Vozidla s vodíkovými palivovými články v Kalifornii prosperují

Vodík je nejen nejběžnějším prvkem ve vesmíru, ale také nejběžnějším prvkem zde na Zemi. Omezená dostupnost čistého vodíku v plynné formě však po desetiletí brzdila vodíkové palivové články.

Venku ve vesmíru jsou hvězdy většinou tvořeny vodíkem. Tady doma je náš vodík většinou vázán s kyslíkem, aby vznikla voda. Chcete-li využít vodík v palivovém článku k výrobě elektřiny, musíte buď rozložit molekulu vody, nebo rozložit složitý uhlovodík, jako je zemní plyn. Když rozbijete molekulu zemního plynu, získáte vodík – ale také oxid uhličitý, což vede ke globálnímu oteplování. Navíc používáte neobnovitelný zdroj. Zůstane voda, která je skvělým zdrojem, kromě toho, že musíte do rozbití molekuly vložit více energie, než dostanete zpět, když použijete vodík k výrobě elektřiny.

Řešení, které dělá z vodíku použitelné palivo, je toto: využití obnovitelné energie k vytvoření dostatečného přebytku elektřiny, abyste mohli rozložit vodu a uložit tuto energii ve formě vodíku. Není to tak elegantní, jak by to mohlo být, ale je to docela dobré, když vezmete v úvahu, co se muselo stát, aby se uchovala solární energie ve formě ropy, uhlí a zemního plynu.

To je jedna strana vodíkového rébusu. Dalšími otázkami je stavba aut, která budou jezdit na vodík, a vytvoření dostatečně velké infrastruktury, která bude dodávat vodík do těch aut, kde a kdy ho potřebují. Abychom se o tom dozvěděli více, jeli jsme do San Francisca, abychom se zúčastnili SEMICON West, a sedli jsme si s Kalifornské partnerství pro palivové články zjistit, kde se věci nacházejí dnes a co se plánuje v blízké budoucnosti.

Je to o infrastruktuře

Najít finance na jakýkoli infrastrukturní projekt je vždy problém. Pokud stát financuje projekt výstavby vodíkových stanic a sítě na jejich doplňování, stejně tak zařízení na výrobu vodíku, tyto peníze obecně pocházejí z jiných projektů, což zpomalilo míra přijetí. Nyní se však několik států a národních vlád rozhoduje, že vodík bude mít v jejich plánech místo.

„Myslím, že opravdu velkým problémem je vybudování infrastruktury, protože to, co jsme zatím ukázali, je, že pokud dokážete otevřít vodíkovou stanici, automobilky mohou prodávat auto,“ řekl. Keith Malone, legislativní a komunikační referent pro California Fuel Cell Partnership.

Maloneova organizace spolupracuje s výrobci automobilů a vládními tvůrci politik, aby argumentovali pro vodíkovou infrastrukturu, a dosahují výsledků nejen v Kalifornii, ale po celém světě.

„Na severovýchodě se staví 12 [vodíkových] stanic v koridoru z New Yorku do Bostonu,“ prozradil Malone. „Je to soukromé úsilí, ale různé regiony vyžadují různé přístupy. V Kalifornii jsme již v roce 2013 měli legislativu, která stanovila první milník, kterým bylo 100 strategicky umístěných stanic a finanční prostředky na to. Právě teď jsme na 35 stanicích, které jsou otevřené a funkční. Máme ve vývoji více než 30 stanic. Letos na podzim budeme mít další cyklus financování, který nás s největší pravděpodobností dostane nad 100 stanic."

Právě teď má Kalifornie nejvíce vodíkových stanic ze všech států v Americe, ale je to stále jen začátek.

"Abychom to uvedli do perspektivy, pokud jde o počet potřebných stanic, v Kalifornii máme nyní 8 000 čerpacích stanic," řekl nám Malone. „Ale jen asi 1800 z nich poskytuje spotřebitelům 50 % paliva. Guvernér právě řekl, že chceme do roku 2025 získat 200 vodíkových stanic. Pak naše členství za pár týdnů vyjde s plánem, jak se do roku 2030 dostat na 1 000 stanic.“

Předpokládá se, že strategickým umístěním vodíkových stanic může několik stanic efektivně sloužit velké komunitě vodíkových aut.

"1000 stanic a milion aut," řekl Malone. „Je to náročný cíl, ale takovou vizi máme. Nejde jen o osobní vozy. Potřebujete také střední povinnost/těžké nákladní vozidlo kategorie, protože s těmito většími vozidly a těmito flotilami také zvyšují objem na vodíkové straně. Takže začnete vidět, že jednotkové náklady klesají.“

Vytvoření poptávky po velkém množství vodíku je klíčem k tomu, aby byl ekonomický, a podpora přichází z celého světa.

„Když jsem před šesti lety začínal, mluvili jsme o Kalifornii, Německu, Japonsku a Jižní Koreji,“ vzpomínal Malone. „V posledním roce jsme na seznam přidali Čínu, protože zvýší objem. Právě teď mají Německo a Japonsko ve skutečnosti více vodíkových stanic než my. Ale aut máme na silnici víc. K 1. červenci máme na silnicích v Kalifornii přes 5 000 vodíkových vozidel.“

Je to také o ukládání energie

Výhodou tankování auta vodíkem je to, že se automobilky mohou dostat k magii Dojezd 300 mil mezi tankováním a tankováním auta na vodíkové palivové články netrvá déle, než dostat benzín. Energie pro pohon auta je stejně jako u benzínu uložena ve vodíku, na rozdíl od toho, aby byla celá uložena v baterii.

„Zajímavé je, že v Kalifornii jsme tak trochu v čele s auty na palivové články a vodíkem infrastrukturu,“ vysvětlil Malone, „a já si pořád dělám legraci, že Kalifornie spustí model, ale Texas prokáže to."

Mohou se vozidla s vodíkovými palivovými články skutečně prodávat v ropné zemi Texas?

"Myslím, že Texas přijde k vozidlům s palivovými články jinou cestou, protože mají tolik větrné energie, což znamená, že mají přebytek," zdůraznil Malone. „Jsem si docela jistý, že mají nadbytečnou kapacitu a nevědí, co s tím. Ale jedna z věcí, které můžete udělat, je rozdělit vodu na vodík. V Texasu můžete tento vodík skladovat v podzemních solných jeskyních. Nemluvíme o kilowattech nebo gigawattech výkonu; mluvíme o terawattech energie, kterou lze uložit. Vodík se stává baterií mnoha způsoby."

Když je velké množství energie skladovatelné a dostupné v případě potřeby, jsou možné nové aplikace.

"Vodík se může stát vyrovnávačem sítě," řekl Malone. Vyvažovače mřížky pomoci systémům distribuce energie sladit výrobu s poptávkou. Vzhledem k tomu, že palivové články se téměř okamžitě rozběhnou a sníží, mohou energetická zařízení díky uskladněnému vodíku okamžitě přizpůsobit výkon poptávce.

„Když se podíváte na druh trhu se stacionárními palivovými články, byl tak trochu pod radarem,“ řekl Malone, „ale byl velmi aktivní. Telekomunikace používají palivové články jako záložní generátory, protože nádrže mohou pojmout vodík na poměrně dlouhou dobu. Když se na východním pobřeží odehrála superbouře Sandy, bylo na východním pobřeží v provozu asi 80 záložních generátorů palivových článků. Jeden z nich spadl, to je ono. Šlo to dolů, protože to bylo asi čtyři hodiny pod vodou, a pak se to vrátilo online.“

Koridor západního pobřeží

Když Kalifornie buduje svou vodíkovou infrastrukturu, dalším krokem je propojit velká města na západním pobřeží dostupné vodíkové stanice umožňující jak osobním vozidlům, tak těžké nákladní dopravě pohybovat se po pobřeží nahoru a dolů výhodně.

"Právě otevřeli svou první státní vodíkovou stanici v Kanadě," řekl Malone Digital Trends. “Britská Kolumbie financovala studii a požádala skupinu společností, aby se podívaly na využití obnovitelné sítě a výrobu obnovitelného vodíku pro export do Japonska a Kalifornie. Pak máte Kalifornii a opravdu Oregon, Washington se musí dát dohromady, protože jedno bez druhého nemůžete udělat."

V posledním desetiletí se Kalifornie, Oregon, Washington a Britská Kolumbie zavázaly k vybudování sítě nabíjecích stanic pro elektromobily známé jako West Coast. Elektrická dálnice. Tato síť umožňuje EV cestovat po celém západním pobřeží od mexických hranic až po Kanadu. Vodíková síť by pravděpodobně vypadala velmi podobně.

Další kroky

Ode dneška jsou v Kalifornii v prodeji dvě vozidla s palivovými články. Honda Clarity i Toyota Mirai se těší prodejnímu úspěchu v oblastech, kde existuje vodíková infrastruktura. Hyundai měl v roce 2017 SUV Tucson s palivovými články a plánuje se vrátit s ním Nexo crossover v roce 2019.

“BMW přichází na trh,“ řekl Malone. „Asi v roce 2019 máte Mercedes-Benz se svým zásuvným vozem s palivovými články. Audi přichází na trh s vozidlem. Mluvilo se o seriózním výrobním cyklu. Nedávno jsi měl Honda a GM oznámila společně vlastněnou dceřinou společnost na stavbu palivových článků v Michiganu nebo Ohiu. Když se na to oznámení podíváte, jak si na něj vzpomínám, GM také hovořil o tom, že se jedná o pohonnou jednotku, a vyhradil si právo ji používat pro jiné než automobilové účely nebo pro jiné než přepravní účely.

Jednou z plánovaných ukázek vodíkové energie jsou olympijské hry v roce 2020 v Tokiu.

"Tokio vynakládá více než 300 milionů dolarů na předvedení této technologie," řekl Malone. „Mluvíme o tisících vozidel a vodíkových stanic financovaných společnostmi Honda, Toyota a Nissan. Budete mít také 100 autobusů a ty budou pohánět vesnici sportovců pomocí stacionárních palivových článků a vodíku."

Malone má několik rad pro lidi, kteří se zajímají o technologii, ale nepobývají v oblastech s aktivním plánem vodíkové infrastruktury.

"Budu se tady trochu politizovat," varoval. „Pro ty, kteří chtějí vidět vozidla s palivovými články ve svém státě, musíte zavolat svým zákonodárcům a musíte s nimi začít mluvit. Pokud nemají informace, spojte mě s nimi a já si promluvím s těmi zákonodárci a jejich zaměstnanci."

Bude to pravděpodobně mnohem obtížnější než pouhé zavolání, ale je to začátek.

Doporučení redakce

• Nákladní vozidlo Hyundai na vodíkové palivové články dělá přepravu nákladů zelenou a okouzlující
• Vodík byl palivem zítřka, tak co se stalo?
• Toyota Mirai nové generace potvrzena navzdory přetrvávajícím problémům s vodíkovou technologií
• BMW opět dráždí vodíková auta konceptem X5 s palivovými články
• Hyundai Nexo je prvním vozidlem s palivovými články, které bylo nárazově testováno organizací IIHS