Разумевање станица за пуњење водоником: Свеобухватни водич

Водонично гориво је постало прихватљива замена како свет прелази на чистије изворе енергије. Овај чланак говори о станицама за пуњење водоником, изазовима са којима се суочавају и њиховој вероватној употреби за транспорт.

Шта је станица за пуњење водоником?

Горивне ћелије за електричне аутомобиле могу да добијају водонично гориво са одређених места која се називају станице за пуњење водоником (HRS). Иако су направљене за руковање водоником, гасом који захтева посебне мере безбедности и посебну механизацију, ове станице су естетски сличне обичним бензинским станицама.

Систем за производњу или испоруку водоника, резервоари за хлађење и складиштење и дозатори су три главна дела станице за пуњење водоником. Водоник се може доставити до објекта цевима или приколицама за цеви, или се може произвести на лицу места коришћењем реформинга метана са паром или електролизом.

Кључне компоненте станице за пуњење водоником:

Опрема за производњу или транспорт водоника до пловила

l компресионе јединице за повећање притиска резервоара водоника који складиште водоник под изузетно високим притиском

l Диспензери са специјалним FCEV млазницама

l безбедносне функције као што су проналажење цурења и искључивање у хитним случајевима

Који је највећи проблем са водоничним горивом?

Опрема за производњу или транспорт водоника до посуда, компресионих јединица за повећање притиска у резервоарима водоника који складиште водоник под изузетно високим притискомdИспумпачи са посебним FCEV млазницама, безбедносне функције попут проналажења цурења и искључивања у хитним случајевима.Трошкови производње и енергетска ефикасност су главни проблеми са којима се суочава водонично гориво. Данас се за производњу већине водоника користи парно реформисање метана – које користи природни гас и производи емисије угљеника. Иако је „зелени водоник“ произведен електролизом са обновљивом енергијом чистији, трошкови су и даље много већи.

Ово су још важнији изазови: Транспорт и складиштење: Пошто водоник поседује малу количину енергије за своју запремину, може се сабијати или хладити само при високим атмосферским притисцима, што узрокује сложеност и трошкове.

Побољшање објеката: изградња великог броја бензинских станица захтева много ресурса.

Губитак снаге: Због губитака енергије током производње, редукције и размене, горивне ћелије направљене од водоника имају смањене перформансе „од бушотине до точка“ у односу на електричне аутомобиле опремљене батеријама.

Упркос овим тешкоћама, владина подршка и текућа истраживања подстичу технолошки развој који би могао повећати економску исплативост водоника.

Да ли је водонично гориво боље од електричног?

Избор између електричних аутомобила на батерије (BEV) и аутомобила покретаних водоничним горивним ћелијама је тежак јер, на основу проблема употребе, свака врста технологије нуди специфичне предности.

Електрични аутомобили са батеријама су кориснији за свакодневни превоз и употребу у градовима, док аутомобили на водонични погон добро функционишу за примене које захтевају велике удаљености и брзо пуњење горивом, као што су аутобуси и камиони.

Колико станица за пуњење водоником постоји у свету?

Више од 1.000 станица за пуњење водоником било је у функцији широм света од 2026. године, а велики раст ће бити планиран у наредним годинама. Постоји неколико специфичних области гдестаница за пуњење водоникомјепремештен:

Са преко фистотинестаница, Азија преузима тржиште, које се првенствено састоји од земаља Јужне Кореје (више од 100 станица) и Јапана (више од 160 станица). Кинескитржиштебрзо расте јер влада има амбициозне циљеве.

Са скоро 100 станица, Немачка је испред Европе, са око двеста станица. До 2030. године, Европска унија планира да повећа број на хиљаде станица.

Више од 80 станица има продајна места у Северној Америци, углавном из Калифорније, а још неколико у Канади и североисточном региону Сједињених Држава.

Са пројекцијама које сугеришу да би до 2030. године могло бити више од 5.000 станица широм света, државе широм света су предложиле политике осмишљене да подстакну изградњу водоничних станица.

Зашто је водонично гориво боље од бензина?

У поређењу са традиционалним горивима направљеним од нафте, водонично гориво има много различитих предности:

Нулта загађеност ваздуха: горивне ћелије на водонични погон избегавају штетне емисије издувних гасова које подстичу загађење ваздуха и повећање температуре, производећи само водену пару као споредни ефекат.

Потражња за зеленом енергијом: Циклус чисте енергије може се створити стварањем водоника коришћењем природних извора попут сунчеве светлости и енергије ветра.

Енергетска безбедност: национална производња водоника из више извора смањује зависност од стране нафте.

Већа ефикасност: У поређењу са возилима покретаним моторима који сагоревају бензин, возила на горивне ћелије су отприлике два до три пута ефикаснија.

Тихи радови: Пошто аутомобили на водоник раде ефикасно, смањују буку у градовима.

Зелене предности водоника чине га атрактивном опцијом за замену горива у преласку на чистији транспорт, међутим, проблеми у производњи и транспорту се и даље јављају.

Колико је времена потребно за изградњу станице за пуњење водоником?

Рок изградње станице за пуњење водоником у великој мери зависи од бројних фактора као што су димензије станице, место рада, правила издавања дозвола и да ли се водоник обезбеђује или производи на лицу места.

За мањи број станица са префабрикованим компонентама и смањеним дизајном, типични распореди су у року од шест и дванаест месеци.

За веће и компликованије станице са производним погонима на лицу места, потребно је 12 до 24 месеца.

Фактори који следе су важни фактори који утичу на време изградње: избор локације и планирање

Потребна одобрења и дозволе

Проналажење и обезбеђивање опреме

Изградња и постављање

Постављање и безбедносне процене

Распоређивање водоничних електрана је сада ефикасније захваљујући новим достигнућима у дизајну модуларних станица које су скратиле временске рокове пројектовања.

Колико електрицитета се добија из 1 кг водоника?

Перформансе система горивних ћелија зависе од количине електричне енергије која се може произвести коришћењем једног килограма водоника. У свакодневним применама:

Један килограм водоника може да напаја типично возило на горивне ћелије око 60-70 миља.

Један килограм водоника има скоро 33,6 kWh енергије.

Један килограм водоника могао би да генерише око 15–20 kWh електричне енергије која је употребљива након што се узме у обзир поузданост горивних ћелија (обично 40–60%).

Да бисмо ово ставили у контекст, просечно америчко домаћинство користи скоро тридесет kWh електричне енергије дневно, што указује да би, ако се успешно претвори, 2 kg водоника могло да напаја кућу током једног дана.

Ефикасност конверзије енергије:

Возила покретана водоничним горивним ћелијама генерално имају ефикасност „од извора до точка“ између 25–35%, док електрични аутомобили на батерије обично имају перформансе од 70–90%. Губитак енергије у производњи водоника, декомпресији, транспорту и конверзији горивних ћелија су главни узроци ове разлике.