Aberdeen: jak zbudować flotę pojazdów wodorowych

Pierwsze wodorowe piętrusy

Aberdeen jest pierwszym miastem na świecie, do którego już w styczniu 2021 roku trafiło 15 piętrowych autobusów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi. Koszt jednego autobusu wyprodukowanego przez firmę Wrightbus wyniósł ok. 500 tys. funtów (równowartość ok. 2,7 mln zł za 1 autobus). W następnej transzy do miasta trafiło 10 kolejnych piętrusów i w kolejnej dostawie ich koszt jednostkowy spadł do poziomu ok. 450 tys. funtów (ok. 2,4 mln zł za 1 pojazd). W porównaniu do pierwszego projektu z 2015 roku, kiedy koszt jednego pojazdu wyniósł 1,2 mln funtów (równowartość ok. 6,5 mln zł), oznacza to niemal trzykrotny spadek ceny na przestrzeni zaledwie siedmiu lat.

Pojazdy te dysponują 60 miejscami siedzącymi. W porównaniu do eksploatowanych autobusów z silnikami Diesla wyróżniają się zerową emisją, niskim poziomem hałasu oraz wibracji pojazdu. W Aberdeen działa dwóch operatorów autobusów: Firstbus i Stagecoach, a wodorowe autobusy trafiły do tego pierwszego. Stagecoach eksploatuje natomiast elektryczne autobusy obsługujące linię na lotnisko.

Producent i miasto nie uniknęli problemów wieku dziecięcego w wodorowych piętrusach. Po roku eksploatacji w jednym z pojazdów wykryto usterkę. Pomimo mechanicznego, jak poinformowano, charakteru awarii zdecydowano wycofać wszystkie pojazdy do naprawy, a lukę we flocie na czas akcji serwisowej producenta musiały wypełnić autobusy z silnikiem Diesla.

To nie koniec wodorowych inwestycji

Obecnie miasto spodziewa się zupełnie innego wyzwania związanego z niedoborem wodoru. Problemem są również rosnące ceny energii elektrycznej, które wpływają na koszt produkcji wodoru.

– W odpowiedzi na rosnący popyt na wodór do celów transportowych w kolejnej fazie projektu planujemy rozwój produkcji zielonego wodoru na dużą skalę. Dzięki temu utrzymamy pozycję Aberdeen w czołówce energetycznej transformacji Szkocji, jak również całej Wielkiej Brytanii – powiedziała Jenny Laing, przewodnicząca Rady Miejskiej w Aberdeen.

W marcu 2022 r. Aberdeen podpisało umowę o powołaniu spółki joint venture z BP. W pierwszym etapie, od 2024 roku Aberdeen Hydrogen Energy Limited ma dostarczać 800 kg zielonego wodoru dziennie na potrzeby lokalnej floty pojazdów. Odnawialna energia do produkcji wodoru ma pochodzić z lokalnych farm słonecznych i morskich farm wiatrowych.

W przygotowaniu jest również projekt, w którym wodór będzie produkowany w elektrolizerach zainstalowanych bezpośrednio na morskich wiatrakach, a stamtąd transportowany rurociągiem na ląd.

Spółka otrzymała już 3 mln funtów na prace przygotowawcze i projektowe. Inwestycję poprzedziło badanie potrzeb innych szkockich samorządów i instytucji, które od 2025 roku nie będą mogły kupować pojazdów spalinowych. Przeanalizowano parametry 4 tys. publicznych pojazdów. Na tej podstawie oszacowano roczne potrzeby instytucji publicznych na 745 ton wodoru, z czego 92% ma być przeznaczonych dla ciężkich pojazdów.

Pierwsze wodorowe kroki

Władze Aberdeen rozpoczęły prace nad wdrożeniem technologii wodorowej już w 2013 roku. U podstaw programu leżała wizja dekarbonizacji transportu w mieście, ale również transformacji lokalnej gospodarki, w dużej mierze związanej z eksploatacją złóż gazu ziemnego i ropy naftowej na Morzu Północnym.
W 2015 roku do miasta dotarło pierwsze 10 autobusów zasilanych wodorowymi ogniwami paliwowymi. Na potrzeby projektu uruchomiona została stacja tankowania „zielonego” wodoru, który wytwarzany jest na miejscu w procesie elektrolizy. Energia pobierana w tym celu w całości pochodzi z „zielonej” energii wyprodukowanej z odnawialnych źródeł. Również woda pochodzi z sieci, a następnie jest wielokrotnie filtrowana. Trzy elektrolizery o mocy 0,3 MW mogą wyprodukować dziennie 360 kg, z czego 60 kg składowane jest w temperaturze -40℃ pod ciśnieniem 700 bar oraz 300 kg w temperaturze -20℃, pod ciśnieniem 350 atmosfer. Tlen, który jest produktem ubocznym procesu trafia do atmosfery.

Przez cztery lata trwania pierwszego projektu 10 autobusów, dostarczonych przez Van Hool przejechało łącznie ponad milion mil (1,6 mln km), zużywając w tym czasie 160 909 kg wodoru, co oznacza zużycie ok. 10 kg wodoru na 100 km. W tym czasie autobusy przewiozły blisko 2 mln pasażerów. Czas tankowania oscylował pomiędzy 10-12 minut, a zasięg „na pełnym baku” wyniósł 260 mil (ok. 416 km). Po zakończeniu projektu autobusy trafiły do instytutów badawczych i innych samorządów w celach szkoleniowych i demonstracyjnych.

W kolejnych latach Aberdeen uruchomiło kilkanaście projektów wykorzystujących technologię wodorową. Do miejskiej floty trafiły m.in. elektryczne samochody dostawcze z wodorowym range extenderem, samochody osobowe napędzane wodorem, a kilka śmieciarek i pojazdów do czyszczenia zostało wyposażonych w instalację wewnętrznego spalania wodoru. Obecnie miasto dysponuje łącznie 85 pojazdami wykorzystującymi technologię wodorową.

W każdym z projektów duży nacisk został położony na bezpieczeństwo. Zbiorniki w samochodach dostawczych zostały umieszczone w ramach absorbujących ewentualne uderzenie. Zostały one również poddane różnego rodzaju próbom: uderzeniowym, upadkowym, na ogień, penetrację przez pocisk, ekstremalnym temperaturom oraz opadom atmosferycznym. Pojazdy zostały również wyposażone w czujniki na pozwalające zdiagnozować ewentualne, mało prawdopodobne wycieki.

W 2017 roku miasto uruchomiło kolejną stację produkcji i tankowania wodoru o wydajności 130 kg/dobę. Koszt inwestycji wyniósł 1,9 mln funtów. Wkrótce nadeszła pandemia Covid-19, podczas której wykorzystanie transportu i zużycie wodoru spadły, co okazało się szkodliwe dla instalacji i doprowadziło do powtarzających się awarii. Jak powiedziała inicjatywie Wodór2030.pl jedna z liderek projektu – „wodorowe stacje lubią być używane”.

Partnerem Inicjatywy Wodór2030.pl jest Bank Gospodarstwa Krajowego S.A.