Камиони

×

Водородни горивни ќелии: Сите ваши прашања одговорени

| 12 минути
Има многу врева околу водородот и дали тој би можел да го замени дизелот во иднина. Но, како функционира технологијата? Кои се добрите и лошите страни на водородот? Како стои наспроти електричните камиони? Еве ги одговорите на некои од најчестите прашања за водородните горивни ќелии.

Што е водород и зошто има толку многу возбуда околу него?

Водородот е хемиски елемент кој е дел од многу природни соединенија, вклучувајќи ја и водата. Водородот (H2) што се користи во возилата е гас без мирис и вообичаено се произведува со екстракција од вода или природен гас.

Иако денес можеби има премногу возбуда околу неа, водородната технологија не е ништо ново. Всушност, водородот се користи долго време за напојување на вселенски летала. Но, благодарение на притисокот за декарбонизација на транспортната индустрија, падот на трошоците за обновливи извори и подеталните стратегии од владите ширум светот за понатамошно развивање на технологијата, гледаме обновен интерес во неа.
 

Како се произведува водородното гориво?

Реформирање на метан со пареа, или SMR, е најчестиот метод за производство на водород во големи индустриски размери. Во овој процес метанот во природниот гас реагира со пареа, произведувајќи водород и јаглерод моноксид. Јаглерод моноксидот претрпува дополнителни реакции, генерирајќи повеќе водород. Водородот може да дојде и од вода преку процес наречен електролиза каде што водата се дели на водород и кислород преку електрична енергија.

Исто така, постојат и други извори на водород, како гасификацијата на биомасата - каде што растителната материја се загрева и реагира и се произведува водород и јаглерод диоксид - и ферментацијата, каде што одредени видови бактерии генерираат водород како дел од нивниот метаболизам. Водородот може да се произведе и со разделување на водата во соларните ќелии потопени во вода.
 

Како се дистрибуира водородното гориво?

Иако е можно да се дистрибуира водород преку цевководи што се користат за природен гас, најголемиот дел од водородот што се користи за гориво денес се произведува во големи погони, а потоа се транспортира со специјални приколки за течен водород. Водородот може да се генерира и на станиците за полнење гориво преку SMR или електролиза. Но, овој пристап е генерално помалку ефикасен и скап.
 

Како функционира водородните горивни ќелии?

Возилото со горивни ќелии работи нешто како мотор со внатрешно согорување, освен што системот не го согорува водородот што го влече од резервоарот под притисок, туку го спојува со кислород за да произведе електрична енергија за напојување на електричен мотор. Процесот се одвива во горивни ќелии со PEM (полимерна електролитна мембрана) составена од множества тенки плочи, одделени со мембрани.

Како се користи водородот во камионите?

Водородот може да се користи како гориво за мотор со внатрешно согорување, кој е сличен на моторот со компримиран природен гас (CNG). Друго решение е да се користи водород во горивни ќелии каде што се генерира електрична енергија за напојување на возилото. Водородот може да се користи и за помошна горивна ќелија за да се прошири опсегот на електрично возило на батерии.
 

Кои се некои од предностите на водородното гориво?

Кога водородот се користи за напојување на горивни ќелии, единствените нуспроизводи се водата и топлината - без загадувачи или стакленички гасови. Во зависност од тоа како се произведува водородот, тој може да биде исклучително чиста алтернатива на дизелот. Водородот има и доста моќност: 80 kg водород може да испорача доволно енергија за камион да помине 800 km! Процесот на полнење гориво за возилата со водород е исто така брз и лесен.

Погонот во возилата со водородни горивни ќелии е електричен. Ова значи дека возењето е слично на возењето електричен камион; без бучава од моторот, брзо стартување и можност за обнова на енергијата од сопирањето.
 

Кои се некои од недостатоците на водородното гориво?

Водородот е многу реактивен, така што има тенденција да еродира други материјали и исто така е многу запалив - фактори кои го отежнуваат и поскапуваат транспортот. Друг голем проблем е недостатокот и високата цена за изградба на водородната инфраструктура. Денес има само 337 станици за полнење водород ширум светот, најголем дел во Германија и Јапонија. Иако е докажано дека постоечката CNG инфраструктура може да се користи за транспорт и складирање на водород, ова не е добро решение за горивни ќелии кои мора да работат на многу чист водород.

Водородните горивни ќелии се исто така скапи за производство бидејќи производството е сè уште во мал размер и вклучува рачни процеси. Друга клучна компонента на трошоците е резервоарот за водород кој е голем и зафаќа многу простор. Конечно, тука е цената на водородното гориво, што е значително повисока од дизелот.
 

Колку е водородот еколошки?

Кога водородот реагира со кислород во горивната ќелија, единствениот производ е вода. Значи, кога камионот се напојува од горивни ќелии, нема штетни емисии од ауспухот. Но, мерките за влијанието врз климата треба да го земат предвид и процесот на производство на водород кој е многу енергетски интензивен. Најголем дел од водородот денес се произведува со јаглен или природен гас. Но, ако електричната енергија што се користи за производство доаѓа од обновливи извори на енергија, водородното гориво може да има блиску до неутрално јаглеродно влијание (ова е познато како „зелен водород“). Друг начин да се намали влијанието на водородот врз средината е складирањето на јаглеродот (CCS), процес со кој емисиите на CO2 од SMR се заробуваат, транспортираат и трајно се задржуваат длабоко под земја.
 

Водород наспроти електрични камиони, која е споредбата?

За да успее некоја алтернатива на дизелот, мора да понуди јасна предност кога станува збор за трошоците, опсегот и достапноста на инфраструктурата.  Еве како водородните горивни ќелии стојат наспроти електричните возила:

Цена: и водородните горивни ќелии и литиум-јонските батерии се поскапи од дизелот. Сепак, цената на литиум-јонските батерии брзо се намалува. Bloomberg предвидува дека точката на вкрстување - кога електричните возила ќе станат поевтини од нивните еквиваленти на мотори со согорување - може да биде и 2022 година. Бидејќи развојот и пуштањето во употреба на возила со водород е ограничено, тешко е да се измерат слични придобивки.

Опсег: водородните горивни ќелии имаат поголема енергетска густина од батериите и затоа обезбедуваат поголем опсег на возилото. Всушност, соодносот на енергијата и тежината на резервоарот за водород од 700 бари е десет пати поголем од батеријата. Водородните горивни ќелии се исто така полесни од батериите, што значи дека возилата со водород можат да имаат поголема носивост.

Инфраструктура: развојот и производството на литиум-јонски батерии напредува многу повеќе од водородните горивни ќелии. Електричните камиони се покажаа како комерцијално исплатливи, особено во градскиот транспорт. Инфраструктурата за полнење на електричните возила исто така е многу напредната. На пример, во Соединетите Држави имаше само 20.000 станици за полнење на електрична енергија во 2018 година и помалку од 45 станици за полнење на водород.
 

Дали водородот ќе ги замени дизел или електричните камиони?

Водородот добива голем замав. Повеќето големи компании за автомобили и камиони, вклучително и Volvo Trucks, истражуваат, работат на решенија и формираат партнерства за да ја развијат технологијата. Но, не е само автомобилската индустрија таа која станува свесна за потенцијалот на водородот.

Со зголемената загриженост за климатските промени и барањата за „еколошко закрепнување“ од COVID-19, владите покажуваат поголем интерес (и инвестиции!) за водород. Токму минатиот мај, ЕУ објави план за закрепнување од 750 милијарди евра со цел финансирање на еколошкиот транспорт и индустрии. Планот, кој е фокусиран на Европскиот зелен договор, го истакнува водородот како приоритет со планови за развој на технологијата преку инвестициска агенда и слободна прекугранична трговија со водород. Европската алијанса за чист водород, која обединува инвеститори со владини, институционални и индустриски партнери, исто така беше најавена претходно годинава.

Иако сите овие случувања најавуваат добри вести за иднината на водородот во поглед на транспортот со камиони, сè уште има многу пречки за да направи значаен климатски или економски придонес. Една област каде што водородот ветува многу е тешкиот транспорт на долги дестинации, каде што може да се користи како гориво за електричен погон. Ова значи дека наместо да се заменат електричните камиони, кои се посоодветни за дистрибуција и регионален транспорт, двете технологии може да работат заедно за да изградат поодржлив транспортен систем.

На прашањето дали водородот може да го замени дизел моторот; притисокот за поодржлив транспорт значи дека водородот веројатно ќе замени некои дизел возила. Особено ако постои јасен бизнис и конкурентна предност за тоа.
 

Алтернативни горива: проценка на добрите и лошите страни

Водородни горивни ќелии, електрични камиони, биогорива, био-LNG... списокот на различни алтернативи на дизелот само се чини дека расте. Ако сте транспортен оператор, може да ви биде тешко да разберете и да се движите низ идеите за алтернативно гориво. За да ви помогнам, подготвив водич кој дава преглед на тоа како функционира секоја технологија и добрите и лошите страни што ги носи. 

Сродни написи

Latest Press Release

Latest Press Release