Supernáklaďák Komatsu 930E-4: Největší vodíkem poháněný automobil světa

Vodíkový pohon vnímají mnozí jako jasnou cestu vstříc zelenějším a úspornějším zítřkům a nejnovější technický počin posouvá koncept strojů na elektřinu o značný kus vpřed. Zmíněné nákladní auto totiž nebere energii ze sítě, ale vyrábí si ji spalováním vodíku ve vlastních útrobách. Jako jedinou emisi přitom produkuje vodu. Na první pohled udržitelná technologie však trpí značnými porodními bolestmi nejen s ohledem na velikost stroje, nýbrž i kvůli logistickým výzvám. 

Podle skeptiků vodík nikdy nezvládne pohánět veškeré lidmi využívané stroje. A pravdou zůstává, že v současnosti brázdí silnice jen dva modely osobních automobilů na zmíněný plyn, a sice Toyota Mirai a Hyundai Nexo. Technologie se testovala i pro autobusy, vlaky či lodě s omezeným dojezdem a ve všech případech se zdá být použitelná. Problém vězí v nutnosti vybudovat infrastrukturu: Zatímco „klasické“ elektroauto lze napojit na běžnou síť, vodíkový pohon by vyžadoval nejen nové čerpací stanice, ale také zázemí pro masovou produkci klíčového prvku – a ta není z hlediska vložené energie právě úsporná. Uplatňování vodíku na malé škále pro specializovaná těžební a transportní zařízení proto možná znamená nejlepší první krok k průmyslovému využití. 

Začínáme nejtěžším

Těžařská společnost Anglo American tak nyní v rámci projektu NuGen odhalila největší vodíkový nákladní automobil světa: Model Komatsu 930E-4 uveze až 315 tun, je vysoký asi jako třípatrový dům a v základní verzi vyjde v přepočtu na 115 milionů korun. Už ve standardní konfiguraci je navržen jako hybridní, pohání ho dieselový i elektrický motor, přesto během jediného dne provozu spotřebuje až 3 000 litrů nafty. Jen stěží si lze proto představit zařízení, jemuž by přechod na zelené palivo prospěl víc. 

Vymyslet konverzi pro Anglo American dostala za úkol společnost First Mode. Podle jejího ředitele Chrise Voorheese se ovšem zpočátku zdálo, že se jedná o nesplnitelný cíl. „Přechod na vodík nebyl v uvedeném případě vůbec snadný. Vlastně by se dalo říct, že jsme začali tou největší výzvou.“

Uhánějící budova

Voorhees a mnozí jeho kolegové dřív navrhovali a konstruovali marsovské rovery pro NASA. Tentokrát však postupovali tak trochu od konce. Zatímco při stavbě vesmírné techniky je od počátku omezovala maximální hmotnost finálního objektu, zde převzali téměř 300 tun oceli a museli ji rozpohybovat novátorským řešením. „Komatsu 930E-4 v podstatě představuje budovu, která uhání rychlostí pětašedesáti kilometrů v hodině,“ vysvětluje Voorhees. 

Nový pohon navíc museli vtěsnat do míst, kam se předtím vešel relativně kompaktní dieselelektrický motor s 18 válci o hmotnosti 10 tun. Vodíková technologie ovšem vyžaduje víc prostoru, nemluvě o tom, že v případě Komatsu musí soustrojí odolat i nárazům, vibracím a dalším komplikacím, které se pojí s provozem v rozsáhlých povrchových dolech. Čistě vodíkový pohon, jenž by uváděl motor do chodu přímým spalováním plynu, tak inženýři smetli ze stolu. 

Srdce z vodíku

Řešení se zhmotnilo v motoru, který má opět hybridní podobu. Z nádrží stlačeného vodíku se napájejí palivové články, v nichž vzniká proud a pohání veškeré systémy i kola Komatsu 930E-4. Jako bonus dostalo vozidlo do vínku sedm lithium-iontových baterií, které se nabíjejí brzděním: Experimentální stroj se má využívat v jihoafrických dolech Mogalakwena, kde bude překonávat zhruba 7% stoupání a klesání – přičemž právě při jízdě dolů se pomocí regenerativních brzd vytváří využitelná energie. A aby byl celý systém co nejzelenější, postarají se o získávání vodíku speciální solární elektrárny o výkonu 140 MW.

Podle Voorheese se jeho společnost pustila jako první do elektrifikace těžebního průmyslu, protože ten musí z hlediska klimatické změny projít co nejrychlejší a nejdrastičtější inovací. „Zmíněné odvětví za posledních sto let přirozeně vyrostlo. Z hlediska ekologie a optimalizace se přitom vyvíjelo jen na hraně nutnosti, aby bylo co nejvýdělečnější. Teď se proto bude muset zásadně změnit,“ dodává inženýr. 

Vytvořit nemožné 

Na základě funkčního prototypu se předpokládá, že se projekt NuGen v širším měřítku podaří implementovat do roku 2026. V osmi dolech společnosti Anglo American by tak již v roce 2030 měla jezdit vozidla, která by nepřispívala k oteplování planety, a na zcela bezemisní chod by chtěla firma přejít do roku 2040. „Asi osmdesát procent veškeré spotřeby nafty v našich dolech jde na vrub obrovských náklaďáků,“ vysvětluje Julian Soles, vedoucí oddělení technologického vývoje, těžby a udržitelnosti v Anglo American.

TIP: Bezemisní doprava: Patří budoucnost molekulám vodíku?

Společnost přitom o přechod na alternativní pohon usilovala již dřív, ale výrobci ji odmítali s tím, že postavit nákladní stroje poháněné vodíkem není možné. „Nakonec jsme pro naše vozy museli sami zbudovat celý ekosystém tvořený fotovoltaickou sítí, elektrolyzérem a nabíjecí stanicí palivových článků,“ dodává Soles. „Ještě před třemi lety nás všichni odbývali tvrzením, že přechod na vodík není možný. Teď je řada na nich, aby si z nás vzali příklad.“