Pravijo, da ne moremo povsem točno napovedati lastne prihodnosti. To zagotovo ne velja za avtomobilske tovarne, saj jo morajo tam sami napovedovati. Tudi pri Toyoti za to skrbijo številni inženirji iz tehničnega razvoja.
Vpogled nas neposvečenih v tisto, kar pri avtomobilskih izdelovalcih pripravljajo za prihodnost, ni vedno mogoč. Običajno je skoraj vse skrivnost, razen če se v kakšni tovarni odločijo drugače. Med našim obiskom tokijskega avtomobilskega salona so se tako odločili pri Toyoti in nam odškrnili vrata, da smo se lahko seznanili z nekaterimi prototipi, ki jih pripravlja konstrukcijski oddelek.
Ena največjih tem, ko govorimo o prihodnosti avtomobilizma, je pogon na gorivne celice. Teoretično je o gorivnih celicah že dolgo vse znano. Zasnovali so jih za pridobivanje električne energije v vesoljskih postajah. Gre za sistem, kjer iz vodika z elektrolizo nastaja elektrika, kot odpadek pa tudi voda. Celice so zelo drobne priprave, kjer sta v celični zgradbi elektrode in elektrolitska plast v nekakšnem sendviču med separatorji. Da bi lahko pridobili dovolj elektrike, jih je treba združiti po več sto in tako nastane primerno velika združba, naprava iz gorivnih celic. Zgodba o vgradnji takšne naprave v avtomobil pa je tisto, zaradi česar je nastal tudi zanimiv rek: gorivne celice v avtomobilih so od serijske vgradnje vedno oddaljene deset let. V dobrih dveh desetletjih, odkar so se avtomobilske tovarne začele ukvarjati s preučevanjem uvajanja takšnega načina pridobivanja električne energije, se je že precej zmanjšal prostor, ki ga naprava z gorivnimi celicami v avtomobilu zavzame, zmanjšal pa se je tudi prostor, ki ga zasedajo posode za gorivo. A vse skupaj je še vedno zavito v plašč uvajanja v prihodnosti.
Razen zmanjšanja naprave z gorivnimi celicami se tudi pri drugem sestavnem delu vsakega avtomobila na gorivne celice skriva velika težava – shranjevanje vodika v posebne posode mora biti varno in zanesljivo. Za elektrolizo v gorivnih celicah je namreč potreben vodik, kisik lahko pri postopku naprava črpa iz ozračja, ki nas obdaja. Shranjevanje vodika je za zdaj še težavno, saj se ta varno in dlje ohrani le pod precejšnjim tlakom.
Pretvorba vodika v elektriko velja za eno najučinkovitejših, saj je mogoče celo do 83 odstotkov vodikove energije pretvoriti v električno. To je najbrž tudi najpomembnejši razlog, zakaj imajo številni avtomobilski konstruktorji prav gorivne celice za pogon, ki se bo uveljavil pri avtomobilih prihodnosti.
Toyotin prototip, s katerim smo smeli narediti tri kroge na nekem manjšem preizkusnem poligonu v bližini Toyotine centrale v okolici Nagoje, je bil že kar v precej razvitem stadiju v primerjavi z avtomobili na gorivne celice, ki sem jih že imel priložnost preizkusiti. Pravzaprav je bil Toyotin FCV v podobnem stanju kot pred časom Hyundaiev Tucson, ki sem ga na podoben način preizkusil pred dvema letoma v Južni Koreji. Pri Toyoti zatrjujejo, da je do maloserijske izdelave njihovega prvega pravega avtomobila na gorivne celice le še nekaj več kot leto dni časa. Tako se bodo držali predvidenih rokov, ki so jih objavili že pred nekaj leti in so del njihove širše strategije avtomobilov prihodnosti.
Ta se vrti okoli Toyotine tehnologije, ki so jo označili kot Hybrid Synergy Drive, ko so razvili uporabo hibridnih serijskih avtomobilov. A osnova tudi pri pogonu na gorivne celice ostaja nespremenjena, saj bodo seveda elektromotor kot središče novih pogonov ohranili, prilagajal pa se bo način pridobivanja električne energije, ki bo motorje poganjala.
Ob običajnih hibridnih avtomobilih so v Toyotini serijski ponudbi tudi že priključni hibridi, na nekaterih trgih pa tudi električni avtomobili z akumulatorji kot virom električne energije.
Vodik kot ključni zidak mobilnosti prihodnosti
Toyota ni edini avtomobilski izdelovalec, ki pripravlja maloserijsko izdelavo naprav na gorivne celice, ki bodo pridobivale elektriko za pogon avtomobilov. V zadnjem letu se je razvila prava tekma med nekaterimi izdelovalci, katerih konstrukcijsko-razvojni oddelki so uspešni pri pripravi teh naprav. Konec novembra je Hyundai na primer na kalifornijski avtomobilski razstavi v Los Angelesu naznanil začetek komercializacije svojega Tuscona (v Evropi iX35) za pomlad leta 2014. Avtomobile bodo zainteresiranim partnerjem v Kaliforniji ponujali prek posebnega lizinga. Hkrati pa se je odzvala tamkajšnja vlada, ki je napovedala program finančne podpore gradnji infrastrukture za uporabo avtomobilov na gorivne celice, torej vodikovih polnilnih postaj.
Osnovna težava vsakega širjenja uporabe gorivnih celic kot vira energije v prometu je prav mreža polnilnic z vodikom. Polnjenje vodika traja nekaj minut, obljubljajo le okoli triminutni postanek v polnilnici, a tudi tu je prihodnost polnilnic še precej oddaljena od realnosti, ki so nam jo pokazali Toyotini ljudje. V njihovi polnilnici je sicer postopek polnjenja res kratek, a zaradi varnosti in majhne zmogljivosti pridobivanja vodika lahko na uro napolnijo le štiri avtomobile. Še zanimivost: vodik v polnilnici pridobivajo iz mestnega plina, torej ne gre za brezogljično pridobivanje pogonske energije.
Za uspešno uvajanje novega načina pogona, gorivnih celic, bo potrebno veliko vodika. Mnenja strokovnjakov o tem, koliko je ali bi po potrebi lahko bilo na voljo vodika za uporabo kot pogon osebnih avtomobilov, pa se gibljejo od tega, da z zadostnimi količinami vodika ne bi bilo nobenih težav, do zelo velikih dvomljivcev, ki trdijo, da bodo z vodikom kot pogonskim gorivom za avtomobile vedno težave.
Zdi se, kot da je tehnologija, ki je zdaj vgrajena v Toyotinega FCV, že zelo dozorela. Avtomobil, ki smo ga preizkusili, je namreč v vsem ubogal voznika in bi bil najbrž še bolj prepričljiv, če nam ne bi že v uvajalnem krogu preizkusni voznik strogo naročil, da moramo upoštevati vse oznake ob dvokilometrski stezi. Tu pa smo srečali omejitve hitrosti na največ 80 km/h, v ovinkih pa na 50 km/h. No, malenkost hitreje je že šlo, a pravi preizkus takšnih avtomobilov je manj na področju izrednih razmer, več pa bi glede obnašanja pokazal v rednem prometu in predvsem pri doseganju bolj oddaljenih ciljev. Toyotini inženirji trdijo, da so se z enim od prototipov iz Nagoje odpravili na avtomobilsko razstavo v Tokio in prevozili 320 kilometrov, v posodah za gorivo pa je ostalo še za okoli 500 kilometrov vodika.
Iz tega lahko sklepamo, da bi se iz Radovljice, kjer je naša edina polnilnica vodika, brez težav pripeljali do naslednje – v Münchnu. V katerokoli drugo smer pa bi bilo že bolj vprašljivo.
Seveda ima uvajanje avtomobilov na gorivne celice še drugo plat – ceno avtomobila. Pri Toyoti so predstavili svoje dosedanje izkušnje snovanja naprave na gorivne celice. Tako je od prvega zares uporabnega prototipa FCHV-adv (preizkušanje so začeli leta 2004) do sedanjega prototipa strošek za sistemsko opremo (torej naprava z gorivnimi celicami in posodami za vodik) padla zgolj na desetino prejšnje, ko bo avtomobil na prodaj, pa naj bi se cena znižala še za polovico. Po teh izračunih naj bi leta 2015 avtomobil s pogonom na gorivne celice na Japonskem stal okoli 75.000 evrov.
Nič še ni uradno, kdaj in v kakšen avtomobil bodo pri Toyoti vgrajevali gorivne celice. A pričakovati je, da bo to v eni od različic novega Priusa (četrtega rodu), ki ga bodo pri Toyoti prvič predstavili konec leta 2014. Na tokijski razstavi kot študija razstavljeni FCV je pravzaprav že napoved novega Priusa, a mu bodo seveda še malenkostno spremenili videz. Tokijski FCV je dolg 4,87 metra, visok 2,78 metra in ima medosno razdaljo 2,78 metra.
besedilo Tomaž Porekar foto tovarna in Mladen Alvirović
Novo na Metroplay: Nik Škrlec iskreno o svoji najljubši tehniki pomnjenja