Razumijevanje stanica za punjenje vodikom: Sveobuhvatan vodič

Vodikovo gorivo postalo je prihvatljiva zamjena kako svijet prelazi na čišće izvore energije. Ovaj članak govori o stanicama za punjenje vodikom, izazovima s kojima se suočavaju i njihovoj vjerojatnoj upotrebi za prijevoz.

Što je stanica za punjenje vodikom?

Gorivne ćelije za električne automobile mogu primati vodikovo gorivo s određenih mjesta koja se nazivaju stanice za punjenje vodikom (HRS). Iako su napravljene za rukovanje vodikom, plinom koji zahtijeva posebne sigurnosne mjere i posebnu opremu, ove stanice su estetski slične običnim benzinskim postajama.

Sustav za proizvodnju ili isporuku vodika, spremnici za hlađenje i skladištenje te dozatori tri su glavna dijela stanice za punjenje vodikom. Vodik se može dostaviti u objekt cijevima ili prikolicama s cijevima ili se može proizvoditi na licu mjesta reformiranjem metana s parom ili elektrolizom.

Ključne komponente stanice za punjenje vodikom:

Oprema za proizvodnju ili transport vodika do plovila

l komprimacijske jedinice za povećanje tlaka u spremnicima vodika koji skladište vodik pod izuzetno visokim tlakom

Dozatori sa posebnim FCEV mlaznicama

l sigurnosne funkcije poput pronalaženja curenja i isključivanja u hitnim slučajevima

Koji je najveći problem s vodikovim gorivom?

Oprema za proizvodnju ili transport vodika do posuda, komprimirajućih jedinica za povećanje tlaka u spremnicima vodika koji skladište vodik pod izuzetno visokim tlakomdIspuštači sa posebnim FCEV mlaznicama, sigurnosne funkcije poput pronalaženja curenja i isključivanja u hitnim slučajevima.Troškovi proizvodnje i energetska učinkovitost glavni su problemi s kojima se suočava vodikovo gorivo. Danas se za proizvodnju većine vodika koristi parno reformiranje metana, koje koristi prirodni plin i proizvodi emisije ugljika. Iako je „zeleni vodik“ proizveden elektrolizom s obnovljivom energijom čišći, trošak je i dalje mnogo veći.

Ovo su još važniji izazovi: Prijevoz i skladištenje: Budući da vodik posjeduje malu količinu energije za svoj volumen, može se zbijati ili hladiti samo pri visokim atmosferskim tlakovima, što uzrokuje složenost i troškove.

Poboljšanje objekata: izgradnja velikog broja benzinskih postaja zahtijeva mnogo resursa.

Gubitak snage: Zbog gubitaka energije tijekom proizvodnje, redukcije i izmjene, gorivne ćelije izrađene od vodika imaju smanjene performanse "od izvora do kotača" u usporedbi s električnim automobilima opremljenim baterijama.

Unatoč tim poteškoćama, vladina potpora i kontinuirana istraživanja potiču tehnološki razvoj koji bi mogao povećati ekonomsku isplativost vodika.

Je li vodikovo gorivo bolje od električnog?

Izbor između električnih automobila na baterije (BEV) i automobila na vodikove gorivne ćelije je težak jer, ovisno o problemu korištenja, svaka vrsta tehnologije nudi specifične prednosti.

Električni automobili s baterijama korisniji su za svakodnevni prijevoz i korištenje u gradovima, dok automobili na vodikov pogon dobro funkcioniraju za primjene koje zahtijevaju velike udaljenosti i brzo punjenje gorivom, poput autobusa i kamiona.

Koliko stanica za punjenje vodikom postoji u svijetu?

Više od 1000 postaja za punjenje vodikom bilo je u funkciji diljem svijeta od 2026. godine, a u narednim godinama planira se veliki rast. Postoji nekoliko specifičnih područja gdjestanica za punjenje vodikomjepreseljen:

S preko fistotinepostaje, Azija preuzima tržište, prvenstveno se sastoji od zemalja Južne Koreje (više od 100 postaja) i Japana (više od 160 postaja). Kineskitržištebrzo raste jer vlada ima ambiciozne ciljeve.

S gotovo 100 postaja, Njemačka je ispred Europe, s otprilike dvjesto postaja. Do 2030. Europska unija planira povećati broj na tisuće postaja.

Više od 80 postaja ima prodajna mjesta u Sjevernoj Americi, uglavnom iz Kalifornije, a još nekoliko ih je u Kanadi i sjeveroistočnoj regiji Sjedinjenih Država.

S projekcijama koje sugeriraju da bi do 2030. godine diljem svijeta moglo biti više od 5000 postaja, države diljem svijeta predložile su politike osmišljene za poticanje izgradnje vodikovih postaja.

Zašto je vodikovo gorivo bolje od benzina?

U usporedbi s tradicionalnim gorivima dobivenim iz nafte, vodikovo gorivo ima mnogo različitih prednosti:

Nulti zagađivač zraka: gorivne ćelije na vodikov pogon izbjegavaju štetne emisije iz ispušnih plinova koje potiču onečišćenje zraka i zagrijavanje zraka, proizvodeći samo vodenu paru kao nuspojavu.

Potražnja za zelenom energijom: Ciklus čiste energije može se stvoriti stvaranjem vodika korištenjem prirodnih izvora poput sunčeve svjetlosti i energije vjetra.

Energetska sigurnost: nacionalna proizvodnja vodika iz više izvora smanjuje ovisnost o stranoj nafti.

Veća učinkovitost: U usporedbi s vozilima pokretanim motorima koji sagorijevaju benzin, vozila na gorivne ćelije su otprilike dva do tri puta učinkovitija.

Tihi rad: Budući da automobili na vodik rade učinkovito, smanjuju buku u gradovima.

Zelene prednosti vodika čine ga atraktivnom opcijom za zamjenu goriva u prelasku na čistiji prijevoz, no problemi u proizvodnji i prijevozu i dalje se javljaju.

Koliko je vremena potrebno za izgradnju stanice za punjenje vodikom?

Vremenski okvir izgradnje stanice za punjenje vodikom uvelike ovisi o nizu čimbenika kao što su dimenzije stanice, mjesto rada, pravila izdavanja dozvola i osigurava li se vodik ili se proizvodi na licu mjesta.

Za manji broj stanica s montažnim komponentama i reduciranim dizajnom, tipični rokovi su unutar šest i dvanaest mjeseci.

Za veće i složenije stanice s proizvodnim pogonima na licu mjesta potrebno je 12 do 24 mjeseca.

Slijedeći faktori su važni faktori koji utječu na vrijeme izgradnje: odabir lokacije i planiranje

Potrebna odobrenja i dozvole

Pronalaženje i opskrba opremom

Izgradnja i postavljanje

Postavljanje i sigurnosne procjene

Raspoređivanje vodikovih elektrana sada je učinkovitije zahvaljujući novim dostignućima u dizajnu modularnih stanica koji su skratili rokove projektiranja.

Koliko električne energije se dobije iz 1 kg vodika?

Performanse sustava gorivnih ćelija ovise o količini električne energije koja se može generirati korištenjem jednog kilograma vodika. U svakodnevnim primjenama:

Jedan kilogram vodika može napajati tipično vozilo na gorivne ćelije oko 60-70 milja.

Jedan kilogram vodika ima gotovo 33,6 kWh energije.

Jedan kilogram vodika mogao bi generirati oko 15-20 kWh električne energije koja je iskoristiva nakon što se uzme u obzir pouzdanost gorivnih ćelija (obično 40-60%).

Da bismo to stavili u kontekst, prosječno američko kućanstvo troši gotovo trideset kWh električne energije dnevno, što ukazuje na to da bi, ako se uspješno pretvori, 2 kg vodika moglo napajati kuću tijekom jednog dana.

Učinkovitost pretvorbe energije:

Vozila na vodikove gorivne ćelije općenito imaju učinkovitost „od izvora do kotača“ između 25 i 35%, dok električni automobili na baterije obično imaju performanse od 70 do 90%. Gubitak energije u proizvodnji vodika, dekompresiji, prijevozu i pretvorbi gorivnih ćelija glavni su uzroci ove razlike.