Nic nie wskazywało na to, że cokolwiek będzie w stanie zagrozić pozycji ropy naftowej. Pierwszą oznaką zmian okazały się hybrydy, które oprócz standardowego napędu spalinowego wykorzystywały silniki elektryczne. Potem pojawiły się samochody typowo elektryczne, nadal nie były one jednak w 100% ekologiczne. Hybrydy potrzebują benzyny, a auta elektryczne prądu z gniazdka lub ze stacji szybkiego ładowania (produkowanego w większości z nieodnawialnych zasobów – węgla kamiennego, brunatnego, ropy, gazu, energii atomowej).

Przełomu dokonała Toyota, tworząc model Mirai – pierwszy produkowany seryjnie samochód napędzany wodorem. Od zaprezentowania konceptu FCV do wprowadzenia Mirai do produkcji seryjnej minął zaledwie rok. Toyota obecnie prowadzi na rynku aut wodorowych, jednak gonią ją powoli pozostali gracze, wśród których na czoło wysuwa się Honda (z zapowiadaną trzecią generacją FCX Clarity). Tuż za nią plasują się: Mercedes (z wodorową wersją znanego modelu B), Volkswagen (z wodorowymi Audi A7, Golfem HyMotion i Passatem) oraz Hyundai (z wodorową wersją IX-35). Prace nad wykorzystaniem ogniw wodorowo-tlenowych trwały przez 20 lat. Teraz, przez kolejnych kilkanaście, będziemy świadkami ogromnych zmian, jakie zajdą w motoryzacji.

Zamiast charakterystycznego odgłosu pracy silnika spod maski słychać będzie tylko terkotanie sprężarki powietrza. Zamiast dymu opuszczającego skomplikowany układ wydechowy z drogim katalizatorem auto emitować będzie jedynie nieszkodliwą parę wodną. Reszta pozostanie bez zmian. Zatankujemy na stacji podobnej do standardowej, a na wypełnienie zbiorników do pełna mają nam wystarczyć 3 minuty. Mirai jest w stanie pokonać z pełnymi zbiornikami 480 km, Hyundai zapowiada, że jego IX-35 przejedzie 594 km. Technologia ciągle się rozwija, zatem zasięg wzrośnie.

Do produkcji wodoru nie są potrzebne porty naftowe, tankowce, rurociągi czy rafinerie produkujące mnóstwo zanieczyszczeń. Wytwarza się go bezpośrednio na stacjach – wystarcza do tego elektrolizer zasilany energią słoneczną. Takie stacje powstają w Kalifornii, w Danii i w Niemczech. Ilość wodoru jest nieograniczona dla każdego kraju na świecie, a jego zasoby są niewyczerpane.

Jak to działa?

Najważniejszą częścią napędu są ogniwa wodorowo-tlenowe. Doprowadzany jest do nich wodór ze zbiorników oraz sprężony tlen. W ogniwach dochodzi do reakcji chemicznych, w wyniku których wytwarzany jest prąd stały oraz para wodna emitowana do atmosfery. Prąd stały kierowany jest do przetwornicy, która przetwarza go na prąd zmienny. Ten z kolei wędruje do wzmacniacza napięcia. Prąd o napięciu 650 wolt zasila baterię litowo-jonową oraz silnik elektryczny, który za pośrednictwem skrzyni automatycznej przekazuje moment obrotowy na koła.

Sprężony wodór przechowuje się w dwóch zbiornikach pod ciśnieniem 700 barów. Zbiorniki zbudowane są z trzech warstw: metalu, włókna węglowego oraz specjalnego tworzywa – są one umieszczone poza kabiną pasażerska, pod pojazdem. Układ napędowy oraz zbiorniki są cały czas monitorowane przez system detektorów, które nadzorują także proces tankowania. W przypadku wykrycia nieszczelności, kolizji lub wypadku zawory w zbiornikach natychmiast są zamykane, a dopływ prądu zostaje odcięty.

Koszty eksploatacji samochodu z napędem wodorowym

Jeden litr wodoru wystarcza, aby samochód przejechał ponad 27 km. Do przejechania jednego kilometra potrzeba go mniej niż 10 gramów. Amerykański Departament Energii oszacował, że cena wodoru potrzebnego do przebycia 300 mil (483 km, tyle, ile wynosi maksymalny zasięg Toyoty Mirai), wyniesie ok. 50 dol. (ok. 176 zł), co sprawia, że przejechanie 100 km kosztuje ok. 10 dol. (ok. 35 zł). To dość wysokie koszty spowodowane małą liczbą stacji (w USA najwięcej jest ich w Kalifornii; do 2016 roku będzie ich 70). Zwiększenie tego wskaźnika, zgodnie z szacunkami Departamentu, sprawi, że napełnienie zbiorników do pełna będzie kosztować już tylko 30 dol. (ok. 105 zł). Wydatek okaże się zatem analogiczny do ceny, jaką zapłacimy za przejechanie takiego samego dystansu typowym autem elektrycznym.

Pojazdy wodorowe mają jednak nad nimi zdecydowaną przewagę. Zbiorniki z wodorem nie zmienią swojej objętości przez wiele lat, tymczasem pojemność baterii aut elektrycznych wraz z upływem czasu stale się zmniejsza. Zwłaszcza wtedy, gdy właściciel auta korzysta ze stacji szybkiego ładowania – w przeciwnym razie musi ładować baterię przez wiele godzin z domowego gniazdka. A auto z ogniwami tankuje się do pełna w sto osiemdziesiąt sekund.

Toyota, chcąc zachęcić nabywców do kupna Mirai, zapewnia im 3 lata bezpłatnego tankowania wodoru (oraz 3 lata bezpłatnego serwisu i 8 lat gwarancji na układ napędowy). Właściciele Toyoty Mirai w USA będą mogli także skorzystać z innych przywilejów – państwo pozwoli im na odliczenie 8000 dol. od federalnego podatku dochodowego. Dodatkowo mieszkańcy stanu Kalifornia otrzymają rabat (w formie rządowej dopłaty) w wysokości 5000 dol. na zakup auta.