Автомобилите с водородни горивни клетки процъфтяват в Калифорния

Водородът е не само най-често срещаният елемент във Вселената, но и най-често срещаният елемент тук на Земята. И все пак ограничената наличност на чист водород в газообразна форма задържа водородните горивни клетки в продължение на десетилетия.

В космоса звездите са направени предимно от водород. Тук, у дома, нашият водород е предимно свързан с кислород, за да направи вода. За да получите водород, който да използвате в горивна клетка за производство на електричество, трябва или да разградите водна молекула, или да разградите сложен въглеводород като природен газ. Когато разбиете молекулата на природния газ, получавате водород, но получавате и въглероден диоксид, което води до глобално затопляне. Плюс това, вие използвате невъзобновяем ресурс. Това оставя вода, която е чудесен източник, с изключение на това, че трябва да вложите повече енергия в разрушаването на молекулата, отколкото ще получите обратно, когато използвате водорода за генериране на електричество.

Решението, което прави водорода работещо гориво, е следното: използване на възобновяема енергия за създаване на достатъчно излишно електричество, за да можете да разградите водата и да съхранявате тази енергия под формата на водород. Не е толкова елегантно, колкото би могло да бъде, но е доста добре, ако вземете предвид какво трябваше да се случи, за да се съхранява слънчева енергия под формата на петрол, въглища и природен газ.

Това е едната страна на водородната главоблъсканица. Другите проблеми са изграждането на автомобили, които ще работят с водород и създаването на достатъчно голяма инфраструктура, която да доставя водород до тези автомобили, където и когато имат нужда от него. За да научим повече за това, отидохме в Сан Франциско, за да присъстваме СЕМИКОН Запад, и ние седнахме с Калифорнийско партньорство за горивни клетки за да разберете къде са нещата днес и какво е планирано за близкото бъдеще.

Става дума за инфраструктура

Намирането на финансиране за всеки инфраструктурен проект винаги е предизвикателство. Ако държавата финансира проект за изграждане на водородни станции и мрежата за тяхното зареждане, както и съоръжения за производство на водород, тези пари обикновено идват от други проекти, което забави степен на осиновяване. Но сега няколко държави и национални правителства решават, че водородът ще има място в техните планове.

„Мисля, че наистина големият проблем е изграждането на инфраструктура, защото това, което показахме досега, е, че ако можете да отворите водородна станция, автомобилните производители могат да продадат кола“, каза Кийт Малоун, служител по законодателни дейности и комуникации за California Fuel Cell Partnership.

Организацията на Малоун работи с автомобилни производители и правителствени политици, за да аргументира аргументите за водородната инфраструктура и те постигат резултати не само в Калифорния, но и по целия свят.

„На североизток се изграждат 12 [водородни] станции в коридора от Ню Йорк до Бостън“, разкри Малоун. „Това е частно усилие, но различните региони изискват различни подходи. В Калифорния имахме законодателство през 2013 г., което установи първия крайъгълен камък, който беше 100 стратегически разположени станции и финансирането за това. В момента имаме 35 станции, които са отворени и работят. Имаме повече от 30 станции в процес на разработка. Тази есен ще имаме друг цикъл на финансиране, който най-вероятно ще ни отведе над и отвъд 100 станции.“

В момента Калифорния има най-много водородни станции от всеки щат в Америка, но това все още е само начало.

„За да поставим всичко това в перспектива по отношение на броя на станциите, които са необходими, точно сега в Калифорния имаме 8000 бензиностанции“, каза Малоун. „Но само около 1800 от тях осигуряват 50% от горивото на потребителите. Губернаторът току-що каза, че искаме да получим 200 водородни станции до 2025 г. След това нашето членство излиза с пътна карта след няколко седмици, за да стигнем до 1000 станции до 2030 г.

Мисленето е, че чрез стратегическо разполагане на водородни станции, няколко станции могат ефективно да обслужват голяма общност от водородни автомобили.

„1000 станции и милион коли“, каза Малоун. „Това е дълга цел, но това е визията, която имаме. Не става въпрос само за пътнически превозни средства. Вие също се нуждаете от средно мито/тежкотоварен автомобил категория, защото с тези по-големи превозни средства и тези автопаркове, те също водят обем от страната на водорода. Така че започвате да виждате как разходите за единица намаляват.“

Създаването на търсене на големи количества водород е от ключово значение за неговата икономичност и подкрепа идва от цял ​​свят.

„Когато започнах за първи път преди шест години, говорехме за Калифорния, Германия, Япония и Южна Корея“, спомня си Малоун. „През последната година добавихме Китай към списъка, защото те ще стимулират обема. В момента Германия и Япония всъщност имат повече водородни станции от нас. Но имаме повече коли по пътищата. От 1 юли имаме над 5000 водородни превозни средства по пътищата на Калифорния.“

Става въпрос и за съхраняване на енергия

Предимството на зареждането на автомобил с водород е, че производителите на автомобили могат да стигнат до магическото Обхват от 300 мили между зареждането и презареждането на автомобил с водородни горивни клетки не отнема повече време от получаването на бензин. Подобно на бензина, енергията за задвижване на автомобила се съхранява във водорода, за разлика от това да се съхранява изцяло в батерия.

„Интересното е, че в Калифорния сме водещи с автомобилите с горивни клетки и водорода инфраструктура“, обясни Малоун, „и продължавам да се шегувам, че Калифорния ще пусне модела, но Тексас ще го докаже.”

Могат ли превозните средства с водородни горивни клетки наистина да се продават в петролната страна на Тексас?

„Мисля, че Тексас ще стигне до превозни средства с горивни клетки по различен път, защото имат толкова много вятърна енергия, което означава, че имат излишък“, посочи Малоун. „Почти съм сигурен, че имат излишен капацитет и не знаят какво да правят с него. Но едно от нещата, които можете да направите, е да разделите водата, за да получите водород. В Тексас можете да съхранявате този водород в подземни солни пещери. Не говорим за киловати или гигавати мощност; говорим нагоре за терават мощност, която може да се съхранява. Водородът се превръща в батерията по много начини.

Когато големи количества енергия могат да се съхраняват и са достъпни, когато е необходимо, са възможни нови приложения.

„Водородът може да се превърне в балансьор на мрежата“, каза Малоун. Решетъчни балансьори помогнете на системите за разпределение на енергия да напаснат производството към търсенето. Тъй като горивните клетки се увеличават и намаляват почти мигновено, със съхранените водородни мощности могат да съпоставят мощността с търсенето всеки момент.

„Ако погледнете вида на пазара на стационарни горивни клетки, той е бил някак под радара“, каза Малоун, „но е бил много активен. Телекомите използват горивни клетки като резервни генератори, тъй като резервоарите могат да задържат водорода за доста дълго време. Когато супербурята Санди се случи на източното крайбрежие, имаше около 80 резервни генератора с горивни клетки, работещи нагоре и надолу по източното крайбрежие. Един от тях падна, това е. Той падна, защото беше под вода за около четири часа, а след това се върна онлайн.

Коридор на западното крайбрежие

Докато Калифорния изгражда своята водородна инфраструктура, следващата стъпка е да свърже големите градове на западния бряг с налични водородни станции, които да позволят както на пътническите превозни средства, така и на тежкотоварния трафик да се движат нагоре и надолу по крайбрежието удобно.

„Те току-що отвориха първата си държавна водородна станция в Канада“, каза Малоун пред Digital Trends. “Британска Колумбия финансира проучване и помоли група компании да разгледат възможността да използват тяхната възобновяема мрежа и да произвеждат възобновяем водород за износ в Япония и Калифорния. След това имате Калифорния и наистина Орегон, Вашингтон трябва да се съберат, защото не можете едното без другото.“

През последното десетилетие Калифорния, Орегон, Вашингтон и Британска Колумбия се ангажираха и изградиха мрежа от станции за зареждане на електрически превозни средства, известна като West Coast Електрическа магистрала. Тази мрежа позволява на електромобилите да пътуват по цялото западно крайбрежие от границата с Мексико до Канада. Водородната мрежа вероятно ще изглежда почти по същия начин.

Следващите стъпки

От днес в Калифорния се продават две превозни средства с горивни клетки. Както Honda Clarity, така и Toyota Mirai се радват на успех в продажбите в райони, където съществува водородна инфраструктура. Hyundai имаше SUV Tucson с горивни клетки през 2017 г. и планира да се върне с него Nexo кросоувър през 2019 г.

“BMW идва на пазара“, каза Малоун. „Приблизително през 2019 г. имате Mercedes-Benz със своя автомобил с горивни клетки, който се включва. Audi излиза на пазара с автомобил. Говореше за сериозно производство. Наскоро имахте Хонда и GM обяви съвместно притежавано дъщерно дружество за изграждане на горивни клетки в Мичиган или Охайо. Ако погледнете това съобщение, доколкото си го спомням, GM също говори за факта, че това е задвижващ агрегат и си запазва правото да го използва за цели, които не са превозни средства или не са транспортни цели.

Една планирана витрина за водородна енергия е Олимпийските игри през 2020 г. в Токио.

„Токио харчи над 300 милиона долара, за да покаже тази технология“, каза Малоун. „Говорим за хиляди превозни средства и водородни станции, финансирани от Honda, Toyota и Nissan. Освен това ще имате 100 автобуса и те ще захранват селото на спортистите с помощта на стационарни горивни клетки и водород.“

Malone има някои съвети за хората, които се интересуват от технологията, но не живеят в райони с активен план за водородна инфраструктура.

„Ще направя малко политика тук“, предупреди той. „За тези, които искат да видят превозни средства с горивни клетки в техния щат, трябва да се обадят на вашите законодатели и да започнат да говорят с тях. Ако нямат информацията, тогава ме свържете с тях и аз ще говоря с тези законодатели и техния персонал.

Вероятно ще бъде много по-трудно от простото телефонно обаждане, но е начало.

Препоръки на редакторите

• Камионът на Hyundai с водородни горивни клетки прави транспортирането на товари зелено и бляскаво
• Водородът беше горивото на утрешния ден, така че какво се случи?
• Следващото поколение Toyota Mirai е потвърдено въпреки продължаващите проблеми с водородната технология
• BMW отново дразни водородните автомобили с концепцията X5 с горивни клетки
• Hyundai Nexo е първият автомобил с горивни клетки, тестван за катастрофа от IIHS