Toyota pracuje nad wykluczeniem diesli z ciężarówek. Technologia wodorowa jest już niemal gotowa
Rosnące wymogi redukcji emisji w transporcie ciężkim sprawiają, że producenci pojazdów szukają alternatyw dla klasycznego oleju napędowego. Jedną z najbardziej obiecujących dróg jest wodór zasilający ogniwa paliwowe, które wytwarzają energię elektryczną bezpośrednio na pokładzie pojazdu. Toyota – we współpracy z europejskimi i azjatyckimi partnerami – pokazała już prototypy ciągników siodłowych spełniające typowe wymagania floty regionalnej, a pierwsze testy potwierdzają, że technologia może konkurować z silnikami wysokoprężnymi pod względem osiągów i dostępności.
• 2022 – start programu Toyota & VDL na bazie platformy DAF CF
• 2023 – prototypy ukończyły 80 000 km testów bez poważnych awarii
• Zasięg: 400 km przy średnim zużyciu 7 kg H₂/100 km
• Układ napędowy: 2 × 160 kW ogniwo paliwowe, bateria 210 kWh, silnik 360 kW
• Bariery: cena wodoru 10–18 EUR/kg w UE, gęstość stacji co 200 km
Geneza programu i konsorcjum partnerów
Impulsem do rozpoczęcia projektu były europejskie cele redukcji CO₂ dla pojazdów ciężarowych – 45 % do 2030 r. oraz 90 % do 2040 r. Toyota Motor Europe, posiadająca doświadczenie w produkcji seryjnych ogniw paliwowych (Mirai), nawiązała współpracę z holenderskim VDL Groep. Jako bazę wybrano popularny na rynku ciągnik siodłowy DAF CF, wyposażony pierwotnie w napęd elektryczny. Pakiet wodorowy opracowano w belgijskim ośrodku badawczym Toyoty, a integracją podwozia zajęły się zakłady VDL w Eindhoven. Do projektu dołączyły także firmy Shell i Air Liquide, zapewniające mobilne stacje H₂ w Beneluksie i Nadrenii.
Architektura układu napędowego
Siedem kompozytowych zbiorników umieszczonych pionowo za kabiną magazynuje łącznie 39 kg wodoru sprężonego do 350 barów. Gaz trafia do dwóch modułów ogniw paliwowych trzeciej generacji, z których każdy osiąga moc szczytową 160 kW. Nadwyżka energii i rekuperacja z hamowania ładują akumulator trakcyjny o pojemności 210 kWh – dzięki temu zestaw może pracować jak hybryda, zwiększając sprawność w mieście. Silnik elektryczny o mocy 360 kW (490 KM) przenosi moment na oś tylnią przez standardową skrzynię dwubiegową, co upraszcza integrację z istniejącym układem mostów.
Różnice względem klasycznego ciągnika z dieslem
Gotowy do pracy pojazd waży około 11 t, czyli mniej więcej 400 kg więcej niż odpowiadający mu wariant dieslowski z pełnym bakiem. Dopuszczalna masa zestawu 40 t pozostaje bez zmian dzięki unijnemu rozporządzeniu zezwalającemu na dodatkową masę w pojeździe zeroemisyjnym. Wodorowy ciągnik przyspiesza od 0 do 80 km/h w 25 s, podobnie jak jednostki wysokoprężne o mocy 500 KM, lecz oferuje wyższy moment od ruszenia i dużo niższy hałas (około 60 dB przy pełnym obciążeniu). Tankowanie pod 350 barami trwa 15–20 min, czyli dwukrotnie dłużej niż napełnienie 600-litrowego zbiornika oleju napędowego, lecz znacznie krócej niż ładowanie akumulatorów o porównywalnym zasięgu.
Parametry eksploatacyjne i dotychczasowe testy
Pojazdy kursują regularnie pomiędzy Diest, Rotterdamem, Antwerpią, Lille oraz Kolonią – trasy te dobrano ze względu na obecność publicznych lub firmowych dystrybutorów H₂. Średnie zużycie w ruchu autostradowym wynosi 7 kg/100 km, a w transporcie regionalnym z większym udziałem startów i hamowań spada do około 6,2 kg. Na samej baterii ciągnik przejeżdża 90–100 km, co pozwala wjechać do stref niskiej emisji, gdyby w pobliżu nie było stacji wodorowej. Pierwsze cztery prototypy przekroczyły łącznie 80 000 km bez awarii układu ogniw, a jedyne przerwy serwisowe dotyczyły standardowych czynności przy układzie jezdnym.
Infrastruktura i koszty wodoru
Komercjalizacja wodorowego frachtu zależy przede wszystkim od gęstości sieci tankowania. Europejski pakiet AFIR wymaga, aby do 2030 r. stacje dla ciężarówek pracujące pod 700 barami były rozmieszczone co 200 km wzdłuż korytarzy TEN-T. Obecnie w UE działa niespełna 170 publicznych punktów, z czego tylko kilka przystosowano do wielkości ciężarówki. Cena 1 kg wodoru w Europie Zachodniej waha się między 10 a 18 EUR, co przekłada się na równowartość 3,2–5,5 EUR/100 km – nadal drożej niż olej napędowy przy średniej cenie 1,6 EUR/l (około 2,6 EUR/100 km dla ciągnika 28 l/100 km). W Chinach, dzięki subsydiom produkcyjnym i tańszej energii, kilogram wodoru kosztuje około 5 EUR, a funkcjonuje tam już ponad 400 stacji obsługujących 4 000 pojazdów ciężarowych na ogniwa paliwowe.
Perspektywy rozwoju do 2030 roku
Toyota deklaruje, że kolejne generacje modułów będą miały wyższą gęstość mocy, a zbiorniki pracujące pod 700 barami umożliwią zwiększenie zasięgu do 800 km bez powiększania rozstawu osi. Rozważane są także dyspensery średniego przepływu z dwiema końcówkami, skracające czas tankowania do 10 min. Według analityków IEA skokowy spadek kosztów zielonego wodoru (poniżej 5 EUR/kg w Europie) może nastąpić w drugiej połowie dekady, gdy na rynek trafią wielkoskalowe elektrolizery gigawatowej klasy. Jeśli infrastruktura nadąży za popytem, producent zakłada małoseryjną produkcję ciągników w 2027 r., a od 2030 r. możliwość zakupu w regularnej ofercie, co pozwoli flotom spełnić coraz surowsze limity CO₂ bez poświęcania dystansu ani ładowności.
