Vehiculele cu celule de combustibil cu hidrogen prosperă în California

Hidrogenul nu este doar cel mai comun element din univers, ci și cel mai comun element aici pe Pământ. Cu toate acestea, disponibilitatea limitată a hidrogenului pur sub formă gazoasă a împiedicat celulele de combustibil cu hidrogen timp de decenii.

În cosmos, stelele sunt în mare parte făcute din hidrogen. Aici acasă, hidrogenul nostru este în mare parte legat de oxigen pentru a face apă. Pentru a folosi hidrogenul într-o pilă de combustibil pentru a produce electricitate, trebuie fie să descompuneți o moleculă de apă, fie să descompuneți o hidrocarbură complexă, cum ar fi gazul natural. Când spargeți molecula de gaz natural, obțineți hidrogen, dar obțineți și dioxid de carbon, ceea ce duce la încălzirea globală. În plus, utilizați o resursă neregenerabilă. Aceasta lasă apă, care este o sursă grozavă, cu excepția faptului că trebuie să puneți mai multă energie în spargerea moleculei decât veți obține atunci când utilizați hidrogenul pentru a genera electricitate.

Soluția care face din hidrogen un combustibil funcțional este următoarea: folosirea energiei regenerabile pentru a crea suficientă energie electrică în exces pentru a putea descompune apa și a stoca acea energie sub formă de hidrogen. Nu este atât de elegant pe cât ar putea fi, dar este destul de bine dacă luați în considerare ce a trebuit să se întâmple pentru a stoca energia solară sub formă de petrol, cărbune și gaz natural.

Aceasta este o parte a enigmei hidrogenului. Celelalte probleme sunt construirea de mașini care vor funcționa cu hidrogen și crearea unei infrastructuri suficient de mare pentru a livra hidrogen acelor mașini unde și când au nevoie de el. Pentru a afla mai multe despre asta, am fost la San Francisco pentru a participa SEMICON Vest, și ne-am așezat cu Parteneriatul pentru celulele de combustibil din California pentru a afla unde sunt lucrurile astăzi și ce este planificat pentru viitorul apropiat.

Este vorba despre infrastructură

Găsirea finanțării pentru orice proiect de infrastructură este întotdeauna o provocare. Dacă un stat finanțează un proiect de construire a stațiilor de hidrogen și rețeaua de reumplere a acestora, precum și instalații de generare a hidrogenului, acești bani provin în general din alte proiecte, ceea ce a încetinit rata de adoptare. Dar acum mai multe state și guverne naționale decid că hidrogenul va avea un loc în planurile lor.

„Cred că marea problemă este construirea infrastructurii, deoarece ceea ce am arătat până acum este că dacă poți deschide o stație de hidrogen, producătorii de automobile pot vinde o mașină”, a spus. Keith Malone, ofițer de comunicare și sensibilizare legislativă pentru California Fuel Cell Partnership.

Organizația lui Malone lucrează cu producătorii de automobile și cu factorii de decizie guvernamentali pentru a argumenta cazul pentru infrastructura cu hidrogen și obțin rezultate nu numai în California, ci și în întreaga lume.

„În nord-est, 12 stații [de hidrogen] sunt construite pe coridorul New York-Boston”, a dezvăluit Malone. „Este un efort privat, dar diferitele regiuni necesită abordări diferite. În California, în 2013, am avut o legislație care a stabilit prima etapă, care a fost 100 de stații situate strategic și finanțarea pentru a face acest lucru. În acest moment, suntem la 35 de stații care sunt deschise și operaționale. Avem peste 30 de stații în dezvoltare. În această toamnă vom avea un alt ciclu de finanțare care, cel mai probabil, ne va duce peste 100 de stații.”

În acest moment, California are cele mai multe stații de hidrogen din orice stat din America, dar este încă doar un început.

„Pentru a pune totul în perspectivă în ceea ce privește numărul de stații de care este nevoie, chiar acum în California, avem 8.000 de benzinării”, ne-a spus Malone. „Dar doar aproximativ 1.800 dintre ei furnizează 50% din combustibil consumatorilor. Guvernatorul tocmai a spus că vrem să obținem 200 de stații de hidrogen până în 2025. Apoi, membrii noștri vor avea o foaie de parcurs în câteva săptămâni pentru a ajunge la 1.000 de stații până în 2030.”

Gândirea este că, prin plasarea strategică a stațiilor de hidrogen, câteva stații pot deservi în mod eficient o mare comunitate de mașini cu hidrogen.

„1.000 de stații și un milion de mașini”, a spus Malone. „Este un obiectiv întins, dar aceasta este viziunea pe care o avem. Nu este vorba doar despre vehiculele de pasageri. Ai nevoie și de taxă medie/vehicul greu categorie deoarece, cu acele vehicule mai mari și flote, acestea conduc și volumul pe partea hidrogenului. Deci, începi să vezi că costurile pe unitate scad.”

Crearea cererii pentru cantități mari de hidrogen este esențială pentru a face acest lucru economic, iar sprijinul vine din întreaga lume.

„Când am început acum șase ani, vorbeam despre California, Germania, Japonia și Coreea de Sud”, și-a amintit Malone. „În ultimul an, am adăugat China pe listă pentru că vor crește volumul. În prezent, Germania și Japonia au de fapt mai multe stații de hidrogen decât noi. Dar avem mai multe mașini pe drum. Începând cu 1 iulie, avem peste 5.000 de vehicule cu hidrogen pe șosea în California.”

Este, de asemenea, despre stocarea energiei

Avantajul de a alimenta o mașină cu hidrogen este că producătorii auto pot ajunge la magic Gama de 300 de mile între realimentări și reumplerea unei mașini cu pile de combustibil cu hidrogen nu durează mai mult decât obținerea benzinei. La fel ca benzina, energia pentru alimentarea mașinii este stocată în hidrogen, spre deosebire de a fi stocată în întregime într-o baterie.

„Lucru interesant este că în California suntem un fel de lider în ceea ce privește mașinile cu celule de combustibil și hidrogenul infrastructura”, a explicat Malone, „și tot glumesc că California va lansa modelul, dar Texasul va dovedi.”

Se pot vinde cu adevărat vehiculele cu celule de combustie cu hidrogen în țara petrolieră din Texas?

„Cred că Texas va ajunge la vehiculele cu celule de combustie printr-o altă rută, deoarece au atât de multă putere eoliană, ceea ce înseamnă că au în exces”, a subliniat Malone. „Sunt destul de sigur că au capacitate în exces și nu știu ce să facă cu ea. Dar unul dintre lucrurile pe care le puteți face este să împărțiți apa pentru a face hidrogen. În Texas, puteți stoca acel hidrogen în caverne subterane de sare. Nu vorbim despre kilowați sau gigawați de putere; vorbim în sus de terawați de putere care pot fi stocați. Hidrogenul devine bateria în multe feluri.”

Când cantități mari de energie sunt stocabile și accesibile atunci când este necesar, sunt posibile noi aplicații.

„Hidrogenul poate deveni un echilibrator al rețelei”, a spus Malone. Echilibratoare de grilă ajuta sistemele de distribuție a energiei să adapteze producția la cerere. Deoarece celulele de combustie cresc și coboară aproape instantaneu, cu hidrogen stocat, utilitățile pot potrivi producția cu cererea de la moment la moment.

„Dacă te uiți la genul de piață staționară a celulelor de combustibil, a fost cam sub radar”, a spus Malone, „dar a fost foarte activă. Telecomunicațiile folosesc celule de combustie ca generatoare de rezervă, deoarece rezervoarele pot reține hidrogenul pentru o perioadă destul de lungă. Când s-a produs superfurtuna Sandy pe coasta de est, existau aproximativ 80 de generatoare de rezervă pentru celule de combustibil care operau în sus și în jos pe coasta de est. Unul dintre ei a căzut, asta este. S-a prăbușit pentru că a fost sub apă timp de aproximativ patru ore, apoi a revenit online.”

Un coridor de pe coasta de vest

Pe măsură ce California își construiește infrastructura pe bază de hidrogen, următorul pas este de a lega marile orașe de pe coasta de vest cu stații de hidrogen disponibile pentru a permite atât vehiculelor de pasageri, cât și traficului de camioane grele să se deplaseze în sus și în jos pe coastă convenabil.

„Tocmai și-au deschis prima stație de stat de hidrogen din Canada”, a spus Malone pentru Digital Trends. “British Columbia a finanțat un studiu și a cerut unui grup de companii să ia în considerare rețeaua lor regenerabilă și să producă hidrogen regenerabil pentru a exporta în Japonia și California. Apoi, aveți California și, într-adevăr, Oregon, Washington trebuie să se unească pentru că nu puteți face una fără cealaltă.”

În ultimul deceniu, California, Oregon, Washington și Columbia Britanică s-au angajat și au construit o rețea de stații de încărcare a vehiculelor electrice cunoscută sub numele de Coasta de Vest Autostrada electrica. Această rețea permite vehiculelor electrice să circule pe toată coasta de vest de la granița cu Mexicul în Canada. O rețea de hidrogen ar arăta probabil la fel.

Următorii pași

Începând de astăzi, există două vehicule cu celule de combustibil în vânzare în California. Atât Honda Clarity, cât și Toyota Mirai se bucură de succes în vânzări în zonele în care există infrastructură de hidrogen. Hyundai a avut un SUV Tucson cu celulă de combustibil în 2017 și intenționează să revină cu Nexo crossover în 2019.

“BMW vine pe piață”, a spus Malone. „În aproximativ 2019, ai avut Mercedes-Benz cu mașina sa cu pile de combustibil cu priză. Audi vine pe piață cu un vehicul. Se vorbea despre o producție serioasă. Recent, ai avut Honda și GM anunță o filială deținută în comun pentru a construi pile de combustibil în Michigan sau Ohio. Dacă te uiți la acel anunț, așa cum mi-l amintesc, GM a vorbit și despre faptul că aceasta este o unitate de putere și și-a rezervat dreptul de a o folosi în scopuri non-vehiculare sau în scopuri non-transport.”

O vitrină planificată pentru energia cu hidrogen este Jocurile Olimpice din 2020 de la Tokyo.

„Tokyo cheltuiește peste 300 de milioane de dolari pentru a prezenta această tehnologie”, a spus Malone. „Vorbim de mii de vehicule și stații de hidrogen finanțate de Honda, Toyota și Nissan. Veți avea, de asemenea, 100 de autobuze și vor alimenta satul atleților folosind pile de combustie staționare și hidrogen.”

Malone oferă câteva sfaturi pentru persoanele interesate de tehnologie, dar care nu locuiesc în zone cu un plan activ de infrastructură cu hidrogen.

„O să devin puțin politic aici”, a avertizat el. „Pentru cei care vor să vadă vehicule cu celule de combustie în statul lor, trebuie să-ți suni legislatorii și trebuie să începi să vorbești cu ei. Dacă nu au informațiile, atunci conectează-mă cu ei și voi vorbi cu acei legiuitori și cu personalul lor.”

Probabil că va fi mult mai dificil decât pur și simplu efectuarea unui apel telefonic, dar este un început.

Recomandările editorilor

• Camionul Hyundai cu celule de combustibil cu hidrogen face transportul de mărfuri verde și plin de farmec
• Hidrogenul a fost combustibilul zilei de mâine, deci ce s-a întâmplat?
• Noua generație Toyota Mirai a confirmat în ciuda problemelor continue cu tehnologia hidrogenului
• BMW tachinează din nou mașinile cu hidrogen cu conceptul X5 cu celulă de combustibil
• Hyundai Nexo este primul vehicul cu celule de combustibil testat la impact de IIHS