Badanie opublikowane w Transportation Research Interdisciplinary Perspectives przeanalizowało wszystkie dostępne lub zapowiedziane w Europie ciężarówki napędzane wodorem do początku 2024 roku i porównało je z wybranymi modelami elektrycznymi na baterie.
Wnioski są jednoznaczne: ciężarówki wodorowe oferują znacznie dłuższy zasięg i zdecydowanie krótszy czas tankowania, ale ich zakup i eksploatacja wciąż pozostają droższe.
Ani ciężarówki z ogniwami paliwowymi, ani z bateriami nie są uniwersalnym rozwiązaniem. Ich ekonomiczna efektywność zależy w znacznym stopniu od profilu zastosowania, istniejącej infrastruktury oraz poziomu zaawansowania technologii” – podkreśla profesor Achim Kampker, dyrektor PEM.
Niemiecki prototyp z oficjalną homologacją
Równolegle z publikacją badania RWTH Aachen poinformował, że jego własna ciężarówka z ogniwami paliwowymi uzyskała oficjalną aprobatę drogową. To rezultat projektu SeLv, finansowanego przez niemiecki rząd kwotą niemal 17 mln euro.
Prototyp zostanie zaprezentowany na targach NUFAM w Karlsruhe w dniach 25–28 września, a co istotne – samodzielnie dotrze na miejsce, a nie zostanie przetransportowany lawetą. Będzie to okazja do bezpośredniego zaprezentowania możliwości pojazdu.
Ciężarówka przeszła już szereg testów wydajnościowych, obejmujących hamowanie, kompatybilność elektromagnetyczną oraz zdolność do pokonywania wzniesień. Jej konstrukcja została oparta na modułowej koncepcji układu napędowego, co pozwala na elastyczne zestawianie różnych konfiguracji – od kombinacji ogniw paliwowych i baterii po różne typy jednostek elektrycznych – w zależności od wymagań operacyjnych.
Innowacyjne podejścia można przenieść z prototypów badawczych do praktycznej przydatności, a ostatecznie do produkcji seryjnej w krótkim czasie” – zaznacza profesor Kampker.
Photo credits © PEM RWTH Aachen University | Clemens Niederée
Wodór czy bateria? Kluczowe różnice
Według badania RWTH Uniwersytetu w Aachen, wyższa gęstość energii wodoru sprawia, że ciężarówki z ogniwami paliwowymi są bardziej odpowiednie dla transportu długodystansowego. Modele nowej generacji obiecują zasięgi nawet do 1 000 km, przy czasie tankowania liczonym w kilku minutach, co stanowi ogromną przewagę operacyjną na trasach o dużym przebiegu.
Dla porównania, elektryczne ciężarówki akumulatorowe osiągają zwykle 200–500 km zasięgu (np. Daimler eActros 300 – 220 km; eActros 600 – 500 km), a ładowanie trwa od 60 do 75 minut. Choć są tańsze w zakupie i eksploatacji, lepiej nadają się do operacji regionalnych oraz przewozów powrotem do bazy, gdzie można przewidywalnie planować ładowanie.
| Cecha | Elektryczne ciężarówki na baterie (BEVs) | Ciężarówki z ogniwami paliwowymi (FCETs) |
| Zasięg | Zazwyczaj 200–500 km (np. Daimler eActros 300: 220 km; eActros 600: 500 km) | 400–1 000 km w zależności od modelu (np. Hyundai Xcient: 400 km; Daimler GenH2: 1 000 km) |
| Czas tankowania/ładowania | 60–75 minut (ładowanie od 20 do 80 proc. przy użyciu szybkiej ładowarki; czas ładowania będzie krótszy przy ładowaniu megawatowym) | Kilka minut na tankowanie wodoru |
| Koszty zakupu (CAPEX) | Niższe – dominuje koszt baterii, ale maleje wraz ze skalą | Wyższe – drogie ogniwa paliwowe i zbiorniki wodoru zwiększają cenę pojazdu |
| Koszty eksploatacji (OPEX) | Niższe – koszt energii elektrycznej ~0.27 euro/kWh w Niemczech (odniesienie do badania) | Wyższe – koszty wodoru ~9–12 euro/kg w Niemczech (odniesienie do badania) |
| Najlepiej nadają się do | Przeprowadzenie krótkich i średnich dystansów, trasy powrotem do bazy z niezawodnym ładowaniem | Długodystansowe, operacje o dużym przebiegu, gdzie zasięg i szybkie tankowanie są kluczowe |
| Potrzeby infrastrukturalne | Rosnąca sieć ładowania, łatwiejsza instalacja ładowania przy bazie | Rzadkie stacje tankowania wodoru, głównie skupione w Niemczech/Beneluksie; ograniczona nadmiarowość |
Ekonomia: wysokie koszty ograniczają wdrożenie
Analiza całkowitego kosztu posiadania (TCO) ujawnia, że zarówno koszt zakupu (CAPEX), jak i koszt eksploatacji (OPEX) ciężarówek wodorowych jest wyższy niż w przypadku BEV oraz pojazdów spalinowych.
- koszty zakupu (CAPEX): systemy ogniw paliwowych i zbiorników na wodór są drogie, co znacząco podnosi cenę pojazdów.
- koszty eksploatacji (OPEX): wodór pozostaje dużo droższy niż energia elektryczna. Operatorzy BEV w Niemczech płacą średnio 0,27 euro/kWh, podczas gdy koszt wodoru wynosi 9–12 euro/kg. To oznacza, że każdy przejechany kilometr ciężarówką wodorową generuje wyższe koszty niż w przypadku porównywalnego BEV.
Na dłuższych dystansach koszty eksploatacji ciężarówek z ogniwami paliwowymi zbliżają się już do tych dla ciężarówek elektrycznych na baterie, ale pozostają wyższe, głównie z powodu wysokiej ceny wodoru” – wyjaśnia autor badania Maximilian Bayerlein.
Symulacje pokazują, że FCET stają się konkurencyjne dopiero po przebiegu rzędu 300 tys. km, co stanowi poważne wyzwanie dla operatorów flot.
Infrastruktura: rzadkie i kruche stacje tankowania
Brak odpowiedniej infrastruktury to kolejna poważna bariera. Na początku 2024 roku w całej Europie działało zaledwie około 250 stacji tankowania wodoru, skoncentrowanych głównie w Niemczech, krajach Beneluksu i Szwajcarii.
W dużych regionach – jak okolice Paryża – stacje są oddalone nawet o 280 km, a większość z nich dysponuje jedną dyszą tankującą, co sprawia, że awaria techniczna może całkowicie zatrzymać działalność przewoźnika.
W praktyce tworzą się więc dwa modele operacyjne:
- Operacje oparte na bazie – ciężarówki wracają do własnego punktu tankowania. To obecnie najbezpieczniejszy scenariusz.
- Operacje tranzytowe – opierające się na publicznych stacjach, co przy ich małej liczbie i braku nadmiarowości pozostaje obarczone dużym ryzykiem.
Eksperci podkreślają, że przyszłość będzie wymagała zdigitalizowanej infrastruktury, w której przewoźnicy otrzymują w czasie rzeczywistym informacje o dostępności stacji, jakości paliwa czy ewentualnych awariach.
Perspektywy: nowa generacja w drodze
Pomimo barier, producenci intensywnie rozwijają technologie. Daimler Truck przygotowuje model GenH2 z ciekłym wodorem i zasięgiem do 1 000 km, a Volvo Trucks planuje wprowadzenie pierwszego modelu z ogniwami paliwowymi.
Na razie jednak branża zmaga się z klasycznym dylematem „kurczaka i jajka”: wysokie koszty zakupu i paliwa hamują popyt, a niski popyt uniemożliwia spadek cen i szybszą rozbudowę infrastruktury.
Badacze z RWTH Aachen konkludują, że szerokie wdrożenie ciężarówek wodorowych w Europie będzie możliwe jedynie dzięki interwencji politycznej – w tym subsydiom, obniżkom opłat drogowych oraz obowiązkowej rozbudowie infrastruktury zgodnie z regulacjami AFIR dotyczącymi paliw alternatywnych.
