H2 - o combustível do futuro? - O motor de combustão pode viver para sempre com hidrogênio

Thomas Korn, fundador da KEYOU

A BMW já demonstrou, há 25 anos, no projeto Energia Limpa, que o hidrogênio também pode ser queimado no motor de combustão. O projeto saiu do palco do show, mas o motor de combustão interna com hidrogênio já é uma realidade há vários anos. Graças à startup de Munique KEYOU, que (inicialmente) desenvolveu um queimador de hidrogênio para veículos comerciais.

Até o governo federal abandonou o foco em sua eletromobilidade de bateria de faixa única em favor da abertura da tecnologia e empurrou a tecnologia de hidrogênio para o topo da agenda futura. Como o hidrogênio pode ser usado para gerar eletricidade na célula de combustível e também pode acionar um motor de combustão como substituto da gasolina ou do diesel, o hidrogênio parece ter mais do que apenas oportunidades como combustível do futuro.

Perguntamos ao fundador da KEYOU e ex-membro da BMW, Thomas Korn, sobre o estado atual das coisas:

Sua empresa depende de hidrogênio no motor de combustão interna. Qual é a vantagem sobre a célula de combustível?

Robustez, durabilidade, custos de fabricação e uma densidade de potência específica mais alta são as vantagens mais importantes. Por fim, dois pontos são decisivos para a introdução bem-sucedida de acionamentos alternativos: A) o trem de acionamento, incluindo o armazenamento de energia, pode conduzir um veículo de forma competitiva aos veículos convencionais e B) a tecnologia pode ser escalada rapidamente e, assim, alcançar uma proteção climática eficaz em pouco tempo. Hidrogênio em

Thomas Kern, fundador da KEYOU

A combinação com o desenvolvimento adicional do motor de combustão pode fazer as duas coisas e, assim, abrir o caminho para uma economia de hidrogênio baseada em energias renováveis. Quando se trata de escalabilidade, a independência de matérias-primas raras ou tóxicas e uma infraestrutura de produção eficaz existente desempenham um papel importante.

Eles se concentram principalmente no motor de combustão no veículo comercial. Você também experimenta em um carro ou isso é planejado?

No passado, já desenvolvemos veículos com motores a hidrogênio na BMW e na Aston Martin. Definitivamente, vemos que o motor a hidrogênio também é um atrativo para o cliente no segmento de automóveis de passageiros, com o qual o CO2Completar a legislação de maneira eficaz. A combinação de um motor a hidrogênio com o trem de força elétrico, como um híbrido completo ou suave, também será muito atraente no futuro. Após o lançamento bem-sucedido do motor a hidrogênio no segmento de veículos comerciais, a tecnologia estará cada vez mais presente no segmento de automóveis de passageiros.

Você pode aproveitar a experiência na BMW ou existe algum tipo de cooperação?

Pequenos detalhes fazem uma grande diferença no desenvolvimento de motores a hidrogênio. A experiência de nossos engenheiros, que eles puderam coletar em diferentes empresas, como BMW, MAN ou também no projeto com a Aston Martin, nos ajudou a desenvolver um processo de combustão específico a hidrogênio que é fundamentalmente diferente da abordagem de desenvolvimentos anteriores. A nova abordagem tecnológica foi crucial para obter melhorias significativas em eficiência e densidade de potência e, ao mesmo tempo, resolver o problema do óxido de nitrogênio.

A empresa Linde havia planejado uma estrada de hidrogênio pela Alemanha alguns anos atrás. A Baviera está planejando um “Roteiro do Hidrogênio na Baviera” - Como você vê as chances de uma infraestrutura H na Alemanha e na Europa?

A Alemanha reconheceu que uma transição energética bem-sucedida e, portanto, um acoplamento eficiente do setor só são possíveis com o hidrogênio como reserva de energia e combustível. A Alemanha é líder mundial na construção de uma infraestrutura de posto de gasolina com cerca de 100 postos de gasolina. Atualmente, estamos vendo novas tecnologias interessantes que melhorarão ainda mais o armazenamento e a distribuição de hidrogênio. Estamos convencidos de que o estabelecimento de uma infraestrutura de reabastecimento de hidrogênio continuará ganhando força na Europa.

Você está trabalhando com a Linde nisso?

Além das cooperações já publicadas na imprensa, atualmente não fornecemos mais informações.

E em outros países europeus?

A maioria dos países europeus estabeleceu metas ambiciosas para a introdução do hidrogênio como reserva de energia para energias renováveis ​​e como combustível na mobilidade. O sucesso dependerá da criação do quadro político. Se os custos de danos ambientais causados ​​pela geração de energia convencional ou a queima de gasolina, diesel ou querosene forem levados em consideração para o respectivo produto, a mudança estrutural poderá ser alcançada rapidamente.

A BWM assumiu o hidrogênio congelado há 20 anos. O tanque solidamente isolado encheu quase todo o porta-malas, o que certamente não é um grande problema no caminhão. Qual sistema de armazenamento você acha que tem as melhores chances de realização?

Os sistemas atuais de armazenamento de hidrogênio a gás comprimido já têm uma vantagem de densidade de armazenamento de energia específica de até 20 vezes o peso em comparação com as baterias de íon-lítio, e os custos também são cerca de 20 vezes menores que os da bateria. Apesar dessas vantagens, no entanto, veículos com armazenamento de hidrogênio não podem competir 100% com veículos a diesel ou gasolina atualmente, mesmo que você esteja muito próximo do diesel em termos de vida útil, adequação ao uso diário ou tempo de reabastecimento, mesmo quando se trata de eficiência e alcance de custo, o diesel está à vista. O hidrogênio líquido é interessante e pode fornecer até 50% mais alcance, especialmente no transporte de longa distância. No entanto, a geração, manuseio e armazenamento de hidrogênio líquido ainda é muito complexo e caro.

Atualmente, estamos vendo alguns desenvolvimentos promissores de armazenamento de hidrogênio que podem elevar a segurança, a densidade e os custos de armazenamento de energia a um novo nível. Além do LOHC, a tecnologia SFEER desde o início Water Stuff & Sun é o desenvolvimento mais emocionante no momento.

O hidrogênio como combustível do futuro não brilha com alta eficiência energética, ou isso está errado? A má eficiência reivindicada pelos oponentes é realmente dada?

Você precisa ter uma visão diferenciada da eficiência energética. O sol emite energia utilizável para os seres humanos, o que excede o atual consumo mundial de energia em cinco mil vezes. Se apenas um por cento das áreas desérticas do mundo forem usadas, por exemplo, para operar sistemas solares térmicos, a atual demanda total de energia já poderá ser gerada. A energia é a única matéria-prima que recebemos 24/7 continuamente de fora do nosso planeta - e para nós isso é um tempo quase inimaginável, quase infinito. Nas latitudes corretas, as energias renováveis ​​já mostram custos de produção de energia mais baixos do que no caso das usinas convencionais a carvão, ou ao usar gás natural ou energia nuclear.

O grande desafio agora é o armazenamento e distribuição econômicos e eficazes de imensas quantidades de energia. E aqui a energia em forma elétrica tem uma desvantagem decisiva. Armazenar energia elétrica em baterias ou transportá-la para a Europa através de linhas de alta voltagem, por exemplo, do norte da África, é extremamente intensiva em recursos e, portanto, inviável ou extremamente difícil de financiar.

Não há alternativa para armazenar energia solar em hidrogênio, mesmo que 30 a 40% da energia seja perdida devido a perdas de conversão durante a geração, por exemplo, pela divisão de água por meio de eletrólise. Temos energia "barata" suficiente e o esforço adicional é mais do que compensado pelo armazenamento e distribuição de energia com boa relação custo-benefício.

A eficiência energética é importante apenas se tornar um produto, como um caminhão, mais ecológico e melhor. Aqui, um caminhão elétrico a bateria tem desempenho significativamente pior que um caminhão com um motor de combustão a hidrogênio e armazenamento de hidrogênio. Tanto em termos de avaliação do ciclo de vida quanto dos requisitos do cliente, como custos, faixa, tempo de reabastecimento, carga útil e durabilidade.

Quão grande você vê as oportunidades de hidrogênio em um carro com um motor de combustão?

No passado, desenvolvemos veículos com motores a hidrogênio para BMW e Aston Martin. Definitivamente, vemos que o motor a hidrogênio também é um atrativo para o cliente no segmento de automóveis de passageiros, com o qual o CO2Completar a legislação de maneira eficaz. A combinação de um motor a hidrogênio com o trem de força elétrico, como um híbrido completo ou suave, também será muito atraente no futuro. Após o lançamento bem-sucedido do motor a hidrogênio no segmento de veículos comerciais, a tecnologia estará cada vez mais presente no segmento de automóveis de passageiros.

A BMW havia desenvolvido um cilindro de 12 cilindros próximo à produção em série. O que você acha, por que o projeto terminou afinal?

Em meados dos anos 2000, o desenvolvimento de motores a hidrogênio na BMW e na MAN terminou quase simultaneamente. Na crise financeira, o foco político estava na eletromobilidade, a hora do motor a hidrogênio ainda não havia chegado. Naquela época, as ameaças à mudança climática ainda estavam muito longe, unidades alternativas não precisavam resolver um problema imediato, mas deveriam apontar para o futuro. A conscientização mudou muito nos últimos 15 anos e a política já lidou com as emissões de CO2A legislação criou novas condições de estrutura e, assim, abriu as portas para o motor a hidrogênio.

O governo federal se comprometeu com o motor elétrico com bateria bastante unilateralmente. Isso não é contra o princípio da abertura tecnológica?

No CO2- Legislação da Comissão da UE para veículos comerciais, pela primeira vez, veículos ancorados em tecnologia com motores de combustão a hidrogênio como veículos de emissão zero - além de veículos com bateria elétrica e veículos com células de combustível. Esperamos que os políticos alemães também reconheçam a importância do motor de combustão interna de hidrogênio e promovam essa tecnologia no futuro, assim como as outras tecnologias de acionamento alternativas. Mas isso certamente não acontecerá da noite para o dia.

Não seria mais fácil criar uma infraestrutura de hidrogênio do que milhares de estações de carregamento eletrônico?

Como já explicado, o armazenamento e a distribuição de energia elétrica são muito ineficientes. Uma infraestrutura de estação de enchimento de hidrogênio já pode ser construída de maneira muito mais econômica com a tecnologia atual. Com os desenvolvimentos adicionais, como a tecnologia Sfeer, há um grande potencial adicional.

Os opositores ao hidrogênio argumentam que nos próximos 30 anos não haverá “adequação em massa” em termos de infraestrutura. Como você vê isso?

Fabricantes japoneses e coreanos confiam na célula de combustível do carro.Em termos de infraestrutura, não importa se é uma célula de combustível ou um motor de combustão com hidrogênio. A célula de combustível é muito sensível à contaminação no combustível ou no suprimento de ar. Por esse motivo, a célula de combustível requer um hidrogênio muito puro e, portanto, mais caro que o motor a hidrogênio. No entanto, a tecnologia de reabastecimento e a tecnologia de armazenamento podem ser idênticas; portanto, você pode realmente usar a mesma infraestrutura. Como eu disse, o motor de combustão de hidrogênio gerenciaria com níveis mais baixos de pureza de hidrogênio, o que, obviamente, também tem um efeito positivo nos custos no final.

De qualquer forma, o hidrogênio é o combustível do futuro na mobilidade, não é?

Sem hidrogênio, não é possível uma transição energética bem-sucedida nem um acoplamento eficiente do setor à mobilidade. Uma economia de hidrogênio baseada em energias renováveis ​​não tem alternativa e deve substituir a era do petróleo em pouco tempo para salvar o clima.

O que teria que acontecer para que o hidrogênio recebesse mais conversas e mais peso político?

A primeira estratégia alemã de hidrogênio foi adotada recentemente. Este é o caminho certo. Agora é preciso reconhecer que o motor de combustão de hidrogênio também pode ser um motor de inovação para todas as tecnologias de hidrogênio.

Mais em https://www.keyou.de

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