V nekaterih sektorjih prometa bodo vodik in e-goriva neizbežna, v cestnem prometu prioriteta baterijska vozila

Promet kot sektor z najvišjimi izpusti bo potrebno razogljičiti. Prvi korak je zmanjšanje motornega prometa, drugi povečanje njegove učinkovitosti in odmik od tehnologij, ki jih poganjajo fosilna goriva.

V EU in Sloveniji gojimo velika pričakovanja, da bodo vodik in e-goriva pomagala pri prizadevanjih za razogljičenje prometa. Če so trajnostno proizvedena, so morda smiselna tam, kjer so potrebne večje količine goriva za daljše razdalje (pomorski in letalski promet). V cestnem prometu pa ostajajo baterijska električna vozila stroškovno in energetsko učinkovitejša.

Paket Evropske komisije „Pripravljeni na 55“ in Nacionalni energetsko-podnebni načrt odsevata te upe. Predlog prenovljene evropske direktive o obnovljivih virih (RED lll) prvič uvaja ambiciozne cilje za vodik in e-goriva – tako imenovana goriva iz obnovljivih virov nebiološkega izvora.

Na spletnem dogodku smo na vprašanja Kdaj so e-goriva upravičena? Ali lahko pomembno prispevajo k razogljičenju prometa? Kako lahko zagotovimo, da se proizvajajo trajnostno? Na kakšni stopnji je razvoj tehnologij in kakšno je stanje v praksi? Kakšna je strategija pri vpeljavi teh tehnologij? Odgovarjali s strokovnjaki s področja EU in nacionalnih politik, razvoja tehnologij in predstavniki NVO.

Evropske in nacionalne politike

Dr. Geert de Cock, strokovnjak za elektriko in energijo v organizaciji Transport and Environment je predstavil stališče svoje organizacije na področju vodika in e-goriv ter nas vpeljal v procese na področju EU politik. Njegova predstavitev je na voljo tukaj.

“Za razogljičenje prometa bomo potrebovali velike količine elektrike iz obnovljivih virov energije, zato jo moramo uporabiti na najbolj učinkovit način. Direktna elektrifikacija je dvakrat bolj učinkovita kot vozilo na vodik in štirikrat bolj učinkovita od uporabe sintetičnih e-goriv v vozilih z motornim z notranjim zgorevanjem. Zato dajemo prednost direktni elektrifikaciji.”

Mag. Martina Gračner iz Direktorata za Energijo Ministrstva za infrastrukturo nam je predstavila načrte in strategije ministrstva na tem področju, poglede na razogljičenje prometa z alternativnimi viri, kje vidi izzive in kak je načrt doseganje vseh zastavljenih ciljev na področju prometa in goriv:

“NEPN je naša energetska biblija. V obstoječem dokumentu ni večjih aktivnosti in ciljev za področje vodika obstajajo zgolj indikativni cilji, pilotni projekti. V času sprejemanja NEPNa, vodik še ni bila tako velika zgodba, kot danes. Smo tik pred pričetkom revizije NEPNa in v novi verziji bodo stvari prevej drugačne. Naslednji NEPN mora biti bistveno bolj ambiciozen, tako na področju prometa kot v ostalih poglavjih. Nismo še oblikovali strategije v katero smer bo država investirala. To je med drugim tudi naloga nove vlade.” 

Razvoj tehnologij

Dr. Blaž Likozar, vodja Odseka za katalizo in reakcijsko inženirstvo, Kemijski inštitut, kjer se med drugim ukvarjajo z razvojem, vodika in e-goriv, pozna proizvodnjo in njegovo uporabo v industriji. Poleg nekaj osnov o vodiku in e-gorivih, nam je predstavil nam bo tudi, kakšna, če sploh, je motivacija za njihovo rabo v prometu:

“E-goriva in vodik se največkrat omenja za uporabo v sektorjih, ki jih težko razogljičimo drugače, na primer v ladijskem prevozu in letalstvu. Veliko iniciativ je na področju amonijaka, ki je sicer brezogljičen, a ima v življenjskem ciklu določene izpuste. Uporabo zelenega vidika bi ob razvoju infrastrukture lahko uporabljali v industriji v bližini virov proizvodnje. V kolikor ima podjetje lasten vir OVE za proizvodnjo e-goriva, ki ga uporablja na primer v proizvodnji, je možno v bližini narediti še polnilnico za na primer tovornjake in avtobuse. V sektorjih, kjer neposredna elektrifikacija ni možna, pa so takšna goriv (»drop in fuels«) dobrodošla, saj za tekoča goriva obstaja že vsa infrastruktura, trenutno namenjena fosilnim gorivom.”

Kako pridobivamo vodik in e-goriva?

“Zeleni vodik je pripet na OVE in nastaja s postopki elektrolize, tudi teh je več in priporočljivi so tisti, ki ne potrebujejo problematičnih elementov, npr. Iridija. Obstajajo še moder, turkizni  in sivi/črn vodik (reformacija zemeljskega plina), ki je najmanj zaželen. E-goriva pa nastajajo ob kombinaciji proizvedenega vodika z zajetim ogljikovim dioksidom. Tako dobimo npr. metanol ali s postopkom Fischer-Tropsch daljše ogljikovodike, na primer kerozin ali težje frakcije za ladijski prevoz. Gre za gorivo, ki ga že poznamo, s tem da je vključen iz zraka zajet CO2, skratka pri e-gorivih gre načeloma za »ogljična« goriva.”

Kje vidite potencial za uporabo zelenega vodika v Sloveniji?

“Predvsem v podjetjih, ki ga ne uporabljajo zgolj v energetske namene. Trenutno ga uporabljajo v podjetju Belinka. Kot energent bi ga lahko uporabljala podjetja, ki že sedaj uporabljajo veliko zemeljskega plina, npr. Anhovo, Knauf, steklarne. Šele ko bodo tehnologije ekonomsko in energetsko učinkovite, lahko govorimo o točki preloma ko bodo poslovno zanimivi periferni modeli z npr. vodikovimi polnilnicami.”

Izzivi pri vpeljavi novih tehnologij v prometu

Dr. Tomaž Katrašnik, redni profesor na Fakulteti za strojništvo UL, na Katedri za energetsko strojništvo.  Je odličen poznavalec uporabe danes obravnavanih goriv in tehnologije ter infrastrukture v prometu, potrebne za vpeljavo novih virov. Predstavil nam je svoje videnje oz. rešitve, ki jih vidi za promet v Sloveniji, EU ter naslovil ključne izzive pri uvajanju pogonov na gorivne celice oz. baterije:

“Poleg doseganja podnebnih ciljev EU moramo biti pozorni tudi na toksičnost izpustov in trajnostno/pametno mobilnost. V bistvu ne želimo de-karbonizirati prometa in drugih sektorjev, temveč je natančnejši izraz de-fosilizacija, kjer se osredotočamo na problem ubežnega ogljika. E-goriva kot je npr. biometan, ki se uporabljajo v motorjih z notranjem zgorevanjem, v ciklu morda lahko dosežejo ogljično nevtralnost, vendar emitirajo toksična onesnaževala, ki so velik zdravstveni problem. Rešitev so vozila na elektriko, ki imajo pri energetski pretvorbi največji izkoristek (70-90 %) in vodik, ki zahtevajo (drago oz. novo) infrastrukturo.

Motorji z notranjim zgorevanjem so shranili največ energije na enoto mase in pridobili največ moči, kar je bilo pomembno z vidika dolgih razdalj in visokih hitrosti. Gorivne celice imajo lahko višjo specifično gostoto energije in so zato primerne za daljše razdalje. Vodik in plinska ali kapljevita goriva, ki vsebujejo ogljik, so za tiste sektorje in vozila, ki jih bo težje elektrificirat. Veriga pretvorb je tu daljša in izkoristek je nižji.

Pri tovornjakih, kjer je moč pri hitrih polnilnicah lahko tudi 2 MW, s 1000 hitrimi polnjenji dosežemo slovensko produkcijo električne energije. Kar pomeni, da se bodo morala omrežja ustrezno prilagoditi (prenosna omrežja). Smiselno se je vprašati, ali si želimo v Sloveniji polniti »električni vlak« tovornjakov, ki se polni prekinjeno z velikimi močmi in bo še vedno stal v koloni, ali je bolj smiselno razmisliti o hitrih železniških povezavah. Samo menjava pogona namreč ne reši veliko drugih negativnih posledic (tovornega) prometa.”

“Širša uporaba vodika v mnogih sektorjih bi lahko znižala njegovo trenutno visoko ceno. V kolikor je raba v industriji skoraj neizogibna, pa je prehod v prometni sektor odvisen od strategij, politik držav, od njih pa ekonomija obsega. Politike se ne bi smele sprejemati parcialno, sektorsko, ampak je potrebno pogledati s širokega gledišča in na državni oz. regionalni ravni zadeve optimalno umestiti v prostor, drugače lahko postanejo predrage. Vojašnice in drugi objekti lahko postanejo »pozitivni energetski hubi« in lokalno proizvajajo elektriko ter se tako izognejo transferu na dolge razdalje, a hkrati lahko stihijski razvoj vodi v drago infrastrukturo.

Japonska se je zgodaj in jasno usmerila v postopna vlaganja v vodik, a zaostaja z zelenim vodikom. V EU pa z zapoznelostjo vstopamo v vse faze naenkrat in je zeleni vodik prioriteta. Vodik za tovorni cestni promet je kljub nekaterim prednostim (hitrejše polnjenje kot na elektriko, lažji, cenejše za razdalje nad 100 km, infrastruktura rabi manj prostora) še vedno predrag za širšo rabo.

Evropska unija prioritizira naslednje načine:

  • Aktivna mobilnost, e-kolesa
  • Električna vozila
  • Priključni hibridi kot prehodna tehnologija
  • Vodik in sintetična goriva za daljše razdalje

Države z dobrimi železniškimi sistemi in kratkimi razdaljami se bodo lahko izognile vodiku in e-gorivom, nekatere pa bodo primorane razmisliti tudi o slednjih kar se tiče tovornega cestnega prometa.

Pomembno pa je gledati na celotni življenjski cikel vozil in perspektivo well-to-wheel (ne samo tank-to-wheel) pri proizvodnji energije. Zamenjati vsa obstoječa vozila z električnimi ni rešitev, potreben je celovit sistemski pristop; spremembe navad, energetskega vira, infrastrukture…v nasprotnem primeru bo raba finančnih in naravnih virov neracionalna.”

Celostno urejanje prometa

Kot na vseh dogodkih na temo prometa, smo tudi na tem ugotovili, da je v prometnem sektorju potrebno celovito sistemsko ukrepanje, omejevanje količine prometa in da samo menjava pogonskega goriva ne bo prinesla želenih učinkov. Na področju potniškega prometa je potrebno v Sloveniji izboljšati javni prevoz, da bo učinkovit in ga bodo uporabljale vse skupine prebivalstva. Javni prevoz je v pristojnosti držav in občin in se ga ne ureja na EU ravni, kar pogrešamo. Potrebno bo še veliko ozaveščanja, da je najbolj učinkovita aktivna mobilnost (peš ali s kolesom) za kratke razdalje in počasno oddaljevanje od lastništva avtomobila. Tovorni promet je učinkovitejši na železnici, ki bo zahtevala velike infrastrukturne vložke, da bo dovolj prostora tudi za potniški promet. V pomorstvu in letalstvu je zaradi potreb po visoki energetski gostoti goriv verjetno vpeljava novih tehnologij neizogibna. Za ekonomijo in razvoj teh tehnologij pa je pomembna jasna strategija držav in EU, v katero smer želimo.

Za uspešno defosilizacijo prometa moramo graditi hkrati tri stebre:

  • Zmanjšati količino prometa, kot jo poznamo danes (z inovativnimi praksami, integracijo s prostorsko politiko ipd.),
  • Ukrepi trajnostne mobilnosti (peš, kolo, JPP, multimodalnost, tovor na železnice),
  • Alternativna goriva.