W kontekście toczącej się globalnie dyskusji o przyszłości transportu indywidualnego, jak i komercyjnego nie sposób nie zadawać sobie pytań o to, jakie paliwo czy też – mówiąc szerzej – źródło zasilania będzie dominować w pojazdach w perspektywie kilku, kilkunastu czy też kilkudziesięciu lat. Kurs obrany przez Unię Europejską wydaje się jasny – kraje wspólnoty mają dążyć do elektromobilności, a więc zasilania pojazdów prądem elektrycznym. Cel ten jest jednak w ostatnim czasie coraz częściej poddawany w wątpliwość nie tylko w innych częściach świata, ale i w samej Europie. Jakie są alternatywy? W tym artykule poddamy analizie kilka najpopularniejszych.
Paliwa alternatywne – analiza potencjalnych rozwiązań
Zmieniający się szybciej niż kiedykolwiek w przeszłości rynek transportu i energetyki stawia przed nami pytanie o to, jakie paliwa będą dominować w przyszłości? W obliczu rosnącej presji na ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, rozwój paliw alternatywnych stał się kluczowym elementem globalnej transformacji energetycznej. Ostatnie lata wykazały jednak, że owa transformacja nie przebiega zgodnie z powziętymi założeniami. W naszym artykule omówimy potencjalne paliwa przyszłości, takie jak energia elektryczna, wodór, wykorzystywane w transporcie gazy – LNG, LPG, CNG oraz biogaz, przedstawimy ich rozwój w obliczu wyzwań infrastrukturalnych i konkurencji ze strony tradycyjnych paliw.
Elektromobilność: energia elektryczna to przyszłość transportu?
Prąd jako paliwo zyskuje na znaczeniu, dzięki stale rosnącej liczbie pojazdów elektrycznych (EV) i hybrydowych typu plug-in na rynku. W 2023 roku globalna sprzedaż pojazdów elektrycznych przekroczyła 14 milionów sztuk (dane Międzynarodowej Agencji Energetycznej – IEA), co stanowiło wzrost o ok. 25% względem roku poprzedzającego. Choć nie mamy jeszcze pełnych danych globalnych za rok 2024, analizy poszczególnych rynków wykazują spadek dynamiki wzrostu. Sprzedaż była prawdopodobnie wyższa niż w roku 2023, jednak na wielu rynkach (w tym głównie europejskich) zanotowano spadki w ujęciu rok do roku. Choć teoretycznie stały rozwój technologii baterii litowo-jonowych oraz inwestycje w publicznie dostępne stacje ładowania powinny przyczyniać się do wzrostu popularności EV, elektromobilność nadal stoi przed wyzwaniami. Według IEA, do 2030 roku liczba publicznych stacji ładowania powinna wzrosnąć z obecnych 2,7 miliona do około 40 milionów, co wymaga inwestycji rzędu 100 miliardów dolarów. Koszty te są szczególnie odczuwalne w krajach rozwijających się, gdzie infrastruktura energetyczna jest niedostatecznie rozwinięta.
Ogromnym wyzwaniem dla elektromobilności jest sektor transportu komercyjnego. Wbrew oczekiwaniom sprzed dekady, rozwój technologii magazynowania energii nie postępuje tak szybko, aby można było już dziś produkować ciężarówki, będące w stanie konkurować z możliwościami pojazdów wyposażonych w silniki wysokoprężne. Problemem są nie tylko braki w infrastrukturze sieci szybkiego ładowania pojazdów, ale także waga i pojemność baterii, przekładające się na krótkie zasięgi i wysoką masę całkowitą pojazdów, która w przypadku transportu oznacza ograniczenie możliwości przewozowych. Choć w transporcie lokalnym (tzw. dostawach ostatniej mili) udział pojazdów elektrycznych systematycznie rośnie, w sektorze dystrybucyjnym, a zwłaszcza długodystansowym stale dominują pojazdy zasilane paliwami tradycyjnymi. Eksperci szacują, że taki stan rzeczy może utrzymać się jeszcze przez co najmniej dekadę, przy czym na długich dystansach upatrują szans dla paliw alternatywnych wobec diesla oraz elektryczności.
Czy wodór to paliwo przyszłości?
Wodór jest postrzegany jako jedno z najbardziej obiecujących paliw alternatywnych, szczególnie w sektorach transportu ciężkiego i lotnictwa. Pojazdy napędzane ogniwami paliwowymi (FCEV) oferują zasięg porównywalny z samochodami spalinowymi i szybki czas tankowania.
Jednym z największych wyzwań jest jednak produkcja wodoru. Obecnie 95% globalnej produkcji wodoru pochodzi z paliw kopalnych, co oznacza, że jego ślad węglowy pozostaje znaczący. Technologie takie jak elektroliza wody z wykorzystaniem energii odnawialnej mogłyby zmniejszyć emisje, ale wiążą się z wysokimi kosztami. Dodatkowo infrastruktura tankowania wodoru wymaga olbrzymich nakładów inwestycyjnych. W ostatnich latach infrastruktura ta rozwija się w zauważalnym tempie, szczególnie w regionach, które stawiają na dekarbonizację transportu. Japonia jest liderem w tej dziedzinie, z ponad 160 publicznymi stacjami tankowania wodoru na koniec 2023 roku. Również Niemcy zainwestowały znaczne środki w rozwój sieci stacji, osiągając liczbę ponad 100 stacji w tym samym okresie.
Według raportu Hydrogen Council, liczba stacji tankowania wodoru na świecie wzrosła z około 350 w 2019 roku do ponad 1000 w 2023 roku. Największe wzrosty odnotowano w Azji i Europie, gdzie rządy oferują subsydia dla operatorów stacji oraz dopłaty do zakupu pojazdów napędzanych wodorem. Barierą dla szybszego rozwoju tej infrastruktury są wysokie koszty budowy jednej stacji tankowania, szacowane na 1-2 miliony dolarów. Dodatkowo, logistyka transportu i magazynowania wodoru wymaga zaawansowanych technologii, takich jak zbiorniki kriogeniczne czy systemy kompresji gazu. Perspektywy na przyszłość są obiecujące, jednak jest to przyszłość dość daleka. W ramach europejskiego projektu H2Haul planuje się budowę sieci stacji tankowania wodoru dla transportu ciężkiego. W USA natomiast rozwijany jest program „Hydrogen Hubs”, który przewiduje inwestycje rzędu 8 miliardów dolarów na rozwój lokalnych klastrów wodoru. Inwestycje te będą rozłożone na lata i ich powodzenie w dużej mierze zależne jest od koniunktury gospodarczej. W obecnej chwili pojazdy zasilane wodorem nie są w stanie stanowić realnej konkurencji dla pojazdów korzystających z paliw tradycyjnych – nie tylko ze względu na koszty, ale także dostępność i użyteczność, ściśle powiązaną z ubogą infrastrukturą tankowania.
Czy gazy LNG, CNG i LPG to nadal przyszłość transportu?
Skroplony gaz ziemny (LNG), sprężony gaz ziemny (CNG) oraz gaz płynny (LPG) są paliwami, które od lat znajdują zastosowanie w transporcie. Szczególnie atrakcyjny jest LNG, który dzięki wysokiej gęstości energetycznej sprawdza się w transporcie morskim i ciężkim.
W porównaniu z benzyną czy olejem napędowym, gazy te generują mniej dwutlenku węgla podczas spalania. Niemniej jednak ich wykorzystanie wymaga rozbudowy infrastruktury tankowania, co w wielu krajach wciąż stanowi barierę. Prognozy wskazują, że globalny rynek LNG w transporcie może wzrosnąć z 12 miliardów dolarów w 2022 roku do 20 miliardów dolarów w 2030 roku. Nie jest to skala, która mogłaby znacząco wpłynąć na rynek paliw tradycyjnych. W Europie rozwój LNG w transporcie został w ostatnich latach wyhamowany ze względu na kryzys, będący konsekwencją wojny rosyjsko-ukraińskiej. Zaszły wówczas gwałtowne zmiany w dostawach i cenach tego surowca. Konflikt zakłócił tradycyjne szlaki dostaw gazu ziemnego z Rosji do Europy, co zmusiło wiele krajów do poszukiwania alternatywnych źródeł. W pewnym momencie cena LNG wzrosła na tyle, że firmy transportowe, operujące pojazdami zasilanymi tym gazem, rezygnowały z wykonywania transportów. Tysiące pojazdów stało na parkingach, w oczekiwaniu na zmianę koniunktury. Kryzys na rynku LNG uwydatnił problemy infrastrukturalne – brak wystarczającej liczby terminali LNG, a także ograniczoną przepustowość gazociągów wewnątrz Europy. W obecnym momencie rynkowi eksperci nie mają wątpliwości, że wykorzystanie LNG w transporcie będzie systematycznie rosło. Ze względu na niedawne wydarzenia, spadło jednak społeczne zaufanie do tego gazu przedsiębiorców z branży transportowej, co przekłada się negatywnie na tempo wzrostu.
Biogaz – energia z odpadów przyszłością transportu?
Biogaz, produkowany z odpadów organicznych, to kolejne paliwo alternatywne o dużym potencjale. Jest to rozwiązanie nie tylko ekologiczne, ale także gospodarczo opłacalne w regionach, gdzie dostępność biomasy jest wysoka. Biogaz może być wykorzystywany w pojazdach napędzanych CNG lub przerabiany na biometan, który ma podobne właściwości jak gaz ziemny.
Barierą dla szerokiego zastosowania biogazu jest jednak ograniczona skala produkcji. Według raportu Europejskiego Stowarzyszenia Biogazu, obecna produkcja w UE pokrywa jedynie 5% zapotrzebowania na gaz w sektorze transportu. Budowa nowych biogazowni wymaga nie tylko inwestycji, ale również akceptacji społecznej, która bywa utrudniona przez obawy mieszkańców dotyczące możliwych uciążliwości czy wpływu na lokalne środowisko. Ponadto konieczne jest uproszczenie procedur administracyjnych oraz zapewnienie stabilnych subsydiów dla producentów biogazu, by rozwój tego sektora mógł przyspieszyć.
Do paliw alternatywnych należy (daleka) przyszłość
Mimo dynamicznego rozwoju paliw alternatywnych ich szerokie zastosowanie w transporcie pozostaje wyzwaniem. Wysokie koszty inwestycji w infrastrukturę, potrzeba dalszego rozwoju technologii oraz ograniczenia produkcji wciąż opóźniają ich pełne wdrożenie. Jednocześnie paliwa tradycyjne, takie jak benzyna i olej napędowy, nadal dominują ze względu na dobrze rozwiniętą infrastrukturę, dostępność i relatywnie niskie koszty.
Jednak dalsza przyszłość transportu bez wątpienia zmierza w kierunku dekarbonizacji. W perspektywie najbliższych dekad paliwa alternatywne będą odgrywać coraz większą rolę, szczególnie w sektorach wymagających redukcji emisji. Kluczowe będą inwestycje w badania, rozwój i infrastrukturę oraz współpraca międzynarodowa, aby zapewnić płynne przejście do zrównoważonego systemu transportowego.
Źródła danych do artykułu:
– raporty Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA);
– raport Hydrogen Council;
– analiza globalnego zużycia paliw BP Statistical Review of World Energy;
– raport European Biogas Association (EBA);
