اختصاصی خودروتک؛
خودروهای هیدروژنی / شکست خورده یا امیدوار به آینده؟
میلیاردها دلار هزینه‌ای که بابت تحقیق و توسعه خودروهای برقی و هیبریدی مصرف شد، نه‌تنها آورده‌ای در بر نداشته، بلکه با پس‌رفت‌هایی نیز روبه‌رو شده است. گزارش فوق پس از مدت‌ها دوباره پرونده خاک‌خورده خودروهای هیدروژنی را از بایگانی بیرون کشیده است. تکنولوژی نه‌چندان قدیمی که حدود یک دهه پیش قرار بود دنیا را فتح کند ولی به‌دلیل هزینه‌های سرسام‌آور تولید و نگهداری، از خاطره‌ها پاک شد.
به گزارش خودروتک ، اخیراً گزارشی از سوی سازمان محیط‌زیست آمریکا EPA منتشر شده که نشان می‌دهد سال‌ها تلاش و سرمایه‌گذاری روی فناوری‌های نوین خودرو به‌منظور کاهش مصرف سوخت، عملاً بی‌فایده بوده است. طبق این گزارش مصرف میانگین کلیه خودروهای سواری اعم از مدرن و سنتی، بزرگ و کوچک معادل 9.67 لیتر در هر 100 کیلومتر بود که نسبت به سال قبل از آن، افزایشی 0.19 لیتری در هر صد کیلومتر را ثبت کرده است. این عدد شاید برای تولیدکنندگان و یا مصرف‌کنندگان چندان قابل‌توجه نباشد ولی در مقیاسی کلان‌تر، برای دولت‌ها مایه تأسف و تأثر است.
بدین‌معنی که میلیاردها دلار هزینه‌ای که بابت تحقیق و توسعه خودروهای برقی و هیبریدی مصرف شد، نه‌تنها آورده‌ای در بر نداشته، بلکه با پس‌رفت‌هایی نیز روبه‌رو شده است. گزارش فوق پس از مدت‌ها دوباره پرونده خاک‌خورده خودروهای هیدروژنی را از بایگانی بیرون کشیده است. تکنولوژی نه‌چندان قدیمی که حدود یک دهه پیش قرار بود دنیا را فتح کند ولی به‌دلیل هزینه‌های سرسام‌آور تولید و نگهداری، از خاطره‌ها پاک شد. هیدروژنی‌ها با استفاده از منبع عظیم انرژی خود نه‌تنها آلایندگی صفر را به ارمغان می‌آوردند بلکه از نظر مصرف سوخت نیز می‌توانند پا به پای هیبریدی‌های دیزلی-برقی پیش بروند. آیا یک بار دیگر تاریخ تکرار می‌شود و فناوری که به‌عنوان یک فانتزی صنعتی از آن یاد می‌شد، ناجی اوضاع فعلی خواهد بود؟
درباره چه‌چیزی صحبت می‌کنیم؟
برخلاف آنچه تصور می‌شود، فناوری سلول سوختی نه‌تنها مفهومی نوظهور نیست بلکه برای اولین بار در سال 1801 مطرح شده بود؛ اما اختراع اولین وسیله‌ای که بتواند با این نوع سوخت کار کند به 1842 میلادی برمی‌گردد. شاید عجیب باشد ولی اولین وسیله نقلیه پیل سوختی مدرن یک تراکتور مزرعه، مجهز به یک سلول سوختی 15 کیلوواتی در سال 1959 بود. جنگ سرد فرصت مناسبی را برای توسعه این فناوری فراهم کرد. حتی قرار شد پروژه فضاپیمای آپولو نیز با سوخت فشرده هیدروژن انجام شود. در 1966، جنرال موتورز اولین خودروی رسمی با سلول سوختی را معرفی کرد؛ شورلتی به اسم Electrovan. خودروی فوق در روزهایی پا به بازار آمریکا می‌گذاشت که تب و تاب پیشرانه‌های حجیم هشت سیلندر V شکل در اوج خودش بود. بنا بر این از نظر اقتصادی حضور هیدروژنی‌ها معقول به نظر نمی‌رسید و البته جامعه نیز هنوز ظرفیت پذیرش آن‌ها را پیدا نکرده بود. خودرو سلول سوختی (FCV) یا به تعبیری خودروهای پیل سوختی، در حقیقت نوع پیچیده‌ای از خودروهای برقی به حساب می‌آیند. آن‌ها با استفاده از یک سلول سوختی، به جای یک باتری و یا در ترکیب با یک باتری و یا ابرخازن، باعث تولید نیروی چرخش در یک قوای محرکه می‌شوند. به‌طورکلی می‌توان مکانیسم فعالیت آن‌ها را به ترکیب اکسیژن از هوا و هیدروژن فشرده خلاصه کرد.
هیدروژنی‌ها از جمله محصولاتی هستند که بدون تولید گازهای گلخانه‌ای، تنها از اگزوزشان بخار آب و گرما منتشر می‌شود. با اینکه هیدروژن به‌صورت گسترده‌ای در هوای اطراف وجود دارد ولی قوای محرکه این‌گونه خودروها برای فعالیت مناسب می‌بایست دسترسی مستقیمی به منبع متراکم‌شده‌ای از این عنصر طبیعی داشته باشد. این همان چالش اصلی و در حقیقت نگرانی همیشگی تولیدشان است. ذخیره‌سازی و نگهداری گاز پرفشار هیدروژن درست در پشت سر راننده، چیزی نیست که مشتریان سخت‌گیر امروزی به آن عادت داشته باشند؛ اما مراکز مختلف تولیدی برای اینکه به مصرف‌کنندگان نشان دهند که موتورهای هیدروژنی تا چه میزان قابل‌اعتماد هستند، در برخی مدل‌های آزمایشی از آن روی لیفتراک، کشتی تفریحی و موتورسیکلت نیز بهره گرفته‌اند. بعد از هوندا که به‌عنوان خودروساز پیشگام در این زمینه شناخته می‌شود، شرکت‌هایی مانند تویوتا و هیوندای نیز اخیراً نسبت به تولید دوباره محصولات هیدروژنی ابراز علاقه کرده‌اند. البته ب‌ام‌و آلمان نیز در دوره‌ای سرمایه‌گذاری هنگفتی را در این زمینه انجام داد که طبیعتاً بهره‌ای از آن نبرد. در حقیقت دیدگاه ایجاد یک زیر ساختار که هیدروژن را به عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرارم یدهد، مفهوم اقتصادی بودن این طرح را پدید آورده که بهترین راه جهت ایجاد تقاضای بیشتر برای تولید و مصرف این انرژی است، زیرا منابع تولید هیدروژن بسیار ارزان و دردسترس هستند. هیدروژن قابلیت بالایی برای تولید انرژی دارد و میزان آلودگی ناشی از مصرف این سوخت در محیط‌زیست بسیار کم است. این سوخت به عنوان منبعی تجدیدپذیر، پاک و فراوان‌تر از سوخت فسیلی می‌تواند کاربرد زیادی برای نیروگاهها و بخش حملونقل داشته باشد.
برنامه‌های آتی
هیوندای کره‌جنوبی اعلام کرده است که با دولت مرکزی بر سر تهیه زیرساخت‌های لازم به توافق رسیده است. حالا اینکه شرکت برنامه هیدروژنی کردن شاسی‌بلندهایش را در سر دارد و یا سواری‌ها را، هنوز معلوم نیست. از سویی دیگر، تویوتا که دیگر یکی از غول‌های هیبریدی‌سازی به شماره می‌رود، تمایل خود برای ساخت انبوه خودروهایی در کلاس استیشن با قوای محرکه پیل سوختی را ابراز کرده است؛ اما در ژاپن هنوز تردیدهای همه‌جانبه از سوی مردم نسبت به موفقیت آن‌ها وجود دارد. در آمریکا از ابتدای سال جاری میلادی با تأسیس 23 جایگاه عرضه هیدروژن موافقت شد. شنیده‌ها حاکی از آن است که دولت فدرال در آینده برنامه‌هایی برای توسعه جایگاه‌های فوق دارد. ایالت کالیفرنیا در این بین اشتیاق بیشتری از خود نشان می‌دهد. دولت بریتانیا به دنبال سرمایه‌گذاری 6.6 میلیون پوندی برای توسعه سکوهای سوخت‌گیری خودروهای هیدروژنی است. تویوتا به عنوان یکی از شرکت‌های پیشرو در صنعت خودروهای هیدروژنی نسبت به آینده این فناوری خوشبین است. یوشیکازا تاناکا از مقامات ارشد این شرکت خودروسازی می‌گوید: از سال 1992 مطالعه روی خودروهای هیدروژنی را آغاز کرده‌ایم.
آن‌ها مزایای زیادی دارند. مدت زمانی که برای سوخت‌گیری این خودروها صرف می‌شود با سوخت‌گیری خودروهای بنزینی تفاوتی نمی‌کند. از آن گذشته، هیدروژن هفت برابر برق ذخیره‌سازی شده در باتری لیتیوم یونی خودروهای برقی توان دارد. اما مشکلات همچنان پابرجا هستند. سکوهای مخصوص سوخت‌گیری خودروهای هیدروژنی محدود هستند و قیمت آن‌ها نیز همواره فاکتوری نگران‌کننده به شمار می‌آمده است. در سال‌های اخیر توجه ویژه به خودروهای برقی شده و حتی مدل‌های متنوعی از آن‌ها راهی خیابان‌ها شده‌اند، اما این روند درباره خودروهای هیدروژنی با چنین کیفیتی نبوده است. با این حال، شرکت‌هایی نظیر تویوتا برنامه‌های زیادی برای توسعه این فناوری دارند. مهندسان این شرکت به این واقعیت اشاره می‌کنند که استفاده از این فناوری در خودروهای بزرگ و سفرهای طولانی کاربرد مناسبی خواهد داشت. برای درک بهتر این موضوع خودروی میرای مثال مناسبی است. این خودروی هیدروژنی با هر بار سوخت‌گیری کامل نزدیک به 640 کیلومتر مسافت طی می‌کند که این رقم در مقایسه با 160 کیلومتر اکثر خودروهای برقی، رکوردی امیدوارکننده محسوب می‌شود.
مسیر هیدروژنی‌ها تا 2030
بررسی در بین خودروسازان دنیا نشان می‌دهد که علی‌رغم سرمایه‌گذاری گسترده روی EV ها (خودروهای برقی)، شرکت‌های مطرح خودروساز هنوز نیم‌نگاهی را نیز به هیدروژنی‌ها دارند. گفته می‌شود بزرگان این حوزه قصد دارند تا سال 2030 میلادی 41 مدل جدید با فناوری پیل سوختی راهی خیابان‌ها می‌شود. این تعداد برای خودرویی که بیش از یک دهه در خواب زمستانی بوده، رقم چشم‌گیری است؛ اما نبرد اصلی هیدروژنی‌سازان، مقابله با سونامی برقی‌ها است؛ همان خودروهایی که از یک یا چند موتور برقی درون سینه‌اشان استفاده می‌کنند. طبیعی است که سرعت جاافتادن هیدروژنی‌ها هرگز به سرعت جایگزینی بنزینی‌ها با برقی‌ها نمی‌رسد.
ناظران بازار بر این باورند که شاید افق روشنی برای هیدروژنی‌ها پیش رو نباشد ولی تقریباً می‌توان مطمئن بود که سرمایه‌گذاران از حضور در این بازی به قدر کافی منتفع می‌شوند. با بروز انواع و اقسام رسوایی‌ها و کلاهبرداهی‌ها درباره هبریدی‌ها، گازوئیل‌سوزها و یا برقی‌ها از یک‌سو و ناامیدی نسبت به کاهش زودهنگام مصرف سوخت سنتی‌ها (بنزین‌سوزها و دیزلی‌ها)، هیدروژنی‌ها می‌توان بازگیر نقش اصلی باشند. این ظرفیت برای اکثر خودروسازان غربی وجود دارد که بخشی از خط تولید خود را برای تولید پیل‌های سوختی فراهم کنند.
و اما منتقدین
بدبین‌ها در مواجهه با موج جدید ابراز علاقه به هیدروژنی‌ها، تنها یک سؤال می‌پرسند؟ ماحصل تمام وقت‌ها و پول‌هایی که برای تولید خودروهای «سبز» بر باد رفت، چه بود؟ این یک پرسش در ظاهر ساده است ولی دنیایی را در خود نهان دارد؟ شهروندان آینده تا چه میزان باید هزینه خودخواهی نسل فعلی ما را پرداخت کنند؟ پیش به سوی زندگی مدرن، شعاری است که خیلی از بزرگان خودروسازی را درگیر خودش کرده بود ولی دست آخر دریافتند که رمز موفقیت همان بنزین‌سوزهای پر حرف و حدیث است. هیدروژنی‌ها هنوز در برابر چندین و چند ابهام، سکوت کرده‌اند. زمان میزان سوخت‌گیری آن‌ها چقدر طول می‌کشد؟ میزان آسیب‌پذیری و آسیب‌رسانی آن‌ها در تصادف‌های شدید چگونه است؟
در این میان، ساخت خودروهایی که از انرژی‌های غیرفسیلی استفاده کنند بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به این ترتیب، خودروهای الکتریکی و خودروهای پیل سوختی دو نوع متفاوت از خودروهایی هستند که از سوخت‌هایی غیرفسیلی استفاده می‌کنند. در خودروهای الکتریکی از باتری‌هایی استفاده می‌شود که مشابه سایر وسایل الکتریکی باید شارژ شود، سپس می‌تواند موتور خودرو را به حرکت درآورد. این در حالی است که در خودروهای پیل سوختی نیازی به باتری نیست، در خودروهای مزبور، از یک منبع سوختی (عموماً هیدروژن) استفاده می‌شود که با اکسیژن موجود در هوا واکنش داده، آب و گرما (هیچ‌گونه آلودگی ندارد) تولید می‌کنند و در نتیجه خودرو حرکت می‌کند. برخی محققان این دو فناوری را نه تنها رقیب هم نمی‌دانند، بلکه معتقدند آن‌ها بسیار مشابه هم و مکمل یکدیگر هستند. با این حال، برای خودروهای الکتریکی سه محدودیت جدی وجود دارد؛ نخست آنکه اگر الکتریسیته مورد نیاز آن‌ها (برای شارژ باتری) از طریق انرژی‌های نو (مثل انرژی خورشیدی، باد و...) تأمین نشود و در نتیجه از طریق انرژی‌های فسیلی برق رسانی به آن‌ها انجام شود، از پرمصرف‌ترین خودروهای عادی آلودگی بیشتری ایجاد می‌کنند، زیرا مصرف برق آن‌ها به شدت بالا است. همچنین، سفر با این خودروها محدود به فاصله‌ای است که شارژ آن‌ها جوابگو باشد و در نتیجه بیشتر برای مسیرهای کوتاه کاربرد دارند، در واقع به دلیل کمبود ایستگاه‌های شارژ خودرو (مشابه پمپ‌های بنزین) نمی‌توان در مسیرهای طولانی از این خودروها استفاده کرد. از سوی دیگر، به‌رغم پیشرفت‌های زیادی که در زمینه تولید باتری انجام شده است، هنوز باتری‌ها وزن بالایی داشته و گران قیمت هستند که یکی دیگر از مشکلات خودروهای الکتریکی است. این در شرایطی است که در خودروهای پیل سوختی نیازی به باتری نیست و مشکلات مزبور را ندارند. با این حال، معضل اصلی خودروهای پیل‌سوختی، نبود زیرساخت‌های کافی برای پرکردن مخزن سوخت (هیدروژن) است. همچنین، کاتالیستی که در این خودروها به کار گرفته می‌شود عموماً از جنس پلاتین و بسیار گران‌قیمت است. به هر حال در شرایط فعلی خودروهای الکتریکی رایج‌ترند، اما سرعت رشد و توسعه هر دو خودرو بسیار زیاد است و در آینده‌ای نه چندان دور می‌توانند جایگزین‌های مناسبی برای خودروهای فسیلی باشند.
