Brintbrændselscellekøretøjer trives i Californien

Brint er ikke kun det mest almindelige grundstof i universet, men også det mest almindelige grundstof her på Jorden. Alligevel har den begrænsede tilgængelighed af rent brint i gasform holdt brintbrændselsceller tilbage i årtier.

Ude i kosmos er stjerner for det meste lavet af brint. Herhjemme er vores brint for det meste bundet med ilt for at lave vand. For at få brint til at bruge i en brændselscelle til at lave elektricitet, skal du enten nedbryde et vandmolekyle eller nedbryde et komplekst kulbrinte som naturgas. Når du bryder naturgasmolekylet, får du brint - men du får også kuldioxid, som fører til global opvarmning. Derudover bruger du en ikke-fornyelig ressource. Det efterlader vand, som er en fantastisk kilde, bortset fra at du skal bruge mere energi på at bryde molekylet, end du får ud igen, når du bruger brinten til at generere elektricitet.

Løsningen, der gør brint til et brugbart brændstof, er denne: Brug af vedvarende energi til at skabe nok overskydende elektricitet til, at du kan nedbryde vandet og lagre denne energi i form af brint. Det er ikke så elegant, som det kunne være, men det er ret godt, hvis du tænker på, hvad der skulle ske for at lagre solenergi i form af olie, kul og naturgas.

Det er den ene side af brintgåden. De andre problemer er at bygge biler, der kører på brint og skabe en stor nok infrastruktur til at levere brint til de biler, hvor og når de har brug for det. For at lære mere om det tog vi til San Francisco for at deltage SEMICON West, og vi satte os ned med California Fuel Cell Partnership for at finde ud af, hvor tingene er i dag, og hvad der er planlagt i den nærmeste fremtid.

Det handler om infrastruktur

Det er altid en udfordring at finde finansieringen til ethvert infrastrukturprojekt. Hvis en stat finansierer et projekt for at bygge brintstationer og netværket til at genopfylde dem, samt brintproduktionsanlæg, at pengene generelt kommer fra andre projekter, hvilket har bremset adoptionsrate. Men nu beslutter flere stater og nationale regeringer, at brint skal have en plads i deres planer.

"Jeg tror, ​​at det virkelig store problem er at få bygget infrastrukturen, fordi det, vi har vist indtil videre, er, at hvis du kan åbne en brintstation, kan bilproducenter sælge en bil," sagde Keith Malone, lovgivende opsøgende og kommunikationsmedarbejder for California Fuel Cell Partnership.

Malones organisation arbejder sammen med bilproducenter og statslige beslutningstagere for at argumentere for brintinfrastruktur, og de opnår resultater ikke kun i Californien, men rundt om i verden.

"I det nordøstlige bliver 12 [brint]-stationer bygget i New York til Boston-korridoren," afslørede Malone. »Det er en privat indsats, men forskellige regioner kræver forskellige tilgange. I Californien havde vi lovgivning tilbage i 2013, der etablerede den første milepæl, som var 100 strategisk placerede stationer og finansieringen til at gøre det. Lige nu er vi på 35 stationer, der er åbne og operationelle. Vi har mere end 30 stationer under udvikling. Til efteråret vil vi have endnu en finansieringscyklus, der højst sandsynligt vil få os ud over 100 stationer."

Lige nu har Californien flest brintstationer af enhver stat i Amerika, men det er stadig kun en begyndelse.

"For at sætte det hele i perspektiv i forhold til antallet af stationer, der er behov for, lige nu i Californien har vi 8.000 tankstationer," fortalte Malone os. "Men kun omkring 1.800 af dem leverer 50% af brændstoffet til forbrugerne. Guvernøren sagde lige, at vi ønsker at få 200 brintstationer inden 2025. Så kommer vores medlemskab ud med en køreplan om et par uger for at nå 1.000 stationer i 2030.”

Tankegangen er, at ved at placere brintstationer strategisk kan nogle få stationer effektivt betjene et stort samfund af brintbiler.

"1.000 stationer og en million biler," sagde Malone. »Det er et strækmål, men det er den vision, vi har. Det handler ikke kun om personbiler. Du har også brug for middel pligt/tungt køretøj kategori, fordi de med de større køretøjer og disse flåder også kører volumen på brintsiden. Så du begynder at se omkostningerne pr. enhed falde."

At skabe efterspørgsel efter store mængder brint er nøglen til at gøre det økonomisk, og støtte kommer fra hele verden.

"Da jeg startede for seks år siden, talte vi om Californien, Tyskland, Japan og Sydkorea," huskede Malone. "I det sidste år har vi tilføjet Kina til listen, fordi de vil øge volumen. Lige nu har Tyskland og Japan faktisk flere brintstationer, end vi har. Men vi har flere biler på vejen. Fra den 1. juli har vi over 5.000 brintbiler på vejen i Californien."

Det handler også om at lagre energi

Fordelen ved at brænde en bil med brint er, at bilproducenter kan komme til det magiske 300-mile rækkevidde mellem påfyldning og genopfyldning tager en brintbrændselscellebil ikke længere end at få benzin. Ligesom benzin er energien til at drive bilen lagret i brinten, i modsætning til at blive lagret helt i et batteri.

"Det interessante er, at vi i Californien er førende med brændselscellebiler og brint infrastruktur," forklarede Malone, "og jeg bliver ved med at spøge med, at Californien vil lancere modellen, men Texas vil bevise det."

Kan brintbrændselscellekøretøjer virkelig sælge i Texas olieland?

"Jeg tror, ​​at Texas vil komme til brændselscellekøretøjer gennem en anden rute, fordi de har så meget vindkraft, hvilket betyder, at de har overskud," påpegede Malone. »Jeg er ret sikker på, at de har overskudskapacitet, og de ved ikke, hvad de skal gøre med det. Men en af ​​de ting, du kan gøre, er at spalte vand for at lave brint. I Texas kan du opbevare det brint i underjordiske salthuler. Vi taler ikke om kilowatt eller gigawatt strøm; vi taler opad for terawatt strøm, der kan lagres. Brint bliver batteriet på mange måder.”

Når store mængder energi kan opbevares og tilgængeligt efter behov, er nye applikationer mulige.

"Brint kan blive en netbalancer," sagde Malone. Netbalancere hjælpe energidistributionssystemer med at matche produktion til efterspørgsel. Fordi brændselsceller ramper op og ned næsten øjeblikkeligt, kan forsyninger med lagret brint matche output til efterspørgsel fra øjeblik til øjeblik-basis.

"Hvis du ser på den slags stationære brændselscellemarked, har det været lidt under radaren," sagde Malone, "men det har været meget aktivt. Telekommunikation bruger brændselsceller som backup-generatorer, fordi tankene kan holde på brinten i ret lang tid. Da superstormen Sandy skete på østkysten, var der omkring 80 brændselscelle backup generatorer i drift op og ned langs østkysten. En af dem gik ned, det var det. Den gik ned, fordi den var under vand i omkring fire timer, og så gik den online igen."

En vestkystkorridor

Mens Californien bygger sin brintinfrastruktur ud, er næste skridt at forbinde de store vestkystbyer med tilgængelige brintstationer for at gøre det muligt for både personbiler og tung lastbiltrafik at bevæge sig op og ned langs kysten bekvemt.

"De har lige åbnet deres første statslige brintstation i Canada," fortalte Malone til Digital Trends. “Britisk Columbia finansierede en undersøgelse og bad en gruppe virksomheder om at se på at tage deres vedvarende energinet og lave vedvarende brint til at eksportere til Japan og Californien. Så har du Californien, og virkelig Oregon, Washington skal finde sammen, fordi du ikke kan klare det ene uden det andet."

I det sidste årti har Californien, Oregon, Washington og British Columbia forpligtet sig til og bygget et netværk af ladestationer til elektriske køretøjer kendt som vestkysten Elektrisk motorvej. Dette netværk giver elbiler mulighed for at rejse hele vestkysten fra den mexicanske grænse til Canada. Et brintnetværk ville sandsynligvis se meget det samme ud.

De næste trin

Fra i dag er der to brændselscellebiler til salg i Californien. Både Honda Clarity og Toyota Mirai nyder salgssucces i områder, hvor der findes brintinfrastruktur. Hyundai havde en brændselscelle Tucson SUV i 2017 og planlægger at vende tilbage med Nexo crossover i 2019.

“BMW kommer på markedet,” sagde Malone. "I omkring 2019 har du Mercedes-Benz med sin plug-in brændselscellebil. Audi kommer på markedet med et køretøj. Den talte om et seriøst produktionsforløb. For nylig havde du Honda og GM annoncere et fælles ejet datterselskab til at bygge brændselsceller i Michigan eller Ohio. Hvis du ser på den meddelelse, som jeg husker den, talte GM også om, at dette er en kraftenhed og forbeholdt sig retten til at bruge den til ikke-køretøjsformål eller ikke-transportformål."

Et planlagt udstillingsvindue for brintkraft er De Olympiske Lege i 2020 i Tokyo.

"Tokyo bruger over 300 millioner dollars på at fremvise denne teknologi," sagde Malone. "Vi taler om tusindvis af køretøjer og brintstationer finansieret af Honda, Toyota og Nissan. Du vil også have 100 busser, og de skal drive atleternes landsby ved hjælp af stationære brændselsceller og brint."

Malone har nogle råd til folk, der er interesseret i teknologien, men som ikke bor i områder med en aktiv brintinfrastrukturplan.

"Jeg vil blive lidt politisk her," advarede han. "For dem, der ønsker at se brændselscellekøretøjer i deres tilstand, skal du ringe til dine lovgivere, og du skal begynde at tale med dem. Hvis de ikke har oplysningerne, så forbind mig med dem, og jeg vil tale med disse lovgivere og deres personale."

Det vil sandsynligvis være meget sværere end blot at foretage et telefonopkald, men det er en start.

Redaktørens anbefalinger

• Hyundais brintbrændselscellelastbil gør transporten grøn og glamourøs
• Brint var morgendagens brændstof, så hvad skete der?
• Næste generation af Toyota Mirai bekræftede på trods af fortsatte problemer med brintteknologi
• BMW driller brintbiler igen med brændselscelle X5 koncept
• Hyundai Nexo er det første brændselscelle-køretøj, der er kollisionstestet af IIHS