آیا خودروهای هیدروژنی می‌توانند جایگزین خودروهای برقی شوند؟
1
در سال ۲۰۲۱، کنگره آمریکا تحت مدیریت بایدن، طرحی به ارزش ۷.۵ میلیارد دلار برای ساخت هزاران ایستگاه شارژ خودروی الکتریکی در سراسر کشور تصویب کرد. با این حال، کمتر از ۱۰ ایستگاه واقعاً ساخته شده است.
در سه سالی که از تصویب این لایحه گذشته، اشتیاق به خودروهای الکتریکی به شدت کاهش یافته است. کشورها شروع به بازنگری در ممنوعیت موتورهای احتراق داخلی کرده‌اند، برخی از مالکان خودروهای الکتریکی به بنزین بازگشته‌اند و خودروسازانی مانند جنرال موتورز و فورد—دو تولیدکننده بزرگ خودروهای الکتریکی در آمریکا—در حال اختصاص بودجه بیشتری به خودروهای هیبریدی و پلاگین هیبریدی هستند.
مشکل این است که موتورهای بنزینی همچنان آلاینده تولید می‌کنند در حالی که زمین گرم‌تر می‌شود. اداره ملی اقیانوسی و جوی (NOAA) می‌گوید ۶۰٪ احتمال دارد که سال ۲۰۲۴ گرم‌ترین سال ثبت‌شده باشد و ۱۰۰٪ احتمال دارد که در بین پنج سال گرم قرار گیرد.
پس از اینجا به کجا می‌رویم؟
راه‌حل ممکن است همیشه جلوی چشمان ما بوده باشد: هیدروژن. اگرچه در گذشته به خوبی مورد استقبال قرار نگرفته است، هیدروژن—مانند برق—از قبل از آغاز قرن وسایل نقلیه را نیرو داده است. مخترع بلژیکی اتین لنوار اولین “هیپوموبیل” هیدروژنی را در سال ۱۸۶۰ ساخت.
نگرانی‌های زیست‌محیطی در دهه ۱۹۷۰ اولین باری بود که خودروسازان مدرن با این فناوری در وسایل نقلیه خود آزمایش کردند. و در دهه ۱۹۸0، این فناوری به استفاده نظامی گسترش یافت. اما هیدروژن در دهه ۱۹۹۰ در آمریکا به حاشیه رانده شد و تا اوایل دهه ۲۰۰۰ تقریباً منسوخ شده بود.
تا سال ۲۰۰۸—با تشویق ملایم دولت ژاپن—هوندا و تویوتا مدل‌های FCHV و کلاریتی خود را توسعه دادند، اولین خودروهای هیدروژنی که در مقیاس وسیع در دسترس مصرف‌کنندگان قرار گرفتند. امروز، این دو شرکت همچنان به این فناوری امیدوار هستند، در حالی که جنرال موتورز، هیوندای و حتی فراری نیز در حال آزمایش آن هستند.
مشکل این است: چگونه می‌توانیم هیدروژن را در مقیاس وسیع عملی کنیم؟
تولید هیدروژن در مقیاس وسیع قطعاً به سادگی فشردن یک کلید نیست. اول و مهم‌تر از همه، نیاز به سرمایه‌گذاری عظیمی دارد. جنرال موتورز ۳۵ میلیارد دلار برای توسعه سلول سوختی هیدروژنی، خودروهای الکتریکی و فناوری خودران تا سال ۲۰۲۵ اختصاص داده است، که ۸۵ میلیون دلار آن از طریق سرمایه‌گذاری مشترک با هوندا تأمین می‌شود. این همکاری شامل یک تأسیسات توسعه سلول سوختی به مساحت ۷۰,۰۰۰ فوت مربع در میشیگان است، که بخشی از این سرمایه به پلتفرم Ultium EV اختصاص یافته است، که در حال حاضر زیرساخت هر خودروی الکتریکی شورولت و هوندا پرولوگ را تشکیل می‌دهد.
برای مصرف‌کنندگان، تنها CR-V e:FCEV هوندا—اولین شاسی‌بلند هیدروژنی مدرن شرکت—گواهی بر این سرمایه‌گذاری عظیم در تحقیق هیدروژن است. این خودرو اواخر امسال در کالیفرنیا به فروش می‌رسد. هوندا برنامه دارد سالانه حدود ۳۰۰ دستگاه بفروشد، زیرا بازار خودروهای هیدروژنی همچنان محدود است. و شرکت ۱۵,۰۰۰ دلار از هزینه‌های سوخت‌گیری را پوشش می‌دهد تا افراد بیشتری را جذب کند.
اما واقعیت این است که هیدروژن برای مصرف‌کنندگان در حال حاضر اولویت اصلی هوندا نیست.
کریس مارتین، مدیر گروه روابط عمومی فنی، ایمنی و مقرراتی هوندا می‌گوید: “فعالیت اصلی ما در حوزه هیدروژن، صادقانه بگویم، در حال حاضر خودروهای سلول سوختی نیست”. “بیشتر در مورد رشد اقتصاد کلی هیدروژن است. و در نهایت، ما خودروهای سلول سوختی را به عنوان بخشی بزرگ‌تر از حمل‌ونقل شخصی در آینده می‌بینیم، اما باید اقتصاد هیدروژن را تا جایی رشد دهیم که بتواند از مصرف‌کنندگان و رانندگان عادی پشتیبانی کند.”
آن اقتصاد هیدروژن از بخش تجاری شروع می‌شود. در کنار CR-V هیدروژنی، هوندا اخیراً یک کامیون نیمه‌سنگین کلاس ۸ با نیروی هیدروژن معرفی کرده است که می‌تواند با یک باک تا ۴۰۰ مایل رانندگی کند. این اولین مورد از آن چیزی است که هوندا امیدوار است بسیاری از وسایل نقلیه تجاری با نیروی هیدروژن باشد.
مارتین می‌گوید: “استراتژی گسترده‌تر حرکت به سمت تجهیزات سنگین است”. “خودروهای الکتریکی با باتری لزوماً راه‌حل مناسبی برای تجهیزات ساختمانی، تجهیزات معدنی یا کامیون‌های کلاس ۸ که حمل‌ونقل طولانی‌مدت انجام می‌دهند، نیستند. این نوع وسایل در حال حاضر عمدتاً با دیزل کار می‌کنند، که به وضوح کربن‌بر و همچنین دارای انتشار ذرات معلق است.”
صنایعی که به دیزل متکی هستند، اهداف شرکتی برای کاهش انتشار و گازهای گلخانه‌ای دارند، می‌گوید مارتین. هیدروژن راه‌حلی را ارائه می‌دهد که این صنایع به دنبال آن هستند. هنگامی که هیدروژن در سطح صنعتی مستقر شود، هوندا معتقد است که این فناوری به مصرف‌کنندگان نیز منتقل خواهد شد.
مارتین می‌گوید: “وقتی این اتفاق بیفتد، زمانی که تولید هیدروژن در سطح صنعتی در سراسر کشور انجام شود، این امکان را فراهم می‌کند که خودروهای سلول سوختی را در مقیاس مقرون‌به‌صرفه تولید کنیم”. “و اگر منطقی باشد، سپس طیف وسیع‌تری از وسایل نقلیه با نیروی سلول سوختی به دست مصرف‌کنندگان خواهد رسید.”
با این حال، هنوز موانع زیادی وجود دارد که باید قبل از رسیدن به آن نقطه برطرف شوند.
از جمله بزرگ‌ترین چالش‌ها، کمبود ایستگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژن است. در حال حاضر، تنها ۶۰ ایستگاه هیدروژن در ایالات متحده وجود دارد که بیشتر آن‌ها در کالیفرنیا متمرکز شده‌اند. گسترش این زیرساخت‌ها به زمان و سرمایه‌گذاری زیادی نیاز دارد.
مارتین می‌گوید: “ایجاد شبکه‌ای از ایستگاه‌های هیدروژن، مشابه آنچه برای خودروهای الکتریکی اتفاق افتاده، نیازمند سرمایه‌گذاری قابل توجه و هماهنگی میان دولت‌ها، صنایع و بخش خصوصی است”.
مسئله دیگر، تولید هیدروژن سبز است. اکثر هیدروژن‌ها امروزه از منابع فسیلی تولید می‌شوند، فرآیندی که به خودی خود باعث تولید کربن می‌شود. اما تولید هیدروژن سبز، که از منابع تجدیدپذیر و الکترولیز استفاده می‌کند، در حال رشد است.
ژاپن و کره جنوبی، پیشگامان توسعه هیدروژن، برنامه‌های جاه‌طلبانه‌ای برای استفاده از این فناوری در بخش‌های مختلف دارند. اروپا نیز به دنبال افزایش سرمایه‌گذاری در این حوزه است و به عنوان بخشی از برنامه “سبز شدن” خود، زیرساخت‌های هیدروژنی را گسترش می‌دهد.
آینده هیدروژن در صنعت حمل‌ونقل
با وجود چالش‌های موجود، بسیاری از کارشناسان بر این باورند که هیدروژن می‌تواند نقش کلیدی در آینده حمل‌ونقل ایفا کند، به ویژه در بخش‌هایی که خودروهای الکتریکی با محدودیت‌هایی روبه‌رو هستند، مانند کامیون‌های سنگین، کشتی‌ها و حتی هواپیماها.
در حالی که باتری‌ها برای خودروهای سواری ایده‌آل به نظر می‌رسند، هیدروژن در صنایعی که نیاز به انرژی بالا و مسافت‌های طولانی دارند، برتری دارد. همچنین زمان سوخت‌گیری سریع‌تر هیدروژن در مقایسه با شارژ باتری‌ها، یکی از مزایای مهم آن است.
یک متخصص حمل‌ونقل پایدار می‌گوید: “تصور کنید یک کشتی باری با ظرفیت هزاران تن کالا بخواهد با استفاده از باتری حرکت کند؛ این غیرعملی است. اما هیدروژن می‌تواند این مشکل را حل کند”.
چرا هنوز هم خودروهای هیدروژنی؟
برای بسیاری، هیدروژن به عنوان یک فناوری پشتیبان برای خودروهای الکتریکی به حساب می‌آید، اما برخی خودروسازان معتقدند که این فناوری می‌تواند به یک جایگزین اصلی تبدیل شود.
تویوتا، یکی از پیشگامان خودروهای هیدروژنی، معتقد است که ترکیب خودروهای الکتریکی و هیدروژنی می‌تواند نیازهای مختلف مصرف‌کنندگان را برآورده کند.
یکی از مدیران ارشد تویوتا می‌گوید: “ما باید گزینه‌های متعددی برای مشتریان فراهم کنیم. هیدروژن تنها یکی از این گزینه‌هاست که می‌تواند در کنار باتری‌ها و موتورهای هیبریدی، آینده حمل‌ونقل را تغییر دهد”.
جمع‌بندی
در نهایت، آینده حمل‌ونقل ممکن است ترکیبی از فناوری‌های مختلف باشد. باتری‌ها، هیدروژن، و حتی سوخت‌های زیستی همگی می‌توانند نقش‌های متفاوتی ایفا کنند.
اگرچه خودروهای هیدروژنی هنوز در مراحل ابتدایی توسعه هستند، اما مزایای آن‌ها، به ویژه در بخش‌های صنعتی و تجاری، باعث می‌شود که به عنوان یک فناوری با پتانسیل بالا دیده شوند.
