Razumijevanje stanica za punjenje vodikom: Sveobuhvatni vodič

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

Šta je stanica za punjenje vodonikom?

Gorivne ćelije za električne automobile mogu primati vodonik kao gorivo sa specifičnih mjesta koja se nazivaju stanice za punjenje vodonikom (HRS). Iako su napravljene za rukovanje vodonikom, gasom koji zahtijeva posebne sigurnosne mjere i posebnu mehanizaciju, ove stanice su estetski slične običnim benzinskim pumpama.

Sistem za proizvodnju ili isporuku vodika, rezervoari za hlađenje i skladištenje i dozatori su tri glavna dijela stanice za punjenje vodika. Vodik se može dostaviti do postrojenja cijevima ili prikolicama za cijevi, ili se može proizvoditi na licu mjesta korištenjem reformiranja metana s parom ili elektrolizom.

Ključne komponente stanice za punjenje vodonikom:

Oprema za proizvodnju ili transport vodika do plovila

l komprimirajuće jedinice za povećanje pritiska rezervoara vodonika koji skladište vodonik pod izuzetno visokim pritiskom

Dozatori sa specijalnim 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 pritiska u rezervoarima vodika koji skladište vodik pod izuzetno visokim pritiskomdIspuštači sa posebnim FCEV mlaznicama, sigurnosne funkcije poput pronalaženja curenja i isključivanja u hitnim slučajevima.Troškovi proizvodnje i energetska efikasnost su glavni 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 čistiji, cijena je i dalje mnogo veća.

Ovo su još važniji izazovi: Transport i skladištenje: Budući da vodik posjeduje malu količinu energije za svoju zapreminu, može se sabijati ili hladiti samo pri visokim atmosferskim pritiscima, što uzrokuje složenost i troškove.

Poboljšanje objekata: izgradnja velikog broja benzinskih pumpi košta mnogo resursa.

Gubitak snage: Zbog gubitaka energije tokom proizvodnje, redukcije i razmjene, gorivne ćelije napravljene od vodonika imaju smanjene performanse "od izvora do točka" u odnosu na električne automobile opremljene baterijama.

Uprkos ovim poteškoćama, vladina podrška i tekuća istraživanja podstiču tehnološki razvoj koji bi mogao povećati ekonomsku isplativost vodonika.

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 upotrebe, svaka vrsta tehnologije nudi specifične prednosti.

Električni automobili s baterijama su korisniji za svakodnevni prijevoz i upotrebu 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 vodonikom postoji u svijetu?

Više od 1.000 stanica za punjenje vodikom bilo je u funkciji širom svijeta od 2026. godine, a veliki rast će se planirati u narednim godinama. Postoji nekoliko specifičnih područja gdjestanica za punjenje vodonikomjepreseljen:

Sa preko fistotinestanice, Azija preuzima tržište, koje se prvenstveno sastoji od zemalja Južne Koreje (više od 100 stanica) i Japana (više od 160 stanica). Kineskitržištebrzo raste jer vlada ima ambiciozne ciljeve.

Sa skoro 100 benzinskih pumpi, Njemačka je ispred Evrope, sa otprilike dvjesto benzinskih pumpi. Do 2030. godine Evropska unija planira da taj broj poraste na hiljade benzinskih pumpi.

Više od 80 benzinskih pumpi ima prodajna mjesta u Sjevernoj Americi, uglavnom iz Kalifornije, a još nekoliko ih je u Kanadi i sjeveroistočnom dijelu Sjedinjenih Država.

S projekcijama koje sugeriraju da bi do 2030. godine moglo biti više od 5.000 stanica širom svijeta, države širom svijeta su predložile politike osmišljene za poticanje izgradnje vodikovih stanica.

Zašto je vodonik gorivo bolje od benzina?

U poređenju sa tradicionalnim gorivima napravljenim od nafte, vodonik ima mnogo različitih prednosti:

Nulti zagađenje zraka: gorivne ćelije na vodonični pogon izbjegavaju štetne emisije iz auspuha koje potiču zagađenje 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 efikasnost: U poređenju sa vozilima pokretanim motorima koji sagorijevaju benzin, vozila na gorivne ćelije su otprilike dva do tri puta efikasnija.

Tihi rad: Budući da automobili na vodonik rade efikasno, smanjuju buku u gradovima.

Zelene prednosti vodika čine ga atraktivnom opcijom za zamjenu goriva u prelasku na čistiji prijevoz, međutim, problemi u proizvodnji i prijevozu i dalje se javljaju.

Koliko je vremena potrebno za izgradnju stanice za punjenje vodonikom?

Vremenski okvir izgradnje stanice za punjenje vodonikom uveliko zavisi od niza faktora kao što su dimenzije stanice, mjesto rada, pravila izdavanja dozvola i da li se vodonik isporučuje ili proizvodi na licu mjesta.

Za manji broj stanica sa prefabrikovanim 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 utiču na vrijeme izgradnje: izbor lokacije i planiranje

Potrebna odobrenja i dozvole

Pronalaženje i obezbjeđivanje opreme

Izgradnja i postavljanje

Postavljanje i sigurnosne evaluacije

Raspoređivanje vodoničnih elektrana sada je efikasnije zahvaljujući novim dostignućima u dizajnu modularnih stanica koje su sažele vremenske rokove za projektovanje.

Koliko električne energije se dobije iz 1 kg vodonika?

Performanse sistema gorivnih ćelija zavise od količine električne energije koja se može generirati korištenjem jednog kilograma vodonika. U svakodnevnim primjenama:

Jedan kilogram vodika može napajati tipično vozilo na gorivne ćelije za 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 upotrebljiva nakon što se uzme u obzir pouzdanost gorivnih ćelija (obično 40-60%).

Da bismo ovo stavili u kontekst, prosječno američko domaćinstvo troši skoro trideset kWh električne energije dnevno, što ukazuje na to da bi, ako se uspješno pretvori, 2 kg vodonika moglo napajati kuću tokom jednog dana.

Efikasnost konverzije energije:

Vozila na pogon vodoničnim gorivnim ćelijama uglavnom imaju efikasnost "od izvora do kotača" između 25-35%, dok električni automobili na baterije obično imaju performanse od 70-90%. Gubitak energije u proizvodnji vodonika, dekompresiji, transportu i konverziji gorivnih ćelija su glavni uzroci ove razlike.