„Świat stoi nad przepaścią”, „Katastrofa zbliża się wielkimi krokami”, „To ostatni moment, by uratować naszą planetę”. Te oraz wiele innych haseł to głosy ekologów opisujące obecną sytuację klimatyczną na świecie. I choć wydawać by się mogło, że są one mocno przekoloryzowane, to jednak nie sposób zaprzeczyć, że sytuacja, w jakiej się znaleźliśmy, jest poważna, a niekorzystne zmiany w przyrodzie zachodzą znacznie szybciej, niż wszyscy się spodziewali. Naukowcy przewidują, że do 2100 r. temperatura na Ziemi wzrośnie o 3,2°C, zakładając, że państwa nie podejmą żadnych dodatkowych działań poza tymi, które zawarte są w aktualnym Porozumieniu Paryskim. Warto dodać, że temperatura już wzrosła o 1,1°C w ciągu ostatnich 20 lat, a wartością graniczną jest 1,5°C, co w praktyce oznacza, że powyżej tej temperatury zmiany w środowisku naturalnym będą katastrofalne – wyginą wszystkie rafy koralowe, ekstremalne zjawiska pogodowe znacznie się nasilą, a domy 10 mln ludzi na całym świecie zostaną zalane jako efekt podniesienia się poziomu wód w morzach. To tylko niektóre z konsekwencji, jakie nas czekają, jeśli państwa nie zaczną natychmiast działać na rzecz ochrony środowiska.
REKLAMA
Czynnikiem, który ma najbardziej negatywny wpływ na nasze środowisko, jest oczywiście emisja gazów cieplarnianych do atmosfery. To przez nie dookoła Ziemi tworzy się powłoka gazowa, która nie pozwala ciepłu wydostać się na zewnątrz, wywołując efekt cieplarniany, co jest bezpośrednią przyczyną globalnego wzrostu temperatury. Jak wynika z badań Europejskiej Agencji Środowiska (EEA), największy udział w emisji CO2 oraz innych szkodliwych substancji w Europie ma przemysł energetyczny – aż 53,7%. Drugim sektorem odpowiedzialnym za największe zanieczyszczenia powietrza jest transport – ok. 27%. Ponad 2/3 tej wartości stanowi transport drogowy, co raczej nie jest dużym zaskoczeniem. Niespodzianką natomiast może być fakt, że w ostatnich latach emisja takich substancji jak pyły PM czy tlenki azotu (NOX) z transportu systematycznie spada mimo stale rosnącego zapotrzebowania na mobilność. Jak podaje EEA, dzieje się to głównie za sprawą wprowadzenia wyższych standardów jakości paliw, standardów emisji spalin Euro dla pojazdów oraz wykorzystywania nowoczesnych technologii w branży automotive. To jednak wciąż za mało, by móc ogłosić sukces, ponieważ w dalszym ciągu emisje tych gazów są ogromne, a ponadto spadek nie dotyczy dwutlenku węgla, głównego składnika gazów cieplarnianych. Mając na uwadze przytoczone dane, Unia Europejska podjęła istotne kroki mające na celu ograniczenie emisji gazów cieplarnianych z transportu. Decyzją Parlamentu i Rady Europejskiej zmniejszono limity emisji CO2 dla nowych aut osobowych, dostawczych oraz ciężarowych. W przypadku tych ostatnich limity wynoszą 15% do 2025 r. oraz 30% do 2030 r. w porównaniu do poziomu z 2019 r. Oznacza to, że w najbliższym czasie część stałej oferty producentów pojazdów ciężarowych o dużej ładowności będą musiały stanowić niskoemisyjne auta, rozsądne cenowo, które pozwolą na istotne oszczędności w sferze zużycia paliw w europejskim przemyśle transportowym. Co ciekawe, ten proces ma już miejsce, bowiem na rynku aut ciężarowych trwa obecnie swoisty wyścig zbrojeń, a najbardziej znani producenci co chwilę informują o nowym ekologicznym pojeździe napędzanym akumulatorami, wodorem, gazem ziemnym itd. dostępnym w ich ofercie. Ale co tak naprawdę oznacza w tym przypadku słowo „ekologiczny”? W branży funkcjonuje podział aut przyjaznych środowisku na tzw. niskoemisyjne i zeroemisyjne. Jakie napędy zatem należą do tych niskoemisyjnych? Z pewnością będą to pojazdy gazowe zasilane LNG i CNG, ale również takie, które wykorzystują różnego rodzaju biodiesle typu FAME (Fatty Acid Methyl Esters) czy HVO (Hydro-treated Vegetable Oil).
Wśród wymienionych technologii niskoemisyjnych sporym zainteresowaniem cieszą się auta ciężarowe napędzane LNG (Liquified Natural Gas), czyli skroplonym gazem ziemnym. Nie powinno być to dla nikogo zaskoczeniem, albowiem LNG niesie za sobą wiele korzyści dla potencjalnych właścicieli takich pojazdów. Przede wszystkim mowa tu o niższej cenie gazu – w porównaniu do oleju napędowego oraz niższym spalaniu na 100 km. Ponadto w niektórych krajach przewoźnicy mogą liczyć na niższe opłaty drogowe, albo, jak to jest w przypadku Niemiec i północnych Włoszech, na całkowite ich zniesienie. Co prawda ciągniki z takim napędem są nieco droższe od standardowych, lecz w kontekście wymienionych oszczędności zakup takiego taboru dosyć szybko się zwraca. Do innych korzyści warto zaliczyć także możliwość wynajęcia własnej instalacji do tankowania LNG. Zakładając, że paliwo z takiej stacji byłoby sprzedawane podmiotom trzecim, inwestycja w „gazową” flotę staje się jeszcze bardziej opłacalna. Niestety, sporym ograniczeniem we wprowadzeniu takich pojazdów do użytku pozostaje mało rozwinięta sieć stacji do tankowania skroplonego gazu. Na chwilę obecną w Europie dostępnych jest zaledwie ok. 400 stacji, w tym 7 w Polsce. To sprawia, że przewoźnicy jeszcze długo będą zastanawiać się nad całkowitym zastąpieniem floty spalinowej flotą gazową.
Zdecydowanie lepiej sytuacja pod tym względem wygląda w przypadku nieco starszej technologii, a mianowicie CNG (compressed natural gas). Obecnie w Europie stacji do tankowania sprężonego gazu ziemnego jest ok. 4 tys., w tym 25 w Polsce. Podobnie jak w przypadku LNG jest to technologia przyjazna środowisku i korzystna pod względem kosztowym. Niestety głównym mankamentem CNG jest krótki zasięg aut zasilanych tym paliwem (do 400 km na jednym baku vs 1600 km w przypadku aut na LNG). Podwojenie zbiorników co prawda zwiększa zasięgi, ale wpływa również negatywnie na masę całkowitą pojazdu, co jest krytycznym parametrem w kontekście możliwości załadunkowych takiej ciężarówki. To sprawia, że ich użyteczność ogranicza się głównie do transportu krajowego lub wręcz lokalnego.
Podsumowując wątek gazu ziemnego, jest to paliwo tańsze od tradycyjnego oraz niskoemisyjne, a w przypadku użycia biogazu, wręcz zeroemisyjne pod kątem CO2. Instalacja gazowa jest szczelna, bezpieczna i w zasadzie uniemożliwia kradzież paliwa z baku. Jest to technologia, która zyskuje coraz większe grono fanów, choć stoją przed nią jeszcze spore wyzwania, chociażby w kwestii rozwinięcia sieci stacji do tankowania gazu w Polsce i w Europie.
W temacie rozwiązań niskoemisyjnych coraz częściej usłyszeć można o różnych olejach dodawanych do diesla, w celu redukcji jego szkodliwości dla środowiska. Jednym z nich jest wspomniany wcześniej HVO, czyli uwodorniony olej roślinny. Jest to paliwo pozyskiwane z odpadów, tj. zużytych olejów pochodzących z przemysłu spożywczego. Jego mocną stroną jest fakt, że parametrom w zasadzie dorównuje tradycyjnemu dieslowi. Obecnie coraz więcej producentów aut ciężarowych deklaruje, że ich silniki, oprócz standardowego oleju napędowego, mogą być zasilane częściowo lub w całości HVO bez jakichkolwiek modyfikacji w ich konstrukcję. To spory plus, bo w cenie ciągnika z silnikiem wysokoprężnym przewoźnik zyskuje również możliwość tankowania ekologicznego paliwa. Minusem natomiast jest póki co wysoki koszt wytworzenia takiego oleju dla producenta i uboga infrastruktura stacji do jego tankowania, co każe traktować tę technologię na ten moment bardziej jako ciekawostkę.
Innym olejem, który można wykorzystać jako dodatek do tradycyjnego oleju napędowego, jest tzw. biodiesel, czyli ester metylowy kwasu tłuszczowego – FAME (fatty acid methyl ester). Tak jak HVO może być on pozyskiwany ze zużytych tłuszczów spożywczych, ale również z rzepaku czy soi. O ile w przypadku spalania biodiesla możemy liczyć na mniejszą emisję CO2 oraz zerową emisję siarki, to już niestety w przypadku tlenków azotu kwestia ta wygląda gorzej w porównaniu do standardowego diesla, co stawia pewien znak zapytania w kontekście niskoemisyjności tego rodzaju paliwa. Ponadto koszt produkcji biodiesla nadal jest wyższy niż oleju napędowego, co może przekładać się na jego cenę, a w konsekwencji zmniejszać jego atrakcyjność w oczach producentów ciężarówek i potencjalnych nabywców. Kończąc wątek roślinnych dodatków do diesla, warto wspomnieć o tym, że w 1900 r. w Paryżu Rudolph Diesel zaprezentował swój pierwszy silnik z nowym systemem zapłonu zasilanym olejem z orzeszków ziemnych. Można zatem stwierdzić, że technologia w tym względzie powoli, lecz konsekwentnie wraca do swych korzeni.
Po krótkim przeglądzie technologii alternatywnych napędów niskoemisyjnych czas przejść do głównych bohaterów tego artykułu, czyli napędów zeroemisyjnych. W tej części skupimy się na napędach elektrycznych oraz tych wykorzystujących wodór jako paliwo.
Wydaje się, że przyszłością aut osobowych i dostawczych są silniki napędzane energią elektryczną. Takie pojazdy już dzisiaj oferują ich użytkownikom zadowalające zasięgi oraz przyzwoity czas potrzebny do naładowania baterii. Ponadto nie emitują żadnych szkodliwych substancji do atmosfery i nie generują hałasu. Można powiedzieć, że technologia ta wygląda bardzo obiecująco, ale czy znajdzie ona zastosowanie w autach ciężarowych? Wielu producentów twierdzi, że tak i nie szczędzi wysiłków nad rozwijaniem silników elektrycznych w swoich nowych modelach ciężarówek. Eksperci są natomiast bardziej sceptyczni, by nie powiedzieć dosadniej – negatywnie nastawieni. Bo pod adresem tej technologii można sformułować co najmniej kilka zarzutów. Na pierwszym miejscu ex aequo jest krótki zasięg pokonywanych kilometrów na jednym ładowaniu oraz bardzo długi czas ładowania baterii. Ciężko sobie wyobrazić, by którykolwiek przewoźnik zainwestował we flotę, którą trzeba ładować kilkanaście godzin po to, by móc przejechać zaledwie kilkaset kilometrów. Kolejną kwestią jest wysoka waga baterii, która negatywnie wpływa na możliwości załadunkowe auta. Temat baterii sam w sobie budzi wiele emocji, ponieważ dzisiejsza technologia ich wytwarzania jest daleka od ekologicznej i wciąż otwarta pozostaje kwestia utylizacji zużytych akumulatorów. Ponadto, w wielu krajach, w tym w Polsce, energia do wytworzenia prądu elektrycznego pochodzi w znacznej części z węgla, co każe się zastanowić nad realnymi korzyściami dla środowiska z użytku aut elektrycznych. Co prawda nie można odmówić producentom starań nad poprawą parametrów baterii, które stają się coraz tańsze oraz lżejsze, zachowując tę samą wydajność, natomiast wymienione ograniczenia sprawiają, że auta ciężarowe na prąd jeszcze przez długi czas znajdą swoje zastosowanie ewentualnie w transporcie miejskim lub w dystrybucji ostatniej mili. I to wśród takich, którzy będą chcieli zapłacić za nie więcej niż za tradycyjny pojazd spalinowy.
Wśród paliw przyszłości w branży motoryzacyjnej najgroźniejszym rywalem dla energii elektrycznej może stać się wodór. Wielu globalnych operatorów logistycznych deklaruje chęć wymiany co najmniej części swojej floty na zeroemisyjne pojazdy z ogniwami paliwowymi. Pod względem ekologii napędom wodorowym nie można nic zarzucić, bowiem jedyną substancją wydalaną przez takie auto jest czysta woda. Ciekawostką jest również fakt, że wodór w pojazdach nie tylko nie zatruwa atmosfery, ale jeszcze przyczynia się do jej oczyszczania. Dzieje się tak za sprawą filtrów zastosowanych w napędach wodorowych. Ogniwa paliwowe do spalania wodoru potrzebują m.in. bardzo czystego powietrza, co oznacza, że powietrze atmosferyczne jest pobierane, oczyszczane, wykorzystywane, a następnie oddawane to atmosfery w „lepszym stanie”, niż było zanim trafiło do wnętrza silnika. W najśmielszych nawet snach ekologów nie było takiej wizji, by któregoś dnia szkodzące środowisku ciężarówki na olej napędowy zostały zastąpione małymi oczyszczalniami powietrza. A jednak taka technologia powstała i jest intensywnie rozwijana. Na korzyść wodoru świadczą również zasięgi na jednym tankowaniu oraz szybkość samego tankowania wodoru dorównująca czasowi tankowania standardowego oleju napędowego. Jak to zwykle bywa, istnieją pewne minusy czy też wyzwania związane z produkcją wodoru. Po pierwsze, najbardziej popularna dziś metoda wytwarzania wodoru na dużą skalę opiera się na tzw. reformingu węglowodorów, co powoduje spore emisje dwutlenku węgla do atmosfery. Informacja ta nie pasuje do wizji „czystego paliwa”, jak mawia się o wodorze, dlatego koncerny niechętnie wypowiadają się w tej kwestii. Na szczęście w Nowej Zelandii opracowano metodę produkcji wodoru, która nie powoduje emisji szkodliwych substancji do atmosfery, a firma, która jest za to odpowiedzialna, już buduje sieć stacji do tankowania „zielonego” wodoru na całej wyspie. Inną kwestią jest natomiast magazynowanie samego gazu, który musi być przechowywany pod ciśnieniem 700 barów, co generuje w procesie dostaw tego paliwa niemałe koszty.
Jak widać, istnieje wiele technologii, które mogą sprawić bądź już sprawiają, że transport jako gałąź gospodarki będzie w przyszłości mniej zanieczyszczać nasze środowisko. Każda z nich ma zarówno swoich fanów, jak i przeciwników, wady i zalety, natomiast trzeba przyznać, że wszystkie mają jeden wyjątkowy cel, jakim jest redukcja emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Patrząc na ich dostępność, koszt i obecne możliwości, można pokusić się o pewną prognozę ich dalszego rozwoju i wykorzystania przez przewoźników w Europie i na świecie. W związku ze sporym zagęszczeniem stacji do tankowania (CNG) i dużym zainteresowaniem ze strony przedsiębiorstw (LNG) gaz ziemny przez pewien czas będzie wiódł prym na rynku napędów alternatywnych. Jest to związane również z dużymi ograniczeniami w zastosowaniu technologii elektrycznej czy wodorowej. Elektromobilność zaś będzie stopniowo przejmować obszar dostaw na krótkich dystansach i w obszarach miejskich, jak to ma miejsce dzisiaj w przypadku autobusów miejskich czy śmieciarek. Dużo mówi się o połączeniu tej technologii z możliwością jazdy autonomicznej i takie rozwiązania również są już testowane na świecie. Prawdopodobnie wytwarzany na przemysłową skalę wodór stanie się najbardziej opłacalną ścieżką do zeroemisyjności pojazdów ciężarowych średniej i dużej ładowności na długich trasach. Z pewnością najbliższa dekada będzie kluczowa dla wdrażania aut bez- lub niskoemisyjnych w sektorze transportu drogowego i powinno cieszyć, że światowe koncerny oraz operatorzy logistyczni zgadzają się z tym twierdzeniem. Mamy w rękach narzędzia, dzięki którym możemy uratować nasze środowisko. Musimy ich tylko użyć.
