Vozila na vodikove gorive ćelije napreduju u Kaliforniji

Vodik nije samo najčešći element u svemiru, već i najčešći element ovdje na Zemlji. Ipak, ograničena dostupnost čistog vodika u plinovitom obliku desetljećima je kočila vodikove gorivne ćelije.

Vani u svemiru, zvijezde su većinom sastavljene od vodika. Ovdje kod kuće, naš vodik je uglavnom vezan s kisikom da bi se stvorila voda. Da bi se vodik koristio u gorivim ćelijama za proizvodnju električne energije, morate ili razgraditi molekulu vode ili složeni ugljikovodik poput prirodnog plina. Kada razbijete molekulu prirodnog plina, dobit ćete vodik — ali također ćete dobiti ugljični dioksid, što dovodi do globalnog zatopljenja. Osim toga, koristite neobnovljivi izvor. Ostaje voda, koja je izvrstan izvor, osim što morate uložiti više energije u razbijanje molekule nego što ćete dobiti natrag kada koristite vodik za proizvodnju električne energije.

Rješenje koje vodik čini djelotvornim gorivom je sljedeće: korištenje obnovljive energije za stvaranje dovoljno viška električne energije da možete razgraditi vodu i pohraniti tu energiju u obliku vodika. Nije tako elegantno koliko bi moglo biti, ali je prilično dobro ako uzmete u obzir što se moralo dogoditi da se solarna energija pohrani u obliku nafte, ugljena i prirodnog plina.

To je jedna strana vodikove zagonetke. Drugi problemi su izgradnja automobila koji će pokretati vodik i stvaranje dovoljno velike infrastrukture za isporuku vodika tim automobilima gdje i kada im je potreban. Kako bismo saznali više o tome, otišli smo u San Francisco da prisustvujemo SEMICON Zapad, i sjeli smo s Kalifornijsko partnerstvo za gorive ćelije kako bismo saznali gdje su stvari danas i što se planira za blisku budućnost.

Radi se o infrastrukturi

Pronalaženje sredstava za bilo koji infrastrukturni projekt uvijek je izazov. Ako država financira projekt izgradnje vodikovih stanica i mreže za njihovo punjenje, isto tako postrojenja za proizvodnju vodika, taj novac općenito dolazi iz drugih projekata, što je usporilo stopa usvajanja. Ali sada nekoliko država i nacionalnih vlada odlučuje da će vodik imati mjesto u njihovim planovima.

"Mislim da je doista veliki problem izgraditi infrastrukturu jer ono što smo do sada pokazali jest da ako možete otvoriti vodikovu stanicu, proizvođači automobila mogu prodati automobil", rekao je Keith Malone, službenik za odnose s javnošću i komunikacije za California Fuel Cell Partnership.

Maloneova organizacija surađuje s proizvođačima automobila i kreatorima vladine politike kako bi argumentirali argumente za vodikovu infrastrukturu, a postižu rezultate ne samo u Kaliforniji, već i diljem svijeta.

"Na sjeveroistoku se gradi 12 [vodikovih] stanica u koridoru od New Yorka do Bostona", otkrio je Malone. “To je privatni napor, ali različite regije zahtijevaju različite pristupe. U Kaliforniji smo 2013. imali zakon koji je uspostavio prvu prekretnicu, a to je bilo 100 strateški lociranih postaja i financiranje za to. Trenutno imamo 35 stanica koje su otvorene i rade. Imamo više od 30 stanica u razvoju. Ove jeseni imat ćemo još jedan ciklus financiranja koji će nas najvjerojatnije dovesti do više od 100 postaja.”

Trenutačno Kalifornija ima najviše vodikovih postaja od bilo koje države u Americi, ali to je još uvijek samo početak.

"Da sve ovo stavimo u perspektivu u smislu broja postaja koje su potrebne, trenutno u Kaliforniji imamo 8000 benzinskih postaja", rekao nam je Malone. “Ali samo oko 1.800 njih daje 50% goriva potrošačima. Guverner je upravo rekao da želimo dobiti 200 vodikovih stanica do 2025. Zatim naše članstvo izlazi s planom puta za nekoliko tjedana kako doći do 1000 postaja do 2030. godine.”

Razmišljanje je da strateškim postavljanjem vodikovih stanica nekoliko stanica može učinkovito služiti velikoj zajednici automobila na vodik.

"1000 postaja i milijun automobila", rekao je Malone. “To je rastezljiv cilj, ali to je vizija koju imamo. Ne radi se samo o osobnim vozilima. Također trebate srednja dužnost/teško teretno vozilo kategoriju jer s tim većim vozilima i tim voznim parkom, oni također povećavaju volumen na strani vodika. Dakle, počinjete vidjeti pad troškova po jedinici."

Stvaranje potražnje za velikim količinama vodika ključno je za njegovu ekonomičnost, a podrška dolazi iz cijelog svijeta.

"Kad sam prije šest godina prvi put počeo, razgovarali smo o Kaliforniji, Njemačkoj, Japanu i Južnoj Koreji", prisjetio se Malone. “Prošle godine dodali smo Kinu na popis jer će ona povećati količinu. Upravo sada, Njemačka i Japan zapravo imaju više vodikovih stanica nego mi. Ali imamo više automobila na cestama. Od 1. srpnja imamo preko 5000 vozila na vodik na cestama u Kaliforniji.”

Također se radi o skladištenju energije

Prednost punjenja automobila vodikom je u tome što proizvođači automobila mogu doći do magije Domet od 300 milja između punjenja i ponovnog punjenja automobila s vodikovim gorivim ćelijama potrebno je samo nabava benzina. Poput benzina, energija za pogon automobila pohranjuje se u vodiku, za razliku od potpunog pohranjivanja u bateriji.

“Zanimljivo je da smo u Kaliforniji na neki način vodeći s automobilima na gorive ćelije i vodikom infrastrukture", objasnio je Malone, "i stalno se šalim da će Kalifornija lansirati model, ali Teksas će to dokazati.”

Mogu li se vozila na vodikove gorive ćelije doista prodavati u teksaškoj zemlji nafte?

"Mislim da će Texas doći do vozila s gorivnim ćelijama drugačijim putem jer imaju toliko energije vjetra, što znači da imaju višak", istaknuo je Malone. “Prilično sam siguran da imaju višak kapaciteta i da ne znaju što bi s njim. Ali jedna od stvari koje možete učiniti je razdvojiti vodu da biste dobili vodik. U Teksasu taj vodik možete pohraniti u podzemne slane pećine. Ne govorimo o kilovatima ili gigavatima snage; govorimo o terawatima snage koja se može pohraniti. Vodik postaje baterija na mnogo načina.”

Kada se velike količine energije mogu pohraniti i dostupne kada je to potrebno, moguće su nove primjene.

"Vodik može postati balanser mreže", rekao je Malone. Mrežni balanseri pomoći sustavima distribucije energije da usklade proizvodnju s potražnjom. Budući da se gorivne ćelije gotovo trenutačno povećavaju i spuštaju, s pohranjenim pogonskim elementima vodika može se uskladiti proizvodnja s potražnjom od trenutka do trenutka.

“Ako pogledate vrstu stacionarnog tržišta gorivih ćelija, bilo je pomalo ispod radara,” rekao je Malone, “ali je bilo vrlo aktivno. Telekomi koriste gorivne ćelije kao pomoćne generatore jer spremnici mogu držati vodik dosta dugo. Kad se superoluja Sandy dogodila na istočnoj obali, bilo je oko 80 rezervnih generatora gorivih ćelija koji su radili uzduž i dolje duž istočne obale. Jedan od njih je pao, to je to. Pao je jer je bio pod vodom oko četiri sata, a onda se vratio na mrežu.”

Koridor zapadne obale

Dok Kalifornija gradi svoju vodikovu infrastrukturu, sljedeći korak je povezivanje velikih gradova na zapadnoj obali s dostupne vodikove postaje kako bi se putničkim vozilima i teškom kamionskom prometu omogućilo kretanje uz obalu povoljno.

"Upravo su otvorili svoju prvu državnu vodikovu stanicu u Kanadi", rekao je Malone za Digital Trends. “Britanska Kolumbija financirao studiju i zamolio skupinu tvrtki da razmotre preuzimanje njihove obnovljive mreže i proizvodnju obnovljivog vodika za izvoz u Japan i Kaliforniju. Onda imate Kaliforniju i stvarno Oregon, Washington se moraju udružiti jer ne možete jedno bez drugog."

U prošlom desetljeću, Kalifornija, Oregon, Washington i Britanska Kolumbija posvetile su se i izgradile mrežu stanica za punjenje električnih vozila poznatu kao Zapadna obala Električna autocesta. Ova mreža omogućuje električnim vozilima putovanje cijelom zapadnom obalom od granice s Meksikom do Kanade. Vodikova mreža vjerojatno bi izgledala otprilike isto.

Sljedeći koraci

Od danas su u Kaliforniji u prodaji dva vozila na gorive ćelije. I Honda Clarity i Toyota Mirai ostvaruju uspjeh u prodaji u područjima gdje postoji vodikova infrastruktura. Hyundai je 2017. imao Tucson SUV s gorivnim ćelijama i planira se vratiti s njim Nexo crossover u 2019.

“BMW dolazi na tržište,” rekao je Malone. “Otprilike 2019. ste Mercedes-Benz sa svojim plug-in automobilom na gorive ćelije. Audi na tržište dolazi s vozilom. Govorilo se o ozbiljnoj proizvodnji. Nedavno ste imali Honda i GM najavljuju podružnicu u zajedničkom vlasništvu za izgradnju gorivih ćelija u Michiganu ili Ohiju. Ako pogledate tu najavu koliko se ja sjećam, GM je također govorio o činjenici da je ovo pogonska jedinica i zadržao pravo da je koristi u svrhe koje nisu vozila ili u svrhe koje nisu prijevoz.”

Jedan od planiranih primjera energije vodika su Olimpijske igre 2020. u Tokiju.

"Tokio troši više od 300 milijuna dolara za izlaganje ove tehnologije", rekao je Malone. “Govorimo o tisućama vozila i vodikovih stanica koje financiraju Honda, Toyota i Nissan. Također ćete imati 100 autobusa i oni će napajati selo sportaša pomoću stacionarnih gorivih ćelija i vodika.”

Malone ima nekoliko savjeta za ljude koje zanima tehnologija, ali ne žive u područjima s aktivnim planom vodikove infrastrukture.

"Ovdje ću se malo politizirati", upozorio je. “Za one koji žele vidjeti vozila na gorive ćelije u svojoj državi, morate nazvati svoje zakonodavce i morate početi razgovarati s njima. Ako nemaju informacije, onda me povežite s njima i ja ću razgovarati s tim zakonodavcima i njihovim osobljem.”

Vjerojatno će biti puno teže od jednostavnog telefoniranja, ali to je početak.

Preporuke urednika

• Hyundaijev kamion na vodikove gorive ćelije čini prijevoz tereta zelenim i glamuroznim
• Vodik je bio gorivo sutrašnjice, pa što se dogodilo?
• Toyota Mirai sljedeće generacije potvrđena unatoč stalnim problemima s vodikovom tehnologijom
• BMW ponovno zadirkuje automobile na vodik s konceptom X5 na gorive ćelije
• Hyundai Nexo je prvo vozilo na gorive ćelije koje je testirao sudar od strane IIHS-a