Idea zrównoważonego rozwoju oraz nastawienie na ekologię determinują kierunek, w którym zmierza współczesny transport publiczny. Autobus wodorowy jest innowacyjnym środkiem transportu doskonale wpisującym się w standardy, jakie powinna spełniać nowoczesna komunikacja miejska. Na ulicach polskich i zagranicznych miast coraz częściej można spotkać te niskoemisyjne pojazdy, które nie tylko szybko stają się funkcjonalnym elementem transportu publicznego, ale także zapewniają szereg korzyści w innych obszarach, m.in. przyczyniając się do poprawy jakości powietrza w danej miejscowości. Przewiduje się, że wraz z ich elektrycznymi odpowiednikami autobusy na wodór staną się w perspektywie kolejnych lat nieodłącznym elementem miejskiego krajobrazu. Co sprawia, że pokładane są w nich tak duże nadzieje?
Jednym z wyzwań, z jakimi musi zmierzyć się transport publiczny w nowoczesnych miastach, jest transformacja w kierunku niskoemisyjności. Autobus wodorowy należy do flagowych pojazdów zrównoważonej ewolucji w mniejszych i większych miejscowościach, która ma na celu m.in. obniżenie poziomu emisyjności komunikacji zbiorowej oraz poprawę jakości powietrza. Ekologiczne walory tego środka transportu nie wyczerpują jednak listy jego zalet. Nowoczesne autobusy na wodór wyróżniają się stosunkowo krótkim czasem ładowania i dobrym zasięgiem, a przy tym są projektowane z myślą o wydajnej pracy i zapewnieniu pasażerom jak najbardziej komfortowych warunków podróży. Istotnym aspektem branym pod uwagę przy tworzeniu wodorowych środków transportu publicznego jest również inkluzywność. Producenci dokładają starań, aby ich autobusy wodorowe były pojazdami przyjaznymi m.in. osobom z niepełnosprawnością ruchową, a także osobom niewidomym i niedowidzącym.
Pojazdy zasilane wodorem stanowią jeden z najdynamiczniej rozwijających się obszarów sektora transportu zbiorowego. Wpływ mają na to m.in. różnego rodzaju dofinansowania unijne, które wspomagają proces implementacji autobusów wodorowych do tkanek miejskich. W dalszej części tego artykułu przeanalizujemy m.in. z czego wynika tak duże zainteresowanie autobusami na wodór, jakie są ich główne zalety, jaka jest ich ogólna zasada działania, a także jak kształtuje się obecna sytuacja, jeśli chodzi o wykorzystanie tego rodzaju niskoemisyjnych pojazdów w Polsce i na świecie.
Zwiększenie sprawności energetycznej pojazdów oraz stopnia wykorzystania energii odnawialnej należą obecnie do strategicznych celów europejskiej polityki transportowej i energetycznej. Z podobnymi ambicjami możemy spotkać się również w innych częściach świata. Motywacją do podejmowania działań w tym kierunku jest przede wszystkim chęć zapobiegania postępującym zmianom klimatycznym oraz wzrostowi zanieczyszczenia powietrza. Z uwagi na to, że istotnym czynnikiem negatywnie wpływającym na jakość powietrza w miastach jest komunikacja zbiorowa, stała się ona jednym z obszarów, na których szczególnie skoncentrowano się w ramach rozwoju nowych, bardziej „zielonych” technologii.
Proces unowocześniania transportu zbiorowego oraz przekształcania go w kierunku niskoemisyjności nabrał przez lata wielotorowego charakteru. Istotna część uwagi w ostatnich dekadach poświęcona była elektromobilności rozumianej głównie jako pojazdy BEV (Battery Electric Vehicles), czyli takie, które zasilane są za sprawą energii elektrycznej zmagazynowanej w bateriach nadających się do ponownego ładowania. Przez ten czas – można by rzec nieco w cieniu – zachodził również systematyczny postęp w zakresie wykorzystania technologii wodorowych do napędu w autobusach i tramwajach. Sprzyjały temu różne inicjatywy, takie jak m.in. międzynarodowy projekt CHIC, który miał na celu wsparcie procesu wprowadzania na rynek autobusów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi.
Od dłuższego czasu rozkwit transportu zbiorowego opartego o wodór możemy zaobserwować także w Polsce. Na ulicach większych i mniejszych miast w naszym kraju coraz częściej można zaobserwować regularnie kursujące autobusy wodorowe, które zachęcają pasażerów nowoczesnym, ergonomicznym wyposażeniem i praktycznymi udogodnieniami, w postaci np. gniazd USB pozwalających na ładowanie telefonu czy darmowego Wi-Fi. O rozwojowej sytuacji w tym obszarze świadczy jeden ze wskaźników osiągnięcia celów założonych w Polskiej Strategii Wodorowej do roku 2030 z perspektywą do roku 2040 r. Jest nim liczba będących w użyciu zeroemisyjnych autobusów wodorowych, która ma wynosić:
Warto w tym momencie zadać sobie pytanie: co sprawia, że autobusy na wodór są rozwiązaniem, w którym tak mocno pokładane są nadzieje? Najistotniejszym czynnikiem, który determinuje wiarę w przełomowy charakter tego rodzaju pojazdów, są liczne atuty wodoru jako paliwa. Jakie można wyróżnić najważniejsze zalety zastosowania wodorowych ogniw paliwowych do zasilania autobusów miejskich?
Istnieją również inne przyczyny tego, że coraz więcej ośrodków miejskich decyduje się na inwestycję w autobusy wodorowe. Warto w tym kontekście wspomnieć m.in. o:
Wiele osób nawet nie zdaje sobie sprawy z tego, że autobusy wodorowe są w gruncie rzeczy pojazdami elektrycznymi. Wykorzystują one zestawy wodorowych ogniw paliwowych umożliwiających produkcję energii elektrycznej. Produktami ubocznymi w tym procesie są jedynie energia cieplna i woda. Wytworzony prąd jest kierowany do napędu autobusu i – w przypadku wielu modeli tych pojazdów – do baterii. Zadaniem takiej baterii jest zapewnienie wsparcia wodorowym ogniwom paliwowym, gdy występuje zwiększone zapotrzebowanie pojazdu elektrycznego na energię. Obrazowo można więc ująć to tak, że nowoczesne autobusy na wodór są tak naprawdę pojazdami elektrycznymi z własnymi „mini-elektrowniami” na dachach.
Aby lepiej zrozumieć to, jak funkcjonuje autobus wodorowy, warto omówić działanie wodorowego ogniwa paliwowego, które jest wykorzystywane do produkcji prądu zasilającego napęd tego nowoczesnego pojazdu. Ogniwo wodorowe składa się z trzech podstawowych elementów, do których należą:
Wodorowe ogniwo paliwowe wykorzystuje reakcję odwróconej elektrolizy, w której biorą udział: tlen z powietrza oraz wodór dostarczany ze zbiorników zamontowanych w autobusie. Pozwala ona na wytworzenie prądu podczas użytkowania pojazdu, produkując przy tym jedynie ciepło i parę wodną, usuwaną na zewnątrz. W efekcie nie powstają więc żadne szkodliwe substancje, dzięki czemu autobus na wodór może nosić miano pojazdu bezemisyjnego. Wyprodukowany prąd trafia do napędu pojazdu oraz do baterii wspomagającej ogniwa w przypadku większego zapotrzebowania na energię.stem and to the battery that supports the cells in the event of higher energy demand.
W jaki sposób zestaw ogniw wodorowych jest w stanie napędzić nowoczesny autobus? To wieloetapowy proces, który warto poddać szczegółowej analizie.
Wytworzony przez zestaw wodorowych ogniw paliwowych prąd jest dostarczany do silnika elektrycznego autobusu, a także do baterii trakcyjnej pełniącej funkcję wspomagającą. Dzięki wyprodukowanemu prądowi pojazd może ruszyć, a woda będąca efektem ubocznym pracy ogniw jest usuwana na zewnątrz.
Czynione w ostatnich latach inwestycje powodują, że Polska powoli staje się coraz istotniejszym uczestnikiem europejskiego rynku autobusów wodorowych. Rośnie liczba polskich miast, które obsługują przewoźnicy dołączające do swoich flot kolejne autobusy wykorzystujące wodorowe ogniwa paliwowe. Wśród pojazdów testowanych i wdrażanych w naszym kraju znajdują się zarówno autobusy wodorowe zagranicznych koncernów, takich jak np. Mercedes, jak i polskich firm. Koronnymi przykładami rodzimych modeli autobusów wodorowych są m.in. NesoBus, produkowany w nowo powstałym zakładzie w Świdniku, jak i Solaris Urbino 12 Hydrogen.
Marka NesoBus została powołana do życia jako inicjatywa należąca do grupy spółek Grupa Polsat Plus i ZE PAK. Sygnowany nią autobus został od podstaw zaprojektowany jako konstrukcja wodorowa zasilana zielonym wodorem, co czyni go rozwiązaniem bezemisyjnym. Charakteryzuje go m.in.:
Warto zwrócić uwagę również na sugestywną nazwę NesoBusa, której pierwsze cztery litery pochodzą od zwrotu: „Nie Emituje Spalin, Oczyszcza (powietrze)”. Wywodzi się ona z tego, że ten polski autobus wodorowy przyczynia się do likwidacji emisji szkodliwych substancji, w tym m.in. dwutlenku węgla, tlenków azotu i pyłów, a w szczególności drobnych pyłów PM 2,5. Na wdrożenie NesoBusów w swojej flocie komunikacji miejskiej zdecydował się już np. Rybnik, a z czasem będzie można je zobaczyć także choćby w Gdańsku czy Chełmie.
W dziedzinie, jaką jest projektowanie przemysłowe autobusów wodorowych oraz ich produkcja, duże sukcesy odnosi także firma Solaris Bus & Coach. Znajduje to potwierdzenie w danych, które wskazują, że udziały tego producenta w europejskim rynku autobusów wodorowych wyniosły w 2023 roku aż 44,5 %. Polskie autobusy wodorowe Solaris Urbino 12 Hydrogen są ważnym elementem komunikacji miejskiej w ponad 20 miejscowościach położonych w różnych państwach Starego Kontynentu, w tym m.in. w Niderlandach, we Włoszech, w Niemczech, w Austrii czy w Szwecji. W Polsce ten model możemy spotkać np. na ulicach Konina czy Poznania. Na pokładzie Solaris Urbino 12 Hydrogen jest w stanie w komfortowych i bezpiecznych warunkach podróżować 85 pasażerów, w tym 37 na miejscach siedzących.
Można z pełnym przekonaniem powiedzieć, że polski autobus wodorowy „niejedno ma imię”. Produkcją tego rodzaju nowoczesnych środków transportu zbiorowego zajmują się także takie polskie firmy jak m.in. Autosan, Arthur Bus czy Pilea. Samorządy zachęcane są do inwestycji w wykorzystujące wodór autobusy poprzez różnego rodzaju programy dofinansowań, w tym m.in. Zielony Transport Publiczny, obsługiwany przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOŚiGW). Warto wspomnieć również o innych inicjatywach, takich jak np. dopłaty oferowane przez Centrum Unijnych Projektów Transportowych.
Należy przy tym zaznaczyć, że dla rozwoju transportu zbiorowego opartego o ogniwa wodorowe niezbędne są nie tylko inwestycje we flotę, ale także odpowiednią infrastrukturę. Obejmuje ona m.in.:
Wykorzystanie potencjału tkwiącego w autobusach wodorowych wymaga działania systemowego i dużych nakładów finansowych, jednak płynące z tego korzyści – zarówno w krótszej, jak i dłuższej perspektywie – powodują, że jest to właściwy kierunek, w którym Polska powinna podążać.
Nowoczesne autobusy miejskie wykorzystujące wodorowe ogniwa paliwowe łączą w sobie trzy aspekty, które w skrócie można określić mianem „3 x E”:
Z jednej strony są one niskoemisyjnymi lub – w przypadku wykorzystywania zielonego wodoru – zeroemisyjnymi pojazdami elektrycznymi, których jedynym produktem ubocznym jest woda. Z drugiej strony charakteryzuje je dobry zasięg, wysoka wydajność oraz krótki czas ładowania, dzięki czemu są w dłuższej perspektywie opłacalne pod względem finansowym. Trzecią, równie istotną kwestią, jest wysoki poziom komfortu, jaki zapewniają poruszającym się nimi pasażerom, w tym także osobom z niepełnosprawnościami. Nie ma więc nic dziwnego w tym, że w coraz większej liczbie polskich miast, aspirujących do miana nowoczesnych, neutralnych klimatycznie i przyjaznych swoim mieszkańcom, po ulicach poruszają się innowacyjne autobusy wodorowe.
Projektowanie pojazdów opartych o technologię wodorową, takich jak np. nowoczesne autobusy miejskie wyposażone w zestawy ogniw wodorowych, wymaga od zajmujących się tym specjalistów bardzo wysokich, interdyscyplinarnych kompetencji. Jako Endego mamy wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu i realizacji projektów technologicznych we współpracy z firmami zajmującymi się produkcją autobusów. W ramach naszych kompleksowych usług zapewniamy aktywne wsparcie na każdym etapie danego projektu: od opracowania wstępnej koncepcji do etapu uruchomienia seryjnej produkcji.
Nasze usługi obejmują:
Planujesz projekt nowoczesnego autobusu miejskiego napędzanego zieloną energią i potrzebujesz wsparcia wykwalifikowanych inżynierów i projektantów w realizacji tego ambitnego przedsięwzięcia? Skontaktuj się z nami!
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat zrealizowanych przez nas projektów technologicznych dla producentów autobusów, to zachęcamy do zapoznania się z innym artykułem na naszym blogu: Endego: Rewolucyjne podejście w projektowaniu autobusów.
Mająca ponad 200-letnią historię analiza wytrzymałości zmęczeniowej jest dziś często integralnym elementem procesu projektowego. Jakie zdarzenia były kluczowe dla jej rozwoju? Gdzie znajduje zastosowanie i jakie korzyści przynosi?
Czytaj więcejPojazdy definiowane programowo (SDV) zmieniają branżę motoryzacyjną, zastępując ograniczenia sprzętowe dynamicznymi funkcjami opartymi na oprogramowaniu. Dzięki łączności w chmurze, aktualizacjom w czasie rzeczywistym i integracji sztucznej inteligencji, SDV redefiniują pojazdy jako inteligentne, stale ewoluujące systemy, które kształtują przyszłość mobilności. Jak przygotować się na tę rewolucję?
Czytaj więcejW miarę jak branża motoryzacyjna zmierza w kierunku zrównoważonego rozwoju, silniki spalinowe (ICE) pozostają kluczowe w wielu sektorach. Pomimo rosnącej popularności pojazdów elektrycznych, producenci silników spalinowych koncentrują się na redukcji szkodliwych emisji za pomocą innowacyjnych technologii. Poznaj kluczowe rozwiązania pozasilnikowe, które przyczyniają się do redukcji emisji i pomagają silnikom spalinowym spełniać rygorystyczne normy na rzecz czystszej przyszłości.
Czytaj więcej
