Tag Archives: automobile cu celule de hidrogen

Cat de „verde” este un automobil electric?

Un articol de Mihai Iosif, Consultant principal AUDITECO GES

In aceasta primavara am avut ocazia sa testez doua automobile “verzi” produse de catre BMW: BMW i3 si BMW i8. Daca BMW i8 este un hibrid plug-in cu valente de super-masina, fratele mai mic i3 este un model 100% electric. Cu un motor electric de aproape 170 CP, o autonomie de pana la 160 km si un design cel putin interesant, BMW i3 este un automobil care impresioneaza chiar si la o prima analiza. Dupa cativa kilometri parcursi la volanul sau, timp in care te bucuri de acceleratia surprinzatoare, sistemul de regenerare al energiei care de multe ori elimina nevoia de a utiliza franele si emisiile zero de dioxid de carbon, realizezi ca i3 este un partener agil si “verde” in traficul aglomerat din oras.

Dar cat de “verde” este de fapt un automobil electric? Si ce automobile pot fi considerate autovehicule electrice?

O sa incep prin a raspunde la cea de-a doua intrebare. De la introducerea lor pe piata si pana in prezent au fost dezvoltate patru mari categorii de automobile ce utilizeaza inclusiv sau exclusiv motoare electrice pentru propulsie: automobile hibride conventionale, automobile hibride plug-in, automobile exclusiv electrice si automobile cu celule de hidrogen. In continuare voi prezenta pe scurt modul de functionare al acestor vehicule.

Automobilele hibride conventionale

Au un motor termic (plus rezervorul de combustibil aferent) si un motor electric (plus acumulatorii electrici aferenti). Intreaga energie necesara motorului electric este produsa prin arderea de combustibili fosili (benzina sau motorina) in motorul termic. Din acest motiv, automobilele hibride conventionale nu sunt considerate vehicule electrice.

Automobilele hibride plug-in

Au de asemenea doua motoare, unul electric si unul termic. Spre deosebire de hibridele conventionale, acumulatorii ce furnizeaza energia motorului electric sunt incarcati „la priza” cu electricitate provenita din reteaua electrica, automobilele de acest tip putand fi considerate vehicule electrice.

Automobilele exclusiv electrice

Utilizeaza unul sau mai multe motoare electrice alimentate de un set de acumulatori, care la randul lor sunt incarcati „la priza” din reteaua electrica sau din statii speciale de incarcare.

Automobilele cu celule de hidrogen

Utilizeaza de asemenea unul sau mai multe motoare electrice, dar se diferentiaza de automobilele exclusiv electrice prin modul in care acumulatorii sunt incarcati. Astfel, energia electrica ce alimenteaza acumulatorii provine din procesul de conversie al hidrogenului in electricitate prin reactia chimca pe care o are cu oxigenul. Hidrogenul gazos necesar reactiei este stocat sub presiune intr-un rezervor al automobilului. Deoarece sunt propulsate integral de electricitate, aceste automobile sunt si ele considerate vehicule electrice.

Si acum sa revenim la intrebarea initiala, al carui raspuns poate parea surprinzator la o prima vedere: un automobil electric este la fel de „verde” ca sursa de energie electrica ce il alimenteaza. Si de aici lucrurile devin putin mai complicate.

Astfel, conform unui articol publicat pe pagina web a Scientific American, un automobil exclusiv electric precum Nissan Leaf genereaza jumatate (100 g CO2/mila) din cantitatea de emisii de gaze cu efect de sera generata de un automobil hibrid conventional precum Toyota Prius, in cazul in care cele doua automobile sunt utilizate intr-o zona in care predomina energia electrica produsa din resurse regenerabile. Balanta se inclina usor in favoarea automobilului hibrid conventional atunci cand cele doua automobile sunt utilizate in zone in care majoritatea productiei de energie electrica este bazata pe arderea carbunilor. Estimarile arata ca in zonele in care energia electrica este produsa exclusiv prin arderea combustibililor fosili un automobil electric poate genera pana la 300 g CO2/mila, cu 50% mai mult decat un automobil hibrid conventional, care functioneaza cu benzina.

UCS (Union of Concerned Scientists) a realizat o analiza comparativa intre emisiile de gaze cu efect de sera generate pe durata unui ciclu de viata („cradle to grave”) de un automobil clasic pe benzina sau motorina si cele generate de un automobil exlusiv electric.

Rezultatele acestei analize au evidentiat urmatoarele aspecte:

  • Construirea unui automobil exclusiv electric cu autonomie medie (135 km) genereaza emisii de gaze cu efect de sera cu aproximativ 15% mai mari, decat in cazul unui autovehicul clasic de dimensiuni similare. Procentul creste la 68% in cazul unui automobil exclusiv electric cu autonomie mare (400 km). Acest fapt se datoreaza acumulatorilor litiu-ion cu care sunt echipate automobilele exlusiv electrice, pentru producerea carora se consuma cantitati mari de resurse naturale si energie. Prin urmare cu cat automobilul va avea mai multi acumulatori, cu atat emisiile de gaze cu efect de sera asociate construirii lui vor fi mai mari decat in cazul unui automobil clasic de dimensiuni similare.
  • In perioada de operare a automobilului exclusiv electric, in functie de autonomie si zona in care acesta este condus, emisiile suplimentare de gaze cu efect de sera aferente construirii sunt compensate dupa o perioada de 6 – 18 luni de operare. Emisiile aferente perioadei de operare a unui automobil exlusiv electric vor depinde de eficienta autovehiculului si de sursa de energie electrica ce alimenteaza acumulatorii. In medie, pana la la sfarsitul perioadei de operare, un automobil exlusiv electric va genera cu aproximativ 50% mai putine gaze cu efect de sera, decat echivalentul sau pe benzina sau motorina.
  • Casarea ambelor tipuri de automobile genereaza aproximativ aceeasi cantitate de gaze cu efect de sera, respectiv mai putin de o tona de CO2, avand in vedere ca acumulatorii litiu-ion pot fi reutilizati sau reciclati (mai multe detalii aici).

reutilizare acumulatori

O comparatie similara realizata de UCS intre un automobil cu celule de hidrogen si un automobil clasic, a evidentiat ca in medie, emisiile de gaze cu efect de sera generate de un automobil cu celule de hidrogen sunt cu 30% mai mici decat cele aferente unui automobil clasic, chiar si in situatia in care hidrogenul este generat prin convertirea gazului natural in hidrogen si dioxid de carbon (metoda utilizata cel mai frecvent). Aceasta valoare poate creste atunci cand hidrogenul este extras prin metode care genereaza emisii mai mici de gaze cu efect de sera, cum este de exemplu procesul de electroliza a apei utilizand energia electrica din surse regenerabile.

Incotro ne indreptam?

Eu vreau sa cred ca industria auto se intreapta cu pasi din ce in ce mai mari catre un viitor „verde”. Tot mai multi producatori auto construiesc modele hibride sau 100% electrice, iar cererea pentru aceste tipuri de automobile este in continua crestere. Cea mai buna dovada in acest sens este numarul de rezervari facute pentru Tesla Model 3. Automobilul va fi livrat clientilor incepand cu a doua jumatate a lui 2017, dar au fost  platite deja 373.000 de avansuri de rezervare in valoare de 1000 $ fiecare, doar in perioada 31 martie – 15 mai 2016.

Producatorii auto ofera, cererea din partea populatiei este in crestere, iar tehnologiile de productie a acumulatorilor si hidrogenului devin din ce in ce mai eficiente si mai curate. Ramane doar ca mixul de energie electrica ce alimenteaza aceasta industrie sa fie alcatuit in preponderenta din energie provenita din surse regenerabile.

Despre evolutia industriei energiilor regenerabile vom discuta insa intr-un articol viitor.