Inginerii finlandezi au instalat primul motor uriaş cu hidrogen din lume cu rol de producţie a electricităţii într-o centrală din Spania

Hidrogenul e un element chimic cu calităţi care-i fascinează pe chimişti, fizicieni şi ingineri de mult timp încoace, iar în ultimele decenii, în tendinţa de reduce emisiile de CO2, hidrogenul e văzut adeseori ca o tehnologie de alternativă de propulsie fără emisii. Această atractivitate vine din faptul că hidrogenul poate fi produs din energie regenerabilă, prin electroliza apei. Iar în propulsie hidrogenul poate fi folosit fie prin pile cu combustie, car produc electricitate pe cale electrochimică, fie prin combustie directă a hidrogenului în motoare cu ardere internă. Şi există deja suficient de multe exemple de dezvoltare a motoarelor cu combustie de hidrogen — MAN are asemenea motoare pe un model TGX de serie limitată, Liebherr are încărcătoare frontale cu asemenea motoare, dar şi Toyota are elaborări avansate în aceeaşi direcţie. Ei bine, acum inginerii finlandezi de la Wartsila au instalat primul motor uriaş cu hidrogen din lume cu rol de producţie a electricităţii într-o centrală din Spania.

În multe ţări ale lumii, de mulţi ani există centrale cu motoare cu combustie, care operează de obicei ori cu gaz, ori cu motorină, şi produc electricitate. Aceste centrale au adeseori un rol auxiliar de stabilizare a reţelei, de a suplini rapid cantităţile necesare de putere electrică în reţea, având avantajul de a putea porni rapid, de obicei în circa 1-2 minute ajungând la puterea nominală. În timpurile când nu existau centralele de baterii, aceste centrale erau printre soluţiile cele mai rapide de a stabiliza reţeaua.

Cei de la Wartsila au pregătit acum primul asemenea motor uriaş cu rol de stabilizare a reţelei, doar că acesta operează cu combustie de hidrogen, în loc de gaz sau diesel. Noul motor va avea rol de stabilizare a reţelei la o centrală din regiunea Bermeo din Spania, iar de fiecare dată când va fi inclus în operare pentru a stabiliza reţeaua, va genera zero emisii.

Doar că aici noi nu putem să nu ne amintim şi de un motor cu rol similar de generator electric, care funcţiona tot cu combustie de hidrogen, pe care Rolls-Royce l-a instalat în iulie 2025 într-un sistem energetic dintr-un port din Germania. Rolls-Royce a instalat acolo mai multe motoare la număr, toate având arhitectură V12 şi peste 1.300 CP.

Inginerii Rolls-Royce spuneau atunci că percepţia că un motor cu combustie are nevoie doar de mici adaptări la sistemul de injecţie pentru a opera cu hidrogen nu e adevărată, iar pe motorul lor modificările au fost mult mai profunde. Inginerii Rolls-Royce au dezvoltat turbosuflante noi, deoarece combustia de hidrogen are nevoie de mai mult aer. De asemenea, e nevoie de un raport de compresie diferit, mai mic, spuneau inginerii Rolls-Royce, din acelaşi motiv al caracteristicii hidrogenului de a fi mai inflamabil. Pe lângă asta, hidrogenul e injectat exact înainte de cilindru, nu în galeria de admisie, cum se întâmplă la combustia cu gaz. Injectarea hidrogenului în admisie dă un risc mare de combustie spontană, care ar fi distructivă pentru motor, mai spuneau inginerii britanici. Iar pe lângă asta şi tot managementul electronic al motorului e diferit, cu noi senzori şi cu alţi algoritmi.

Eu bine, acest motor V12 Rolls-Royce cu combustie de hidrogen are o putere electrică de 1 MW putere. Noul motor Wartsila, însă, se bazează pe motoarele navale din familia Wartsila 31, în 4 timpi, mult mai mari. Configuraţiile de cilindri pot fi variate, iar volumul unui singur cilindru e de 32,46 litri, cu un alezaj de 31 cm şi o cursă de 42 cm.

Wartsila a anunţat încă acum doi ani că dezvoltă o serie nouă de motoare 31H2, dedicate combustie cu hidrogen, şi menţiona atunci ca repere principale configuraţiile V12 şi V20, dar în versiunea de operare cu gaz există şi V16, şi V10.

Primul motor de test, instalat acum în Spania, are blocuri cilindrice cu 5 cilindri pe fiecare parte, prin urmare ave de-a face cu un V10, iar cilindreea totală ar fi 324,6 litri, cu o putere aproximativă de 6 MW. Tocmai acest calibru uriaş de cilindree şi putere le permite inginerilor să spună că e primul motor uriaş cu combustie de hidrogen cu asemenea rol, or anvergura acestuia e mult mai mare decât la motorul Rolls-Royce pe care l-am menţionat mai sus.

Noul motor ajunge la sincronizare perfectă cu reţeaua electrică şi livrează puterea nominală la doar 30 secunde de la start, ceea ce-l face şi mai valoros ca element de stabilizare în reţea. Inginerii finlandezi sunt mai discreţi în a menţiona modificările exacte făcute pentru operarea cu hidrogen, dar menţionează modificări la chiulasă pentru evitarea combustiei spontane, un sistem injecţie special şi un sistem de tratare SCR a gazelor de evacuare, care ar trebui să fie formate doar din vapori de apă, dar în practică apar şi NOx, care sunt captaţi de acest sistem.

Motorul Wartsila 31 e un soi de „B58” sau „S58” al industriei maritime şi energeticii, fiind la fel de emblematic şi comparabil de eficient în transformarea energiei din combustibil mecanic, precum sunt de emblematice cele două motoare de BMW în lumea auto. Doar că Wartsila 31 chiar a obţinut la un moment dat şi recordul mondial pentru cel mai eficient motor cu ardere internă din lume, în versiunea sa diesel, cu o eficienţă de 50,7%. Iar ulterior finlandezii au creat şi o versiune care rulează cu gaz natural lichefiat, care avea sisteme adiţionale care să prevină emisiile de NOx şi gaz metan nears în atmosferă, iar din acea versiune pe gaz a derivat acum şi motorul cu hidrogen, despre care vorbim azi. Prin urmare, e un motor cu inginerie excelentă, demonstrată deja în timp, care a promit toate adaptările necesare pentru a funcţiona ireproşabil şi cu hidrogen.

Finlandezii spun că motorul e gândit pentru a putea fi încadrat şi în configuraţii mai mari V12, V16 sau V20 în centrale mai mari, care să aibă 5-10 motoare sau mai mult şi să le poată porni flexibil. O centrală cu 10 motoare V20 de acest timp ar putea avea cam 120 MW putere electrică, suficient cât să contribuie esenţial la stabilizarea reţelelor electrice în momentele de salturi mai rapizi a cererii în sistem.

Totuşi, întotdeauna când vorbim despre ideea unei centrale care să producă electricitate din hidrogen — fie că o face prin motoare cu ardere internă, fie că ar face prin turbine cu gaz, care ar opera cu hidrogen — nu putem să nu remarcăm şi lanţul un pic ilogic de a folosi electricitate din surse regenerabile pentru a produce hidrogen, care să fie ulterior utilizat pentru a produce din nou electricitate. În acest caz hidrogenul devine efectiv mediu de stocare a electricităţii, doar că randamentul total al acestui mediu e foarte mic, or, dacă pentru producţia unui kg de hidrogen se consumă 52,5 kWh de electricitate, acest kg mai păstrează în 33,3 kWh de energie utilă pentru un asemenea rol, restul fiind pierdut în mare parte la producţia de hidrogen. Din cei 33,3 kWh de energie, chiar dacă acest motor ar fi reuşit să păstreze acelaşi randament de 50,7%, dintr-un kg de hidrogen ar produce 16,9 kWh de energie mecanică. Cu pierderile de la generator, s-ar produce în final cam 16,5-16,5 kWh de electricitate la centrală, după ce iniţial s-au cheltuit 52,5 kWh pentru a produce acel kilogram de hidrogen. Deci un randament total de doar 31,3%, mult mai mic decât alte metode de stocare a electricităţii. Randamentul mai poate fi îmbunătăţit doar dacă se mai captează şi energie termică, atât la producţia de hidrogen, cât şi la producţia de electricitate.

Totuşi, inginerii de la Wartsila spun că noul motor cu hidrogen poate fi o sursă preţioasă de stabilizare a energiei, or, în unele momente de dezechilibre în reţea şi un asemenea randament mai mic e viabil economic, datorită rolului esenţial pe care-l oferă.