Veículo de célula de combustível

Um veículo de célula de combustível (FCV) ou veículo elétrico de célula de combustível (FCEV) é um tipo de veículo elétrico que usa uma célula de combustível, em vez de uma bateria, ou em combinação com uma bateria ou supercapacitor, para alimentar seu motor elétrico a bordo. As células de combustível nos veículos geram eletricidade para alimentar o motor, geralmente usando oxigênio do ar e hidrogênio comprimido. A maioria dos veículos a célula de combustível é classificada como veículos com emissões zero que emitem apenas água e calor. Em comparação com os veículos de combustão interna, os veículos movidos a hidrogênio centralizam os poluentes no local da produção de hidrogênio, onde o hidrogênio é tipicamente derivado do gás natural reformado. Transportar e armazenar hidrogênio também pode criar poluentes.

Células de combustível têm sido usadas em vários tipos de veículos, incluindo empilhadeiras, especialmente em aplicações internas, onde suas emissões limpas são importantes para a qualidade do ar e em aplicações espaciais. O primeiro automóvel de célula de combustível a hidrogénio produzido comercialmente, o Toyota Mirai, foi introduzido em 2015, após o que a Hyundai e a Honda entraram no mercado. As células de combustível também estão sendo desenvolvidas e testadas em caminhões, ônibus, barcos, motocicletas e bicicletas, entre outros tipos de veículos.

A partir de 2017, havia uma infraestrutura de hidrogênio limitada, com 36 estações de abastecimento de hidrogênio para automóveis disponíveis publicamente nos EUA, mas estão previstas mais estações de hidrogênio, particularmente na Califórnia. Algumas estações públicas de abastecimento de hidrogênio existem, e novas estações estão sendo planejadas, no Japão, na Europa e em outros lugares. Os críticos duvidam que o hidrogênio seja eficiente ou econômico para os automóveis, em comparação com outras tecnologias de emissão zero.

Descrição e finalidade das células de combustível nos veículos
Todas as células de combustível são compostas de três partes: um eletrólito, um ânodo e um cátodo. Em princípio, uma célula de combustível de hidrogênio funciona como uma bateria, produzindo eletricidade, que pode operar um motor elétrico. Em vez de exigir recarga, no entanto, a célula de combustível pode ser recarregada com hidrogênio. Diferentes tipos de células de combustível incluem células de combustível de membrana de eletrólito de polímero (PEM), células de combustível de metanol direto, células de combustível de ácido fosfórico, células de combustível de carbonato fundido, células de combustível de óxido sólido, célula combustível de metanol reformada e Células de Combustível Regenerativas.

História
O conceito da célula de combustível foi demonstrado pela primeira vez por Humphry Davy em 1801, mas a invenção da primeira célula de combustível de trabalho é creditada a William Grove, um químico, advogado e físico. As experiências de Grove com o que ele chamou de “bateria de gás voltaico” provaram em 1842 que uma corrente elétrica poderia ser produzida por uma reação eletroquímica entre o hidrogênio e o oxigênio sobre um catalisador de platina. O primeiro veículo moderno de célula de combustível era um trator agrícola Allis-Chalmers modificado, equipado com uma célula de combustível de 15 quilowatts, por volta de 1959. A Corrida Espacial da Guerra Fria impulsionou o desenvolvimento da tecnologia de célula de combustível. O projeto Gemini testou células de combustível para fornecer energia elétrica durante missões espaciais tripuladas. O desenvolvimento de células de combustível continuou com o Programa Apollo. Os sistemas de energia elétrica nas cápsulas Apollo e nos módulos lunares usavam células de combustível alcalino. Em 1966, a General Motors desenvolveu o primeiro veículo rodoviário de célula de combustível, o Chevrolet Electrovan. Ele tinha uma célula de combustível PEM, um alcance de 120 milhas e uma velocidade máxima de 70 mph. Havia apenas dois assentos, enquanto a pilha de combustível e os grandes tanques de hidrogênio e oxigênio ocupavam a parte traseira da van. Apenas um foi construído, pois o projeto foi considerado custo-proibitivo.

A General Electric e outros continuaram trabalhando nas células de combustível PEM na década de 1970. As pilhas de células de combustível ainda eram limitadas principalmente às aplicações espaciais nos anos 80, incluindo o Ônibus Espacial. No entanto, o fechamento do Programa Apollo enviou muitos especialistas do setor para empresas privadas. Na década de 1990, os fabricantes de automóveis estavam interessados ​​em aplicações de células de combustível e veículos de demonstração foram preparados. Em 2001, os primeiros tanques de hidrogênio de 700 Bar (10000 PSI) foram demonstrados, reduzindo o tamanho dos tanques de combustível que poderiam ser usados ​​em veículos e estendendo a faixa.

Aplicações
Existem veículos com célula de combustível para todos os modos de transporte. Os veículos de célula de combustível mais comuns são carros, ônibus, empilhadeiras e veículos de manuseio de materiais.

Automóveis
O carro-conceito Honda FCX Clarity foi introduzido em 2008 para locação por clientes no Japão e no sul da Califórnia e descontinuado em 2015. De 2008 a 2014, a Honda arrendou um total de 45 unidades FCX nos EUA. Mais de 20 outros protótipos e carros de demonstração do FCEV foram lançados nesse período, incluindo o GM HydroGen4 e o Mercedes-Benz F-Cell.

O veículo da célula de combustível Hyundai ix35 FCEV está disponível para locação desde 2014, quando 54 unidades foram locadas.

As vendas do Toyota Mirai a clientes governamentais e corporativos começaram no Japão em dezembro de 2014. Os preços começaram em ¥ 6.700.000 (~ US $ 57.400) antes de impostos e um incentivo do governo de ¥ 2.000.000 (~ US $ 19.600). O ex-presidente do Parlamento Europeu, Pat Cox, estimou que a Toyota inicialmente perderia cerca de US $ 100.000 por cada Mirai vendida. Em dezembro de 2017, as vendas globais totalizaram 5.300 Mirais. Os principais mercados de vendas foram os EUA com 2.900 unidades, o Japão com 2.100 e a Europa com 200.

As entregas de varejo do Honda Clarity Fuel Cell 2017 começaram na Califórnia em dezembro de 2016. O Clarity Fuel Cell, com alcance de 589 km, tem a mais alta classificação de driving range de todos os veículos de emissões zero nos EUA, incluindo combustível. veículos elétricos de pilha e bateria. O 2017 Clarity também tem as maiores classificações de economia de combustível combinadas e urbanas entre todos os carros de célula de combustível de hidrogênio avaliados pela EPA, com uma classificação combinada de cidade / estrada de 67 milhas por galão equivalente a gasolina (MPGe) e 68 MPGe na cidade.

Em 2017, a Daimler abandonou o desenvolvimento do FCEV, citando o declínio dos custos da bateria e o aumento do alcance dos VEs, e a maioria das empresas automobilísticas que desenvolvem carros a hidrogênio mudaram seu foco para veículos elétricos a bateria.

Economia de combustível
A tabela a seguir compara a economia de combustível da EPA expressa em milhas por galão equivalente a gasolina (MPGe) para os veículos movidos a célula de combustível a hidrogênio avaliados pela EPA em dezembro de 2016, e disponível apenas na Califórnia.

Células a combustível alimentadas por um reformador de etanol
Em junho de 2016, a Nissan anunciou planos para desenvolver veículos movidos a células de combustível movidos a etanol, em vez de hidrogênio. A Nissan alega que essa abordagem técnica seria mais barata e que seria mais fácil implantar a infraestrutura de abastecimento do que uma infraestrutura de hidrogênio. O veículo incluiria um tanque contendo uma mistura de água e etanol, que é alimentado em um reformador a bordo que o divide em hidrogênio e dióxido de carbono. O hidrogênio é então alimentado em uma célula de combustível de óxido sólido. De acordo com a Nissan, o combustível líquido poderia ser uma mistura etanol-água na proporção de 55:45. A Nissan espera comercializar sua tecnologia até 2020.

Autocarros
Há também modelos de demonstração de ônibus, e em 2011 havia mais de 100 ônibus de célula de combustível implantados em todo o mundo. A maioria desses ônibus foi produzida pela UTC Power, Toyota, Ballard, Hydrogenics e Proton Motor. Os ônibus da UTC acumularam mais de 970.000 km (600.000 mi) de condução. Os ônibus de célula de combustível têm uma economia de combustível 30-141% maior do que os ônibus a diesel e ônibus a gás natural. Ônibus de célula de combustível foram implantados em Whistler, Canadá, São Francisco, Hamburgo, Alemanha, Xangai, China, Londres, Inglaterra, São Paulo, Brasil e várias outras cidades. O projeto Whistler foi descontinuado em 2015. O Fuel Cell Bus Club é um esforço cooperativo global em ônibus experimentais de células de combustível. Projetos notáveis ​​incluem:

12 ônibus célula de combustível foram implantados na área de Oakland e San Francisco Bay, na Califórnia.
A Daimler AG, com trinta e seis ônibus experimentais movidos por células de combustível da Ballard Power Systems, completou um teste de sucesso de três anos, em onze cidades, em 2007.
Uma frota de ônibus Thor com células de combustível UTC Power foi implantada na Califórnia, operada pela SunLine Transit Agency.
O primeiro protótipo de barramento de célula de combustível a hidrogênio no Brasil foi implantado em São Paulo. O ônibus foi fabricado em Caxias do Sul, e o combustível de hidrogênio seria produzido em São Bernardo do Campo a partir da água por eletrólise. O programa, chamado “Ônibus Brasileiro a Hidrogênio”, incluiu três ônibus.

Empilhadeiras
Uma empilhadeira de célula de combustível (também chamada de empilhadeira de célula de combustível ou empilhadeira de célula de combustível) é uma empilhadeira industrial movida a célula de combustível usada para levantar e transportar materiais. A maioria das células de combustível usadas em empilhadeiras é alimentada por células de combustível PEM.

Em 2013, havia mais de 4.000 empilhadeiras de célula de combustível usadas na movimentação de materiais nos EUA, das quais apenas 500 receberam financiamento do DOE (2012). As frotas de células de combustível são operadas por um grande número de empresas, incluindo a Sysco Foods, a FedEx Freight, a GENCO (na Wegmans, a Coca-Cola, a Kimberly Clark e a Whole Foods) e a HEB Grocers. A Europa demonstrou 30 empilhadeiras de célula de combustível com Hylift e estendeu-a com HyLIFT-EUROPE para 200 unidades, com outros projetos na França e na Áustria. A Pike Research afirmou em 2011 que as empilhadeiras movidas a células de combustível serão o maior impulsionador da demanda de combustível de hidrogênio até 2020.

As empilhadeiras movidas a célula de combustível PEM proporcionam benefícios significativos em relação às empilhadeiras movidas a petróleo, já que não produzem emissões locais. Empilhadeiras de célula de combustível podem trabalhar por um turno de 8 horas em um único tanque de hidrogênio, podem ser reabastecidas em 3 minutos e têm uma vida útil de 8–10 anos. Empilhadeiras movidas a combustível são frequentemente usadas em armazéns refrigerados, pois seu desempenho não é degradado por temperaturas mais baixas. No projeto, as unidades do FC são geralmente feitas como substitutos substitutos.

Motocicletas e Bicicletas
Em 2005, a empresa britânica Intelligent Energy produziu a primeira motocicleta a hidrogênio, chamada ENV (Emission Neutral Vehicle). A motocicleta possui combustível suficiente para funcionar por quatro horas e percorrer 160 km (100 milhas) em uma área urbana, a uma velocidade máxima de 80 km / h (50 mph). Em 2004, a Honda desenvolveu uma motocicleta de célula de combustível que utilizava o Honda FC Stack. Há outros exemplos de bicicletas e bicicletas com um motor de célula de combustível de hidrogênio. O Suzuki Burgman recebeu aprovação “tipo de veículo inteiro” na UE. A empresa taiwanesa APFCT realiza um teste de rua ao vivo com 80 scooters de célula de combustível para o Taiwans Bureau of Energy usando o sistema de abastecimento da Acta SpA da Itália.

Aviões
Pesquisadores da Boeing e parceiros da indústria em toda a Europa realizaram testes experimentais de voo em fevereiro de 2008 de um avião tripulado alimentado apenas por uma pilha de combustível e baterias leves. O avião demonstrador de células de combustível, como era chamado, usava um sistema híbrido de célula de combustível / bateria de íon de lítio Proton Exchange Membrane (PEM) para alimentar um motor elétrico, que era acoplado a uma hélice convencional. Em 2003, o primeiro avião movido a hélice do mundo a ser alimentado inteiramente por uma célula de combustível foi voado. A célula de combustível era um design exclusivo de pilha FlatStack que permitia que a célula de combustível fosse integrada às superfícies aerodinâmicas do avião.

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Houve vários veículos aéreos não tripulados (UAV) alimentados por células de combustível. Um UAV de célula de combustível Horizon estabeleceu o fluxo de distância recorde para um pequeno UAV em 2007. Os militares estão especialmente interessados ​​neste aplicativo por causa do baixo ruído, baixa assinatura térmica e capacidade de atingir altas altitudes. Em 2009, o Laboratório de Pesquisa Naval (NRL), Ion Tiger, utilizou uma célula de combustível alimentada por hidrogênio e voou por 23 horas e 17 minutos. A Boeing está realizando testes no Phantom Eye, uma aeronave de alta altitude e longa duração (HALE) para ser usada para conduzir pesquisas e vigilância voando a 20.000 m (65.000 pés) por até quatro dias de cada vez. As células de combustível também estão sendo usadas para fornecer energia auxiliar às aeronaves, substituindo os geradores de combustível fóssil que antes eram usados ​​para ligar os motores e alimentar as necessidades elétricas. As células de combustível podem ajudar os aviões a reduzir as emissões de CO2 e outras emissões de poluentes e o ruído.

Barcos
O primeiro HYDRA de célula de combustível do mundo usou um sistema AFC com uma saída líquida de 6,5 kW. Para cada litro de combustível consumido, o motor de popa médio produz 140 vezes menos os hidrocarbonetos produzidos pelo carro médio moderno. Os motores de célula de combustível têm maior eficiência energética do que os motores de combustão e, portanto, oferecem melhor alcance e emissões significativamente reduzidas. A Islândia se comprometeu a converter sua vasta frota de pesca para usar células de combustível para fornecer energia auxiliar até 2015 e, eventualmente, fornecer energia primária em seus barcos. Amsterdã introduziu recentemente seu primeiro barco movido a célula de combustível que transporta as pessoas pelos famosos e belos canais da cidade.

Submarinos
A primeira aplicação submergível de células de combustível é o submarino alemão Tipo 212. Cada Tipo 212 contém nove células de combustível PEM, espalhadas por todo o navio, fornecendo entre 30 kW e 50 kW de energia elétrica. Isso permite que o Tipo 212 permaneça submerso por mais tempo e os torne mais difíceis de detectar. Os submarinos movidos a célula de combustível também são mais fáceis de projetar, fabricar e manter do que os submarinos movidos a energia nuclear.

Trens
Em março de 2015, a China South Rail Corporation (CSR) demonstrou o primeiro bonde movido a célula de hidrogênio do mundo em uma instalação de montagem em Qingdao. O engenheiro-chefe da CSR Sifang Co Ltd., subsidiária de CSR, Liang Jianying, disse que a empresa está estudando como reduzir os custos de operação do bonde. Um total de 83 quilômetros de pistas para o novo veículo foram construídos em sete cidades chinesas. A China planeja gastar 200 bilhões de yuans (US $ 32 bilhões) nos próximos cinco anos para aumentar as linhas de bonde para mais de 1.200 milhas.

Em 2016, a Alstom estreou o Coradia iLint, um trem regional movido a células a combustível de hidrogênio que será o primeiro trem de produção movido a hidrogênio do mundo. O Coradia iLint poderá atingir 140 quilômetros por hora e percorrer de 600 a 800 quilômetros (370 a 500 mi) em um tanque cheio de hidrogênio. O primeiro Coradia iLint deverá entrar em serviço em dezembro de 2017 na linha Buxtehude-Bremervörde-Bremerhaven-Cuxhaven, na Baixa Saxônia, Alemanha.

Infraestrutura de hidrogênio
Eberle e Rittmar von Helmolt afirmaram em 2010 que os desafios permanecem antes que os carros movidos a célula de combustível se tornem competitivos com outras tecnologias e citam a falta de uma extensa infraestrutura de hidrogênio nos EUA: em julho de 2017, havia 36 estações de reabastecimento de hidrogênio acessíveis ao público nos EUA. , 32 dos quais estavam localizados na Califórnia. Em 2013, o governador Jerry Brown assinou o AB 8, uma lei para financiar US $ 20 milhões por ano durante 10 anos para construir até 100 estações. Em 2014, a Comissão de Energia da Califórnia financiou US $ 46,6 milhões para construir 28 estações.

O Japão obteve sua primeira estação de abastecimento de hidrogênio comercial em 2014. Em março de 2016, o Japão tinha 80 estações de abastecimento de hidrogênio, e o governo japonês pretende dobrar esse número para 160 até 2020. Em maio de 2017, havia 91 estações de abastecimento de hidrogênio no Japão. A Alemanha tinha 18 postos públicos de abastecimento de hidrogênio em julho de 2015. O governo alemão esperava aumentar este número para 50 até o final de 2016, mas apenas 30 estavam abertos em junho de 2017.

Códigos e padrões
O veículo de célula de combustível é uma classificação em códigos e padrões de hidrogênio da FC e códigos e padrões de célula de combustível. Outros padrões principais são aplicações de célula de combustível estacionária e aplicações de célula de combustível portátil.

Programas dos EUA
Em 2003, o presidente dos EUA, George Bush, propôs a Iniciativa de Combustível de Hidrogênio (Hydrogen Fuel Initiative – HFI). O HFI pretendia desenvolver ainda mais células de combustível de hidrogênio e tecnologias de infraestrutura para acelerar a introdução comercial de veículos com célula de combustível. Em 2008, os EUA contribuíram com 1 bilhão de dólares para esse projeto. Em 2009, Steven Chu, então secretário de Energia dos EUA, afirmou que os veículos movidos a hidrogênio “não serão viáveis ​​nos próximos 10 a 20 anos”. Em 2012, no entanto, Chu afirmou que viu os carros movidos a célula de combustível como mais economicamente viáveis, uma vez que os preços do gás natural caíram e as tecnologias de reforma do hidrogênio melhoraram. Em junho de 2013, a Comissão de Energia da Califórnia concedeu US $ 18,7 milhões para estações de abastecimento de hidrogênio. Em 2013, o governador Brown assinou o AB 8, um projeto de lei para financiar US $ 20 milhões por ano por 10 anos para até 100 estações. Em 2013, o DOE dos EUA anunciou até US $ 4 milhões planejados para “desenvolvimento contínuo de sistemas avançados de armazenamento de hidrogênio”. Em 13 de maio de 2013, o Departamento de Energia lançou o H2USA, que está focado no avanço da infraestrutura de hidrogênio nos EUA.

Custo
Em 2010, os avanços na tecnologia de células de combustível reduziram o tamanho, o peso e o custo dos veículos elétricos movidos a célula de combustível. Em 2010, o Departamento de Energia dos EUA (DOE) estimou que o custo das células de combustível de automóvel caiu 80% desde 2002 e que essas células de combustível poderiam ser fabricadas por US $ 51 / kW, assumindo economias de custo de fabricação de alto volume. Os veículos elétricos a célula de combustível foram produzidos com “um driving range de mais de 250 milhas entre o reabastecimento”. Eles podem ser reabastecidos em menos de 5 minutos. Os ônibus de célula de combustível implantados têm uma economia de combustível 40% maior que os ônibus a diesel. O Programa Fuel Cell Technologies da EERE afirma que, a partir de 2011, as células de combustível atingiram uma eficiência de 42 a 53% em plena potência e uma durabilidade de mais de 75.000 milhas com menos de 10% de degradação de tensão, o dobro do alcançado em 2006. Em 2012, a Lux Research, Inc. divulgou um relatório que concluiu que “o custo de capital … limitará a adoção a apenas 5,9 GW” até 2030, fornecendo “uma barreira quase intransponível para a adoção, exceto em aplicações de nicho”. A análise de Lux concluiu que até 2030, as aplicações estacionárias de células de combustível da PEM atingirão US $ 1 bilhão, enquanto o mercado de veículos, incluindo as empilhadeiras de célula de combustível, atingirá um total de US $ 2 bilhões.

Impacto ambiental
O impacto ambiental dos veículos com célula de combustível depende da energia primária com a qual o hidrogênio foi produzido. Os veículos movidos a célula de combustível são apenas ambientalmente benignos quando o hidrogênio é produzido com energia renovável. Se este for o caso, os carros com células de combustível são mais limpos e mais eficientes do que os carros movidos a combustíveis fósseis. No entanto, eles não são tão eficientes quanto os veículos elétricos a bateria, que consomem muito menos energia. Normalmente, um carro de célula de combustível consome 2,4 vezes mais energia do que um carro elétrico de bateria, porque a eletrólise e o armazenamento de hidrogênio são muito menos eficientes do que o uso de eletricidade para carregar diretamente uma bateria.

A partir de 2009, veículos automotores usaram a maior parte do petróleo consumido nos EUA e produziram mais de 60% das emissões de monóxido de carbono e cerca de 20% das emissões de gases de efeito estufa nos Estados Unidos. entre seus usos industriais, foi responsável por aproximadamente 10% das emissões de gases de efeito estufa em toda a frota. Em contraste, um veículo abastecido com hidrogênio puro emite poucos poluentes, produzindo principalmente água e calor, embora a produção do hidrogênio crie poluentes, a menos que o hidrogênio usado na célula a combustível seja produzido usando apenas energia renovável.

Em uma análise de 2005 Well-to-Wheels, o DOE estimou que os veículos elétricos movidos a hidrogênio usando células de combustível com hidrogênio resultariam em emissões de aproximadamente 55% do CO2 por milha de veículos com motor de combustão interna e teriam aproximadamente 25% menos emissões veículos híbridos. Em 2006, Ulf Bossel afirmou que a grande quantidade de energia necessária para isolar o hidrogênio de compostos naturais (água, gás natural, biomassa), empacota o gás leve por compressão ou liquefação, transfere o portador de energia para o usuário, mais a energia perdida quando é convertido em eletricidade útil com células de combustível, deixa em torno de 25% para uso prático. “Richard Gilbert, co-autor de Transport Revolutions: Moving People and Freight without Oil (2010), comenta de forma similar, que a produção de gás hidrogênio acaba usando alguns da energia que ela cria. Então, a energia é absorvida pela conversão do hidrogênio de volta à eletricidade dentro das células de combustível. “” Isso significa que apenas um quarto da energia inicialmente disponível chega ao motor elétrico “… Tais perdas na conversão não são • Empilhe-se bem contra, por exemplo, a recarga de um veículo elétrico (EV) como o Nissan Leaf ou o Chevy Volt de uma tomada de parede. ”Um relatório de 2010 da Well-to-wheels de veículos movidos a célula de combustível de hidrogênio da Argonne National Laborato afirma que as vias renováveis ​​de H2 oferecem benefícios de gás de estufa muito maiores. Este resultado foi confirmado recentemente. Em 2010, uma publicação dos EUA sobre o poço-to-Wheels assumiu que a eficiência da etapa única de comprimir hidrogênio a 6,250 psi (43,1 MPa) na estação de reabastecimento é de 94%. Um estudo de 2016 publicado na edição de novembro da revista Energy por cientistas da Universidade de Stanford e da Universidade Técnica de Munique concluiu que, mesmo assumindo a produção local de hidrogênio, “investir em veículos totalmente elétricos é uma opção mais econômica para reduzir as emissões de dióxido de carbono”. principalmente devido ao seu menor custo e eficiência energética significativamente maior “.

Crítica
Em 2008, o professor Jeremy P. Meyers escreveu na revista Electrochemical Society Interface: “Enquanto as células de combustível são eficientes em relação aos motores de combustão, elas não são tão eficientes quanto as baterias, devido principalmente à ineficiência da reação de redução de oxigênio. … Eles fazem mais sentido para operação desconectada da rede, ou quando o combustível pode ser fornecido continuamente Para aplicações que requerem partidas freqüentes e relativamente rápidas … onde emissões zero são um requisito, como em espaços fechados, como armazéns, e onde o hidrogênio é considerado um reagente aceitável, uma [célula de combustível PEM] está se tornando uma opção cada vez mais atraente [se trocar baterias é inconveniente] “. O custo prático das células de combustível para automóveis continuará alto, até que os volumes de produção incorporem economias de escala e uma cadeia de suprimentos bem desenvolvida. Até então, os custos são aproximadamente uma ordem de grandeza maior do que os objetivos do DOE.

Também em 2008, a Wired News informou que “especialistas dizem que serão 40 anos ou mais antes do hidrogênio ter algum impacto significativo no consumo de gasolina ou no aquecimento global, e não podemos nos dar ao luxo de esperar tanto tempo. Enquanto isso, as células de combustível estão desviando recursos de soluções mais imediatas “. A revista The Economist, em 2008, citou Robert Zubrin, autor de Energy Victory, dizendo: “O hidrogênio é ‘quase o pior combustível possível para o veículo'”. A revista notou que a maior parte do hidrogênio é produzida através da reforma a vapor, que cria pelo menos tanta emissão de carbono por quilômetro quanto alguns dos carros a gasolina atuais. Por outro lado, se o hidrogênio pudesse ser produzido usando energia renovável, “certamente seria mais fácil simplesmente usar essa energia para carregar as baterias de veículos híbridos totalmente elétricos ou plug-in”. O Los Angeles Times escreveu em 2009: “De qualquer maneira que você olhe, o hidrogênio é uma maneira ruim de mover carros”. O Washington Post perguntou em novembro de 2009, “por que você iria querer armazenar energia na forma de hidrogênio e depois usar esse hidrogênio para produzir eletricidade para um motor, quando a energia elétrica já está esperando para ser sugada para fora de toda a América e armazenada?” em baterias auto …? ”

O Motley Fool declarou em 2013 que “ainda existem obstáculos proibitivos em termos de custo [para carros a hidrogênio] relacionados ao transporte, armazenamento e, mais importante, produção”. Rudolf Krebs, da Volkswagen, disse em 2013 que “não importa o quão excelentes sejam os carros, as leis da física impedem sua eficiência geral. A maneira mais eficiente de converter energia em mobilidade é a eletricidade”. Ele elaborou: “A mobilidade de hidrogênio só faz sentido se você usa energia verde”, mas … você precisa convertê-lo primeiro em hidrogênio “com baixa eficiência”, onde “você perde cerca de 40% da energia inicial”. Você então deve comprimir o hidrogênio e armazená-lo sob alta pressão em tanques, que usam mais energia. “E então você tem que converter o hidrogênio de volta para eletricidade em uma célula de combustível com outra perda de eficiência”. Krebs continuou: “no final, dos seus 100% originais de energia elétrica, você acaba com 30% a 40%”.

Em 2014, o futurista automotivo e de energia elétrica Julian Cox publicou uma análise que utilizou dados do governo dos EUA, NREL e EPA, que desmentem as premissas políticas amplamente adotadas sobre os benefícios das emissões alegadas pelo uso do hidrogênio no transporte. Cox calculou as emissões produzidas por milha de ciclo combinado EPA, bem como a roda, por veículos de célula de combustível de hidrogênio reais e números agregados dos indivíduos de teste inscritos no estudo FCL NREL FCV do US DOE. O relatório apresentou dados oficiais que refutam firmemente as alegações do profissional de marketing sobre os benefícios inerentes das células de combustível de hidrogênio nos trens de transmissão de híbridos de gasolina convencionais equivalentes e até mesmo dos carros de pequeno porte de desempenho de trem de acionamento equivalente devido à intensidade de emissão de hidrogênio do gás natural . O relatório continuou a demonstrar a inevitabilidade econômica do uso continuado de metano na produção de hidrogênio devido ao efeito de custo de deslocamento das células de combustível de hidrogênio em quilometragem renovável devido a perdas de conversão de eletricidade de e para o hidrogênio quando comparado ao uso direto de eletricidade veículo elétrico. A análise contradiz as alegações de marketing de fabricantes de veículos envolvidos na promoção de células a combustível de hidrogênio e cujas alegações são freqüentemente refletidas em declarações de políticas públicas. A análise provou que a política pública em relação às células de combustível de hidrogênio foi enganada por equivalências falsas a veículos a gasolina muito grandes, muito antigos ou muito potentes que não refletem com precisão as opções de tecnologias de redução de emissões prontamente disponíveis entre custos mais baixos e pré-existentes novas opções de veículos disponíveis para os consumidores, e também para o contribuinte que financiou a infraestrutura de hidrogênio supérflua com base na premissa de que, em termos científicos, é factualmente falsa. Em vez disso, as alegações de marketing e consequentemente de políticas públicas para o hidrogênio podem ser comprovadas pelos números oficiais da EOD dos EUA como altamente enganosas. Cox escreveu em 2014 que a produção de hidrogênio a partir do metano “é significativamente mais intensiva em carbono por unidade de energia do que o carvão. Confundir o hidrogênio fóssil com o fraturamento hidráulico de folhelhos para um caminho de energia ambientalmente sustentável ameaça encorajar políticas energéticas que diluam e desviem os esforços globais para evitar as alterações climáticas devido ao risco de desviar investimentos e concentrar-se em tecnologias de veículos que sejam economicamente compatíveis com as energias renováveis. ” O Business Insider comentou em 2013:

O hidrogênio puro pode ser derivado industrialmente, mas requer energia. Se essa energia não vem de fontes renováveis, os carros com células de combustível não são tão limpos quanto parecem. Outro desafio é a falta de infraestrutura. Postos de gasolina precisam investir na capacidade de reabastecer tanques de hidrogênio antes que os FCEVs se tornem práticos, e é improvável que muitos o façam enquanto houver poucos clientes na estrada hoje. … Compondo a falta de infra-estrutura é o alto custo da tecnologia. As células de combustível são “ainda muito, muito caras”.

Em 2014, o blogger do clima e ex-funcionário do Departamento de Energia, Joseph Romm, dedicou três artigos a críticas de veículos movidos a hidrogênio. Ele afirmou que os FCVs ainda não superaram os seguintes problemas: alto custo dos veículos, alto custo de combustível e falta de infraestrutura de fornecimento de combustível. “Seriam necessários vários milagres para superar todos esses problemas simultaneamente nas próximas décadas”. Além disso, ele disse, “FCVs não são verdes” por causa da fuga de metano durante a extração de gás natural e quando o hidrogênio é produzido, como 95% dele, usando o processo de reforma a vapor. Ele concluiu que a energia renovável não pode ser economicamente usada para produzir hidrogênio para uma frota do FCV “tanto agora como no futuro”. O analista da GreenTech Media chegou a conclusões semelhantes em 2014. Em 2015, a Clean Technica listou algumas das desvantagens dos veículos movidos a célula de hidrogênio, assim como o Car Throttle. Outro escritor da Clean Technica concluiu que “embora o hidrogênio possa ter um papel a desempenhar no mundo do armazenamento de energia (especialmente o armazenamento sazonal), parece um beco sem saída quando se trata de veículos convencionais”.

Uma análise de 2017 publicada na Green Car Reports descobriu que os melhores veículos movidos a célula de combustível de hidrogênio consomem “mais de três vezes mais eletricidade por milha do que um veículo elétrico … geram mais emissões de gases do efeito estufa do que outras tecnologias de powertrain … custos de combustível muito elevados … Considerando todos os obstáculos e exigências para a nova infraestrutura (estimada em até US $ 400 bilhões), os veículos movidos a células de combustível parecem ser, na melhor das hipóteses, uma tecnologia de nicho, com pouco impacto no consumo de petróleo dos EUA. Em 2017, Michael Barnard, escrevendo na Forbes, listou as desvantagens contínuas dos carros movidos a célula de hidrogênio e concluiu que “em 2008, ficou muito claro que o hidrogênio era e seria inferior à tecnologia das baterias como armazenamento de energia para veículos”. 2025 os últimos hold outs provavelmente deveriam estar se aposentando de seus sonhos com células a combustível.

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