H2 - il carburante del futuro? - Il motore a combustione può vivere per sempre con l'idrogeno

Thomas Korn, fondatore di KEYOU

La BMW ha già dimostrato 25 anni fa nel progetto Clean Energy che l'idrogeno può anche essere bruciato nel motore a combustione. Il progetto ha lasciato il palcoscenico dello spettacolo, ma il motore a combustione interna con idrogeno è tornato a essere una realtà per diversi anni. Grazie all'avvio di Monaco KEYOU, che (inizialmente) sviluppò un bruciatore a idrogeno per veicoli commerciali.

Anche il governo federale ha abbandonato la sua attenzione sull'elettromobilità della batteria a binario singolo a favore dell'apertura della tecnologia e ha spinto la tecnologia dell'idrogeno in cima all'agenda futura. Poiché l'idrogeno può essere utilizzato per generare elettricità nella cella a combustibile e può anche guidare un motore a combustione come sostituto della benzina o del diesel, l'idrogeno sembra avere più che semplici opportunità come combustibile per il futuro.

Abbiamo chiesto al fondatore di KEYOU ed ex membro della BMW Thomas Korn dello stato attuale delle cose:

La tua azienda si affida all'idrogeno nel motore a combustione interna. Qual è il vantaggio rispetto alla cella a combustibile?

Robustezza, durata, costi di produzione e una maggiore densità di potenza specifica sono i vantaggi più importanti. In definitiva, due punti sono decisivi per il successo dell'introduzione di propulsori alternativi: A) la trasmissione tra cui l'accumulo di energia può guidare un veicolo in modo competitivo rispetto ai veicoli convenzionali e B) la tecnologia può essere ridimensionata rapidamente e quindi ottenere un'efficace protezione del clima in breve tempo. Idrogeno in

Thomas Kern, fondatore di KEYOU

La combinazione con l'ulteriore sviluppo del motore a combustione può fare entrambe le cose e quindi aprire la strada a un'economia dell'idrogeno basata su energie rinnovabili. Quando si tratta di scalabilità, l'indipendenza dalle materie prime rare o tossiche e un'infrastruttura di produzione efficace esistente svolgono un ruolo importante.

Si concentrano principalmente sul motore a combustione nel veicolo commerciale. Lo sperimentate anche in auto o è previsto?

In passato, abbiamo già sviluppato veicoli con motori a idrogeno presso BMW e Aston Martin. Vediamo sicuramente che il motore a idrogeno è anche una guida attraente per il cliente nel segmento delle autovetture, con cui il CO2-La legislazione completa in modo efficace. La combinazione di un motore a idrogeno con la trasmissione elettrica, come un ibrido pieno o delicato, sarà anche molto attraente in futuro. Dopo il successo del lancio del motore a idrogeno nel segmento dei veicoli commerciali, la tecnologia si farà sempre più strada nel segmento delle autovetture.

Puoi attingere all'esperienza in BMW o esiste qualche tipo di collaborazione?

Piccoli dettagli fanno una grande differenza nello sviluppo del motore a idrogeno. L'esperienza dei nostri ingegneri, che sono stati in grado di raccogliere in diverse aziende, come BMW, MAN o anche nel progetto con Aston Martin, ci ha aiutato a sviluppare un processo di combustione specifico per l'idrogeno che è fondamentalmente diverso dall'approccio degli sviluppi passati. Il nuovo approccio tecnologico è stato fondamentale per ottenere miglioramenti significativi in ​​termini di efficienza e densità di potenza e allo stesso tempo risolvere il problema dell'ossido di azoto.

La società Linde aveva pianificato un'autostrada a idrogeno attraverso la Germania alcuni anni fa. La Baviera sta pianificando una "Tabella di marcia dell'idrogeno in Baviera" - Come vedi le possibilità di un'infrastruttura H in Germania e in Europa?

La Germania ha riconosciuto che una transizione energetica efficace e quindi un efficace accoppiamento settoriale è possibile solo con l'idrogeno come riserva di energia e combustibile. La Germania è il leader mondiale nella costruzione di un'infrastruttura di stazioni di rifornimento di idrogeno con circa 100 stazioni di rifornimento. Attualmente stiamo assistendo a nuove interessanti tecnologie che miglioreranno ulteriormente lo stoccaggio e la distribuzione dell'idrogeno. Siamo convinti che l'istituzione di un'infrastruttura di rifornimento di idrogeno continuerà a guadagnare slancio in Europa.

Stai lavorando con Linde su questo?

Oltre alle collaborazioni già pubblicate sulla stampa, al momento non forniamo ulteriori informazioni.

Che ne dici in altri paesi europei?

La maggior parte dei paesi europei ha fissato obiettivi ambiziosi per l'introduzione dell'idrogeno come riserva di energia per le energie rinnovabili e come combustibile per la mobilità. Il successo dipenderà dalla creazione del quadro politico. Se si tiene conto dei costi dei danni ambientali causati dalla produzione di energia convenzionale o dalla combustione di benzina, diesel o cherosene per il rispettivo prodotto, il cambiamento strutturale può essere realizzato rapidamente.

BWM ha assunto l'idrogeno congelato 20 anni fa. Il serbatoio solidamente isolato riempiva quasi tutto il bagagliaio, il che non è certo un grosso problema nel camion. Quale sistema di archiviazione pensi abbia le migliori possibilità di realizzazione?

Gli attuali sistemi di stoccaggio dell'idrogeno a gas compresso presentano già un vantaggio di densità di accumulo energetico specifico fino a 20 volte il peso rispetto alle batterie agli ioni di litio e i costi sono anche circa 20 volte inferiori rispetto alla batteria. Nonostante questi vantaggi, tuttavia, i veicoli con stoccaggio dell'idrogeno non possono competere al 100% con i veicoli diesel o benzina oggi, anche se sei molto vicino al diesel in termini di durata, idoneità per l'uso quotidiano o tempi di rifornimento, anche quando si tratta di efficienza dei costi e autonomia, il diesel è in vista. L'idrogeno liquido è interessante e può fornire fino al 50% di portata in più, specialmente nel trasporto a lunga distanza. Tuttavia, la generazione, la manipolazione e lo stoccaggio dell'idrogeno liquido è ancora molto complesso e costoso.

Attualmente stiamo assistendo ad alcuni nuovi promettenti sviluppi nello stoccaggio dell'idrogeno che possono portare la sicurezza, la densità di immagazzinamento dell'energia e i costi a un nuovo livello. Oltre a LOHC, la tecnologia SFEER della start-up Water Stuff & Sun è lo sviluppo più eccitante al momento.

L'idrogeno come combustibile del futuro non brilla per l'elevata efficienza energetica, o è sbagliato? La cattiva efficienza dichiarata dagli avversari è effettivamente data?

Devi avere una visione differenziata dell'efficienza energetica. Il sole emette energia utilizzabile per l'uomo, che supera di cinque mila volte l'attuale consumo mondiale di energia. Se viene utilizzato solo l'uno per cento delle aree desertiche del mondo, ad esempio per far funzionare i sistemi solari termici, l'attuale fabbisogno energetico totale può già essere generato. L'energia è l'unica materia prima che riceviamo 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX, dall'esterno del nostro pianeta - e per noi questo è quasi inimmaginabile, tempo quasi infinito. Alle giuste latitudini, le energie rinnovabili mostrano già costi di produzione di energia inferiori rispetto a quelli delle centrali convenzionali a carbone o quando si utilizzano gas naturale o energia nucleare.

La grande sfida ora è lo stoccaggio e la distribuzione convenienti ed efficaci delle immense quantità di energia. E qui l'energia in forma elettrica ha uno svantaggio decisivo. L'immagazzinamento dell'energia elettrica in batterie o il trasporto in Europa attraverso linee ad alta tensione, ad esempio dal Nord Africa, è estremamente dispendioso in termini di risorse e quindi non fattibile o estremamente difficile da finanziare.

Non esiste alternativa allo stoccaggio di energia solare nell'idrogeno, anche se il 30-40 percento dell'energia viene persa a causa delle perdite di conversione durante la generazione, ad esempio dividendo l'acqua mediante elettrolisi. Abbiamo abbastanza energia "economica" e lo sforzo aggiuntivo è più che compensato da una conservazione e distribuzione dell'energia efficienti in termini di costi.

L'efficienza energetica è importante solo se rende un prodotto, come un camion, più ecologico e migliore. Qui, un camion elettrico a batteria ha prestazioni significativamente peggiori di un camion con un motore a combustione a idrogeno e un deposito di idrogeno. Sia in termini di valutazione del ciclo di vita che di requisiti del cliente, quali costi, autonomia, tempi di rifornimento, carico utile e durata.

Quanto vedi le opportunità di idrogeno in un'auto con un motore a combustione?

In passato, abbiamo sviluppato veicoli con motori a idrogeno per BMW e per Aston Martin. Vediamo sicuramente che il motore a idrogeno è anche un motore attraente per il cliente nel segmento delle autovetture, con il quale il produttore produce CO2-La legislazione completa in modo efficace. La combinazione di un motore a idrogeno con la trasmissione elettrica, come un ibrido pieno o delicato, sarà anche molto attraente in futuro. Dopo il successo del lancio del motore a idrogeno nel segmento dei veicoli commerciali, la tecnologia si farà sempre più strada nel segmento delle autovetture.

La BMW aveva sviluppato un 12 cilindri per l'idrogeno vicino alla produzione in serie. Cosa ne pensi, perché il progetto è finito dopo tutto?

A metà degli anni 2000, gli sviluppi del motore a idrogeno di BMW e MAN si sono conclusi quasi contemporaneamente. Nella crisi finanziaria, l'attenzione politica era rivolta all'elettromobilità, non era ancora giunto il momento per il motore a idrogeno. A quel tempo, le minacce ai cambiamenti climatici erano ancora molto lontane, le pulsioni alternative non dovevano risolvere un problema immediato, ma dovrebbero puntare al futuro. La consapevolezza è cambiata molto negli ultimi 15 anni e la politica ha ora a che fare con le emissioni di CO2-La legislazione ha creato nuove condizioni quadro e ha quindi aperto le porte al motore a idrogeno.

Il governo federale si è impegnato al motore elettrico con batteria piuttosto unilateralmente. Non è questo contro il principio di apertura tecnologica?

Alla CO2-Legislazione della Commissione europea per i veicoli commerciali, per la prima volta, veicoli ancorati alla tecnologia con motori a combustione ad idrogeno come veicoli a emissioni zero - oltre a veicoli elettrici a batteria e veicoli a celle a combustibile. Speriamo che anche i politici tedeschi riconoscano l'importanza del motore a combustione interna a idrogeno e promuoveranno questa tecnologia in futuro, proprio come le altre tecnologie di propulsione alternative. Ma questo non accadrà certamente dall'oggi al domani.

Non sarebbe più facile creare un'infrastruttura a idrogeno rispetto a migliaia di stazioni di ricarica elettronica?

Come già spiegato, l'accumulo e la distribuzione di energia elettrica sono molto inefficienti. Un'infrastruttura della stazione di rifornimento di idrogeno può già essere costruita in modo molto più economico con la tecnologia odierna. Con gli ulteriori sviluppi, come la tecnologia Sfeer, esiste un ulteriore grande potenziale.

Gli oppositori dell'idrogeno sostengono che nei prossimi 30 anni non ci sarà alcuna "idoneità di massa" in termini di infrastrutture. Come lo vedi?

I produttori giapponesi e coreani fanno affidamento sulla cella a combustibile nell'auto, in termini di infrastruttura, non importa se si tratta di una cella a combustibile o di un combustore con idrogeno. La cella a combustibile è molto sensibile alla contaminazione del carburante o della fornitura d'aria. Per questo motivo, la cella a combustibile richiede un idrogeno molto puro e quindi più costoso del motore a idrogeno. Tuttavia, la tecnologia di rifornimento e la tecnologia di archiviazione possono essere identiche, quindi è possibile utilizzare la stessa infrastruttura. Come ho detto, il motore a combustione dell'idrogeno avrebbe gestito con livelli di purezza dell'idrogeno più bassi, il che ovviamente avrebbe anche un effetto positivo sui costi alla fine.

In ogni caso, l'idrogeno è il carburante del futuro nella mobilità, non è vero?

Senza idrogeno, non è possibile né una transizione energetica efficace né un efficiente accoppiamento del settore alla mobilità. Un'economia a idrogeno basata su energie rinnovabili non ha alternative e deve sostituire l'età del petrolio in breve tempo per salvare il clima.

Cosa dovrebbe succedere in modo che l'idrogeno riceva più chiacchiere e più peso politico?

La prima strategia tedesca per l'idrogeno è stata recentemente adottata. Questo è il modo giusto Ora si deve riconoscere che il motore a combustione ad idrogeno può anche essere un motore innovativo per tutte le tecnologie a idrogeno.

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