω-Κινεζικό ανταγωνισμό;
Θεωρώ ότι ο Ευρω-Κινεζικός ανταγωνισμός είναι μία κατάσταση τεχνητή, κυρίως για συμπαράσταση της Ευρώπης προς τις ΗΠΑ. Οι Ευρωπαίοι είχαν κάνει τις επιλογές τους στην Κίνα από τουλάχιστον 10 με 15 χρόνια πριν. Η εξαγορά πολλών Ευρωπαϊκών αυτοκινητοβιομηχανιών (Volvo, για παράδειγμα) από Κινεζικές εταιρίες, καθώς και η ανταλλαγή πακέτων μετοχών μεταξύ Γερμανικών και Κινεζικών εταιριών (Mercedes και Gelly), καθώς και η εγκατάσταση μεγάλων Κινεζικών μονάδων παραγωγής μπαταριών στην Ευρώπη (Τσεχία, Ουγγαρία, Πολωνία) δείχνει ότι η Ευρώπη δεν έχει προβλήματα ανταγωνισμού με την Κίνα. Το τί θα γίνει στο άμεσο μέλλον με τους εμπορικούς περιορισμούς Trump και προς την Ευρώπη, όποιος το εκτιμήσει σωστά και έγκαιρα ίσως να μπορέσει να κάνει μεγάλη περιουσία στις διεθνείς χρηματιστηριακές αγορές.
Ερ. Πολλές έρευνες δείχνουν ότι μετά την τιμή, η υποδομή φόρτισης είναι ο Νο. 1 λόγος ανησυχίας των ανθρώπων που σκέφτονται να αγοράσουν ένα ηλεκτρικό όχημα. Σωστά;
Οι υποδομές φόρτισης είναι σημαντικό πρόβλημα, αφού δεν καλύπτουν ακόμη όλη την επικράτεια. Ωστόσο, σε όσους έχουν H/A και γνωρίζουν να το χρησιμοποιούν (κατανάλωση ενέργειας, τρόπος οδήγησης, χρήση πλατφορμών δικτύων σταθμών φόρτισης και κράτησης θέσης για φόρτιση, και κυρίως έλεγχος και προετοιμασία της διαδρομής μακρινού ταξιδιού) η φόρτιση δεν αποτελεί σημαντική αιτία ανησυχίας.
Το μεγάλο πρόβλημα είναι η φόρτιση στα αστικά κέντρα, εκεί όπου δεν υπάρχει δυνατότητα φόρτισης σε ιδιόκτητο χώρο (γκαράζ, πιλοτή ή άλλο χώρο στάθμευσης. Η αδυναμία αυτή είναι αποτρεπτική για την αγορά και χρήση Η/Α.
Θεωρητικά το πρόβλημα αυτό θα λυνόταν με τα ΣΦΗΟ (τα Σχέδια Φόρτισης Ηλεκτρικών Οχημάτων), μελέτες που εκπόνησαν σχεδόν όλοι οι Δήμοι της χώρας και έπρεπε ήδη να υλοποιούνται με την εγκατάσταση σταθμών φόρτισης στην επικράτειά τους. Δεν έγινε, όμως, κάτι τέτοιο και ούτε θα γίνει, διότι τα δίκτυα διανομής δεν επαρκούν σε πολύ μεγάλο ποσοστό των θέσεων που καθόρισαν οι Δήμοι, ο ΔΕΔΔΗΕ δεν έδωσε εγκρίσεις εγκατάστασης και ούτε υπάρχει σαφές χρονοδιάγραμμα αναβάθμισης των δικτύων.
Τεχνικές λύσεις για αδύναμα δίκτυα υπάρχουν τόσο μέσα σε αστικά κέντρα, όσο και σε απομακρυσμένες (τουριστικές ή διέλευσης) περιοχές. Οι λύσεις, όμως, αυτές έχουν υψηλό κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας και κάθε φόρτιση θα επιβάρυνε σημαντικά τον χρήστη.
Ερ. Ποιος όμως θα έπρεπε να είναι υπεύθυνος για τις υποδομές; Το κράτος ή οι ιδιώτες; Γιατί όμως να πληρώσει το κράτος (οι φορολογούμενοι) το κόστος της μετάβασης; Οι ιδιώτες είναι εξίσου απρόθυμοι, αφού δεν έχουν προφανές κέρδος. Φαύλος κύκλος.
Τα πρατήρια καυσίμων τα εγκατέστησε και τα λειτουργεί το κράτος; Γιατί, λοιπόν, το κράτος να αναπτύξει τις υποδομές φόρτισης Η/Α; Αρμοδιότητα του κράτους είναι να θέσει και να ελέγχει την εφαρμογή ενός πλαισίου όπου θα μπορεί να αναπτυχθεί υγιής ανταγωνισμός και (πολύ σημαντικό) να έχει την ευθύνη ενημέρωσης και πληροφόρησης όλων των θεμάτων που σχετίζονται με την ηλεκτροκίνηση, ώστε οι χρήστες Η/Α να μην βρίσκονται προ εκπλήξεων (μείωση της εμβέλειας λόγω χαμηλών θερμοκρασιών και μποτιλιάρισμα σε χειμερινούς προορισμούς, για να θυμηθούμε τα πλέον πρόσφατα γεγονότα). Το να δοθούν ενισχύσεις για την εγκατάσταση δικτύων σταθμών φόρτισης είναι κάτι που μπορεί να λειτουργήσει, πράγμα που ήδη έγινε στη χώρα μας με το Ταμείο Ανάκαμψης και Ανθεκτικότητας.
Η απροθυμία των ιδιωτών είναι κάτι πρόσκαιρο που θα αλλάξει όσο θα αναπτύσσεται η αγορά των Η/Α. Θυμηθείτε τι γινόταν πριν 35 χρόνια με τα καταλυτικά αυτοκίνητα και την αμόλυβδη βενζίνη. Μεγάλη ανησυχία υπήρχε για το πού θα βρεθεί αμόλυβδη βενζίνη και το τί θα πάθει ο καταλύτης εάν στην απελπισία του ένας οδηγός έβαζε την κοινή τότε (μολυβδωμένη) βενζίνη. Παρόμοια κατάσταση, λίγα χρόνια αργότερα, με τον αριθμό πρατηρίων που διέθεταν υγραέριο. Στην αρχή ελάχιστα, αλλά μετά η αγορά εξομαλύνθηκε. Κάτι παρόμοιο θα γίνει και με τα H/A όταν αυξηθούν σε αριθμό και αυξηθούν και οι ανάγκες για δημόσια προσβάσιμους σταθμούς φόρτισης.
Eρ. Πως μπορώ σήμερα να φορτίσω το αυτοκίνητο στην πολυκατοικία, αν δεν υπάρχει ειδική εγκατάσταση;
Εάν η πολυκατοικία έχει χώρους στάθμευσης (γκαράζ ή πιλοτές) η εγκατάσταση είναι απλή και εύκολη, ενώ αποκλειστική καταμέτρηση της ηλεκτρικής ενέργειας για φόρτιση θα επιβαρύνει τον ιδιοκτήτη του H/A και όχι άλλους ενοίκους ή τα κοινόχρηστα.
Εάν, όμως, η πολυκατοικία δεν διαθέτει τέτοιους χώρους, η απάντηση είναι απλή: δεν υπάρχει τρόπος φόρτισης ενός Η/Α. Και εάν υπάρχει δυνατότητα φόρτισης στον χώρο εργασίας, ίσως να μπορεί κάποιος να αγοράσει Η/Α. Διαφορετικά, η λύση του προβλήματος αυτού θα έρθει από αναπτυγμένα δίκτυα σταθμών φόρτισης από τους Δήμους (τα ΣΦΗΟ) ή σε συνεργασία με ιδιώτες (ιδανική περίπτωση ΣΔΙΤ – Συμπράξεων Δημόσιου και Ιδιωτικού Τομέα) ή με χώρους αντίστοιχους των σημερινών πρατηρίων καυσίμων, αλλά για φόρτιση. Το πρόβλημα τέτοιων χώρων (charging hubs) είναι ο μεγάλος χρόνος φόρτισης και η τεχνική αδυναμία των περισσότερων σημερινών Η/Α να φορτίσουν πολύ γρήγορα.
Ερ. Το υψηλό κόστος, ο κύκλος ζωής των μπαταριών, τα δίκτυα φόρτισης κ.α κάνουν πολλούς να λένε ότι η στρατηγική για πλήρη ηλεκτροκίνηση ίσως είναι λάθος, και ότι το μέλλον είναι το υδρογόνο (καύση ή κυψέλες καυσίμου). Λένε μάλιστα ότι ορισμένες εταιρείες άρχισαν ήδη να κάνουν στροφή. Συμμερίζεστε την άποψη;
Για τα επιβατικά αυτοκίνητα, η τεχνολογία έχει από καιρό στραφεί στην ηλεκτροκίνηση με μπαταρίες και ενσύρματη φόρτιση. Για το λόγο αυτό αναπτύσσονται συνεχώς δίκτυα σταθμών φόρτισης, αντί δικτύων σταθμών υδρογόνου. Είναι ενδιαφέρον ότι μέσα στο 2024 οι 19 σταθμοί διάθεσης υδρογόνου στη Γερμανία έκλεισαν, ενώ η Toyota που διέθετε εμπορικό μοντέλο με κυψέλες καυσίμου διέκοψε την παραγωγή του (η οποία τα τελευταία χρόνια είχε περιοριστεί μόνο στην Ιαπωνία). Το ίδιο ισχύει και για τα λεωφορεία που κινούνται στον αστικό ιστό.
Το υδρογόνο εξετάζεται (γίνεται έρευνα και ανάπτυξη) μόνο για τα μεγάλα φορτηγά και ειδικότερα αυτά των διεθνών μεταφορών. Υπάρχουν, όμως, τέσσερα προβλήματα:
Για να έχει νόημα (από περιβαλλοντική σκοπιά) η χρήση του υδρογόνου, αυτό θα πρέπει να είναι «πράσινο», να παράγεται δηλαδή με ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από ΑΠΕ (αιολικά ή φωτοβολταϊκά). Σήμερα, το μεγαλύτερο μέρος του παραγόμενου υδρογόνου είναι «γκρίζo» και προέρχεται από ορυκτά καύσιμα. Το κόστος παραγωγής «πράσινου» και «γκρίζου» υδρογόνου είναι περίπου 10 προς 1.
Για να έχει ένα αυτοκίνητο υδρογόνου εμβέλεια συγκρίσιμη με τα συμβατικά καύσιμα (και να μην χρειάζεται πολύ συχνές ανατροφοδοσίες) το υδρογόνο θα πρέπει να είναι συμπιεσμένο ή ακόμη καλύτερα σε υγρή μορφή. Το συμπιεσμένο υδρογόνο βρίσκεται σε δεξαμενές με πίεση 700 ατμόσφαιρες, ενώ το υγρό σε κρυογονικές δεξαμενές θερμοκρασίας -253 o C. Και οι δύο καταστάσεις, πέρα από τα τεχνικά θέματα, εγείρουν σημαντικά θέματα ασφάλειας για χρήση χωρίς εκπαίδευση και απαιτούν σχολαστική συντήρηση. Θα πρέπει, επίσης, να επισημανθεί ότι οποιαδήποτε διαρροή υδρογόνου στην ατμόσφαιρα σχηματίζει μεθάνιο (CH4) το οποίο ως αέριο του θερμοκηπίου είναι πολύ πιο δραστικό από το διοξείδιο του άνθρακα (CO2): 84 φορές σε διάρκεια 20 ετών και 28 φορές σε διάρκεια 100 ετών.
Υπάρχει επίσης ένα σημαντικό θέμα βαθμού απόδοσης της διαδικασίας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ, τροφοδοσίας ηλεκτρολυτικών εγκαταστάσεων για την παραγωγή υδρογόνου, μεταφοράς του και τροφοδοσίας των αυτοκινήτων, χρήσης του σε κυψέλες καυσίμου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τροφοδοσίας του ηλεκτροκινητήρα για την κίνηση του οχήματος. Ο βαθμός απόδοσης σε αυτή τη διαδικασία είναι περίπου 30%, όταν η κίνηση του οχήματος με την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ΑΠΕ και φορτίζει τις μπαταρίες του έχει βαθμό απόδοσης κάτι περισσότερο από 90%.
Το πιο σημαντικό, όμως, πρόβλημα είναι ο τρόπος χρήσης του υδρογόνου:
- Απευθείας σε μηχανή εσωτερικής καύσης, ή
- Hλεκτροπαραγωγή από κυψέλες καυσίμου
Η καύση είχε δοκιμασθεί εκτενώς πριν από 20 χρόνια από την BMW, αλλά το πρόγραμμα διακόπηκε στη συνέχεια. Τα προβλήματα είναι δύο. Πρώτον, εφόσον η καύση του υδρογόνου γίνεται με αέρα (όχι με καθαρό οξυγόνο, όπως γίνεται στους πυραύλους των διαστημικών αποστολών), τότε στα καυσαέρια δεν υπάρχει μεν διοξείδιο του άνθρακα (CO2), αλλά υπάρχουν αυξημένες (περίπου τριπλάσιες σε σχέση με την καύση ορυκτών καυσίμων, λόγω απουσίας άνθρακα) ποσότητες οξειδίων του αζώτου. Οι ενώσεις αυτές είναι καρκινογόνες, ενώ ειδικότερα το υποξείδιο του αζώτου (N2O ή και αέριο του γέλιου) είναι δραστικό αέριο του θερμοκηπίου: 264 φορές σε διάρκεια 20 ετών και 265 φορές σε διάρκεια 100 ετών ισχυρότερο από το CO2. Δεύτερο πρόβλημα είναι ότι το υδρογόνο, λόγω της ατομικής του δομής, διεισδύει στη μεταλλική δομή των σημερινών κινητήρων και την αποσαθρώνει (hydrogen embrittlement). Για το λόγο αυτό και οι αγωγοί μεταφοράς υδρογόνου πρέπει να είναι «hydrogen ready» εάν το μεταφερόμενο αέριο περιέχει περισσότερο από 30% υδρογόνο. Μόλις το 2021 παρουσιάστηκε στη Γερμανία σε επιδεικτικό ακόμη στάδιο αεριοστρόβιλος που μπορεί να καίει υδρογόνο 100%.
Κατά συνέπεια, η καύση υδρογόνου στις σημερινές μηχανές δημιουργεί περιβαλλοντικά προβλήματα, ενώ χρειάζεται χρόνος και κόστος για έρευνα και ανάπτυξη. Τα περιβαλλοντικά προβλήματα από την καύση του υδρογόνου με αέρα μπορούν να αντιμετωπισθούν με φίλτρα. Αυτά, όμως, πέρα από το κόστος τους καταλαμβάνουν όγκο. Ως εκ τούτου, θεωρούνται κατάλληλα μέτρα αντιμετώπισης των οξειδίων του αζώτου σε σταθερές εγκαταστάσεις καύσης υδρογόνου, όπως στη βιομηχανία, όπου ο όγκος και το βάρος δεν αποτελούν πρόβλημα. Τέτοια φίλτρα θεωρείται ότι θα κάνουν βιομηχανικές εγκαταστάσεις υψηλών θερμοκρασιών (τσιμέντου και χάλυβα) να παράγουν «πράσινα» προϊόντα.
Μία πρόσθετη σημαντική σημείωση, που δείχνει τον στρουθοκαμηλισμό της Ευρώπης: Στις ΗΠΑ η χρήση του υδρογόνου στις μεταφορές συνδέεται αποκλειστικά με τη χρήση του σε κυψέλες καυσίμου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στην Ευρώπη, όταν γίνεται αναφορά στο υδρογόνο αποσιωπάται ο όρος «zero emission» και παραμένει ο όρος «zero carbon». Με τον τρόπο αυτό παρακάμπτονται τα προβλήματα των οξειδίων του αζώτου κατά την καύση του υδρογόνου και παραμένει η απανθρακοποίηση μόνο. Οι λόγοι; Για να μην επιβαρυνθεί βραχυπρόθεσμα η Ευρωπαϊκή αυτοκινητοβιομηχανία.
Ερ. Η παραγωγή αρκετού Η2 από ΑΠΕ (και οι σχετικές υποδομές) είναι ένα ρεαλιστικό σενάριο;
Τεχνικά και τεχνολογικά το σενάριο είναι εφικτό. Οικονομικά, όμως, με τα σημερινά δεδομένα της αγοράς ενέργειας και της συνεισφοράς του κόστους της ενέργειας στην Ελληνική (αλλά και στην παγκόσμια) οικονομία, το σενάριο μοιάζει με επιστημονική φαντασία: χαμηλή απόδοση του συνόλου της διαδικασίας, μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτούνται για την ηλεκτρόλυση του νερού (και προϋποθέτουν πολλαπλάσιες εγκαταστάσεις ΑΠΕ), εκτεταμένες υποδομές που απαιτούνται κτλ.
Ερ. Το ερώτημα ηλεκτρισμός ή Η2 είναι έτσι κι αλλιώς γενικότερο. Τι είναι εκείνο που θα κρίνει τελικά την έκβαση;
Όσον αφορά στις χερσαίες μεταφορές το ερώτημα δεν είναι «ηλεκτρισμός ή υδρογόνο», αλλά «μπαταρίες ή υδρογόνο», αφού και τα δύο συστήματα καταλήγουν να τροφοδοτούν τον ηλεκτροκινητήρα με ηλεκτρική ενέργεια. Το πρόβλημα περιπλέκεται όταν μιλάμε για διεθνείς χερσαίες μεταφορές και ακόμη περισσότερο στην περίπτωση των αεροπλάνων (όχι των μικρών και ακόμη περισσότερο των drones) και της ποντοπόρου ναυτιλίας. Στις περιπτώσεις αυτές η χρήση μπαταριών, λόγω όγκου, βάρους και χρόνο επαναφόρτισής τους, είναι απαγορευτική.
Για τα επιβατικά οχήματα (ιδιωτικά και λεωφορεία), καθώς και για τα μικρά φορτηγά οι ενδείξεις είναι ότι οδηγούμαστε αποκλειστικά στη χρήση μπαταριών για τρεις λόγους:
Ένα, όλη η έρευνα και η επιστημονική ανάπτυξη ασχολείται με την εξέλιξη των μπαταριών για αυτοκίνητα, drones και αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας γενικότερα, και στον τομέα των μπαταριών γίνονται πολύ μεγάλες επενδύσεις σε έρευνα και ανάπτυξη, σε αντίθεση με τον τομέα του υδρογόνου. Επιπλέον, η χρήση υδρογόνου προϋποθέτει αγωγούς μεταφοράς και διανομής και σταθμούς τροφοδοσίας, ενώ η φόρτιση των μπαταριών μπορεί να γίνει «όπου υπάρχει πρίζα», δίνοντας μια μεγάλη ευελιξία και ελευθερία κινητικότητας (μπορεί να είναι χρονοβόρα η φόρτιση σε μια απλή πρίζα, αλλά δεν παύει να είναι εφικτή).
Τέλος, επειδή ακούγεται ότι με το υδρογόνο θα «σπάσει η πρωτοκαθεδρία της Κίνας» που υπάρχει σήμερα στις μπαταρίες, αξίζει να αναφερθεί ότι οι πλέον αποδοτικές συσκευές ηλεκτρόλυσης νερού και η μεγαλύτερη παραγωγή υδρογόνου σήμερα γίνεται στην Κίνα.
* Ο Γιώργος Αγερίδης είναι Διδάκτορας Μηχανολόγος Μηχανικός του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Έχει εργαστεί στους τομείς των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και της Προστασίας του Περιβάλλοντος ως μηχανικός-μελετητής και ως σύμβουλος στον ιδιωτικό και τον δημόσιο τομέα. των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και της Προστασίας του Περιβάλλοντος ως μηχανικός-μελετητής και ως σύμβουλος στον ιδιωτικό και τον δημόσιο τομέα.
