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O futuro do caminhão a hidrogênio

O hidrogênio (H₂) pode ser usado para alimentar veículos comerciais pesados ​​com praticamente zero emissões — em outras palavras, sem emissões diretas de gases de efeito estufa (especialmente CO₂) e poluentes atmosféricos (óxidos de nitrogênio, fuligem, etc.). É por isso que os caminhões a hidrogênio são legalmente definidos como veículos de emissão zero na UE, o que significa que eles têm preferência quando se trata de coisas como pedágios para caminhões ou proibições de entrada em centros urbanos.

No entanto, os caminhões a hidrogênio ainda estão atrasados ​​em relação aos veículos elétricos a bateria (BEVs) em termos de tecnologia e implementação. Os caminhões BEV estão gradualmente se tornando disponíveis como veículos de produção para transporte de curta distância; a partir de 2025, também haverá caminhões BEV de longa distância com alcance de até 500 quilômetros. Em contraste, os veículos a hidrogênio estão disponíveis apenas como protótipos ou, no melhor dos casos, produzidos em lotes muito pequenos. Ainda não está claro qual propulsão a hidrogênio e qual método de reabastecimento prevalecerão.

Uma distinção básica é feita entre caminhões a hidrogênio com motor de combustão interna (HICEVs) e aqueles com trem de força elétrico de célula de combustível de hidrogênio (FCEVs). Os HICEVs fazem uso da tecnologia de combustão e diesel existente: o hidrogênio é injetado em um motor a pistão e inflamado, e a energia liberada é convertida em movimento e calor. Essa tecnologia tem seus prós e contras. No lado positivo, é baseada na tecnologia de combustão madura de hoje. No momento, isso é uma vantagem, mas com a mudança crescente em direção às plataformas de veículos elétricos, pode acabar se revelando uma desvantagem, pois os OEMs se concentrarão em uma única plataforma a longo prazo. Além disso, os HICEVs emitem quantidades residuais mínimas de CO₂ e poluentes atmosféricos. Dos principais fabricantes de veículos comerciais, MAN, Volvo e DAF anunciaram sua intenção de prosseguir com o desenvolvimento da tecnologia de ICE de hidrogênio.

Foco especial: A célula de combustível

Quando se trata de tecnologias de hidrogênio, a maioria dos principais fabricantes de veículos comerciais está se voltando para células de combustível. Em uma célula de combustível, ocorre uma reação catalítica que alivia os átomos de hidrogênio de um elétron. Isso gera eletricidade que é consumida diretamente pelo trem de força elétrico ou armazenada em uma bateria de reserva. Em combinação com o oxigênio aspirado, a reação produz vapor de água (H₂O) e calor como produtos residuais. O caminhão FCEV é baseado em plataformas de e-mobilidade e a tecnologia é mais eficiente do que os acionamentos ICE de hidrogênio comparáveis. A Daimler Trucks, a Volvo e a Iveco, em particular, estão trabalhando em conceitos de FCEV para caminhões tratores e já têm protótipos na estrada. No entanto, veículos de produção genuínos com uma rede de serviços associada não serão anunciados antes do final da década. A fabricante sul-coreana Hyundai está, atualmente, produzindo um pequeno lote de caminhões FCEV com a célula de combustível XCIENT, e a DACHSER tem usado um veículo e reboque de hidrogênio Hyundai em operação de dois turnos por mais de um ano. Com um alcance de mais de 400 quilômetros, o veículo geralmente se desloca entre sua base em Magdeburg (capital do estado da Saxônia-Anhalt) e Berlim sem problemas.

A tecnologia de célula de combustível em si já é bastante madura em caminhões; o que está faltando é um padrão para armazenar hidrogênio no veículo. Três sistemas estão disputando a posição: armazenar hidrogênio gasoso em cilindros de gás pressurizados a 350 bar é padrão em ônibus urbanos e, por exemplo, em caminhões Hyundai também. A tecnologia de 350 bar é testada e comprovada, e o número de postos de abastecimento que usam essa tecnologia é correspondentemente alto. No entanto, ele tem uma grande desvantagem: os cilindros de gás comprimido exigem bastante espaço, de modo que, com as dimensões fornecidas do veículo, atingir alcances de mais de 500 quilômetros é virtualmente impossível sem sacrificar o espaço de carga. Isso significa que a 350 bar, não há vantagem direta de alcance sobre os BEVs.

Fabricantes como Daimler e Iveco estão, portanto, buscando a tecnologia de 700 bar. Armazenado em cilindros de gás a uma pressão mais alta, o hidrogênio permite alcances de cerca de 750 quilômetros sem qualquer perda de espaço de carga. A rede necessária de postos de abastecimento de 700 bar para caminhões deve ser construída na rede rodoviária central da UE até 2030 com base no regulamento AFIR.

A Daimler está buscando a mais ambiciosa tecnologia de armazenamento de hidrogênio. O hidrogênio que foi liquefeito sob pressão em baixas temperaturas (LH₂) pode ser armazenado em recipientes especiais como um líquido. É comparável à tecnologia de GNL, onde o gás natural é liquefeito sob condições semelhantes. A alta densidade energética da tecnologia LH₂ deve permitir alcances de caminhões de mais de 1.000 quilômetros. No entanto, como o processo de liquefação consome muita energia, essa tecnologia de armazenamento de hidrogênio ainda é a mais distante da disponibilidade generalizada.