Vozidlá s vodíkovými palivovými článkami v Kalifornii prosperujú

Vodík je nielen najbežnejším prvkom vo vesmíre, ale aj najbežnejším prvkom tu na Zemi. Obmedzená dostupnosť čistého vodíka v plynnej forme však celé desaťročia brzdila vodíkové palivové články.

Vo vesmíre sú hviezdy väčšinou tvorené vodíkom. Tu doma je náš vodík väčšinou viazaný s kyslíkom, čím vzniká voda. Aby sa vodík použil v palivovom článku na výrobu elektriny, musíte buď rozložiť molekulu vody, alebo rozložiť zložitý uhľovodík, ako je zemný plyn. Keď rozbijete molekulu zemného plynu, získate vodík – ale získate aj oxid uhličitý, čo vedie ku globálnemu otepľovaniu. Navyše používate neobnoviteľný zdroj. Zostáva voda, ktorá je skvelým zdrojom, až na to, že musíte vynaložiť viac energie na rozbitie molekuly, ako dostanete späť, keď použijete vodík na výrobu elektriny.

Riešením, ktoré robí z vodíka použiteľné palivo, je toto: použitie obnoviteľnej energie na vytvorenie dostatočného množstva prebytočnej elektriny, aby ste mohli rozložiť vodu a uložiť túto energiu vo forme vodíka. Nie je to také elegantné, ako by to mohlo byť, ale je to celkom dobré, ak zvážite, čo sa muselo stať, aby sa uložila solárna energia vo forme ropy, uhlia a zemného plynu.

To je jedna strana vodíkového rébusu. Ďalším problémom je výroba áut, ktoré budú jazdiť na vodík, a vytvorenie dostatočne veľkej infraštruktúry na dodávanie vodíka tým autám tam, kde a kedy ho potrebujú. Aby sme sa o tom dozvedeli viac, išli sme do San Francisca, aby sme sa zúčastnili SEMICON West, a sadli sme si s Kalifornské partnerstvo pre palivové články aby ste zistili, kde sú veci dnes a čo sa plánuje v blízkej budúcnosti.

Ide o infraštruktúru

Nájsť financie na akýkoľvek projekt infraštruktúry je vždy problém. Ak štát financuje projekt výstavby vodíkových staníc a siete na ich dopĺňanie, tak aj zariadení na výrobu vodíka, tieto peniaze vo všeobecnosti pochádzajú z iných projektov, čo spomalilo miera prijatia. Teraz sa však viaceré štáty a národné vlády rozhodujú, že vodík bude mať v ich plánoch miesto.

„Myslím si, že skutočne veľkým problémom je vybudovať infraštruktúru, pretože to, čo sme doteraz ukázali, je, že ak dokážete otvoriť vodíkovú stanicu, automobilky môžu predať auto,“ povedal. Keith Malone, referent pre legislatívu a komunikáciu pre California Fuel Cell Partnership.

Maloneova organizácia spolupracuje s výrobcami automobilov a tvorcami vládnej politiky, aby argumentovali v prospech vodíkovej infraštruktúry a dosahujú výsledky nielen v Kalifornii, ale na celom svete.

„Na severovýchode sa stavia 12 [vodíkových] staníc v koridore z New Yorku do Bostonu,“ prezradil Malone. „Je to súkromné ​​úsilie, ale rôzne regióny si vyžadujú rôzne prístupy. V Kalifornii sme už v roku 2013 mali legislatívu, ktorá stanovila prvý míľnik, ktorým bolo 100 strategicky umiestnených staníc a financie na to. Momentálne sme na 35 staniciach, ktoré sú otvorené a funkčné. Máme vo vývoji viac ako 30 staníc. Túto jeseň budeme mať ďalší cyklus financovania, ktorý nás s najväčšou pravdepodobnosťou dostane nad 100 staníc."

V súčasnosti má Kalifornia najviac vodíkových staníc zo všetkých štátov v Amerike, ale stále je to len začiatok.

„Aby sme to všetko dali do perspektívy, pokiaľ ide o počet potrebných staníc, v súčasnosti máme v Kalifornii 8 000 čerpacích staníc,“ povedal nám Malone. „Ale len asi 1 800 z nich poskytuje spotrebiteľom 50 % paliva. Guvernér práve povedal, že do roku 2025 chceme získať 200 vodíkových staníc. Potom naše členstvo o pár týždňov príde s plánom na dosiahnutie 1 000 staníc do roku 2030.“

Myslí sa, že strategickým umiestnením vodíkových staníc môže niekoľko staníc efektívne slúžiť veľkej komunite vodíkových áut.

"1000 staníc a milión áut," povedal Malone. „Je to náročný cieľ, ale taká je vízia, ktorú máme. Netýka sa to len osobných vozidiel. Potrebujete tiež stredná povinnosť/ťažké úžitkové vozidlo kategórie, pretože s týmito väčšími vozidlami a týmito vozovými parkmi jazdia aj na vodíkovej strane. Takže začnete vidieť, že jednotkové náklady klesajú.“

Vytvorenie dopytu po veľkom množstve vodíka je kľúčom k jeho hospodárnosti a podpora prichádza z celého sveta.

„Keď som pred šiestimi rokmi prvýkrát začínal, hovorili sme o Kalifornii, Nemecku, Japonsku a Južnej Kórei,“ spomína Malone. „V minulom roku sme do zoznamu pridali Čínu, pretože zvýši objem. V súčasnosti majú Nemecko a Japonsko v skutočnosti viac vodíkových staníc ako my. Ale máme na cestách viac áut. Od 1. júla máme na cestách v Kalifornii viac ako 5 000 vodíkových vozidiel.“

Je to aj o ukladaní energie

Výhodou tankovania auta vodíkom je, že automobilky sa môžu dostať k mágii Dosah 300 míľ medzi tankovaním a tankovaním auta s vodíkovými palivovými článkami netrvá dlhšie ako získanie benzínu. Energia na pohon auta je podobne ako pri benzíne uložená vo vodíku, na rozdiel od toho, aby bola celá uložená v batérii.

„Zaujímavé je, že v Kalifornii vedieme s autami na palivové články a vodíkom infraštruktúru,“ vysvetlil Malone, „a stále žartujem, že Kalifornia spustí model, ale Texas dokáže to."

Môžu sa vozidlá s vodíkovými palivovými článkami skutočne predávať v ropnej krajine Texas?

"Myslím si, že Texas príde k vozidlám s palivovými článkami inou cestou, pretože majú toľko veternej energie, čo znamená, že majú prebytok," zdôraznil Malone. „Som si celkom istý, že majú nadbytočnú kapacitu a nevedia, čo s tým robiť. Ale jedna z vecí, ktoré môžete urobiť, je rozdeliť vodu na vodík. V Texase môžete tento vodík skladovať v podzemných soľných jaskyniach. Nehovoríme o kilowattoch alebo gigawattoch výkonu; hovoríme o terawattoch energie, ktorú možno uložiť. Vodík sa stáva batériou mnohými spôsobmi.“

Keď sú veľké množstvá energie skladovateľné a dostupné v prípade potreby, sú možné nové aplikácie.

"Vodík sa môže stať vyrovnávačom siete," povedal Malone. Vyvažovače mriežky pomôcť energetickým distribučným systémom zosúladiť výrobu s dopytom. Vzhľadom na to, že palivové články sa rozbehnú a klesnú takmer okamžite, s akumulovaným vodíkom môžu energetické spoločnosti okamžite prispôsobiť výkon dopytu.

„Ak sa pozriete na ten druh trhu so stacionárnymi palivovými článkami, bol tak trochu pod radarom,“ povedal Malone, „ale bol veľmi aktívny. Telekomunikácie používajú palivové články ako záložné generátory, pretože nádrže dokážu udržať vodík na pomerne dlhú dobu. Keď sa na východnom pobreží odohrala superbúrka Sandy, hore a dole na východnom pobreží fungovalo asi 80 záložných generátorov palivových článkov. Jeden z nich spadol, to je všetko. Potopil sa, pretože bol asi štyri hodiny pod vodou a potom sa vrátil do režimu online.“

Koridor západného pobrežia

Keď Kalifornia buduje svoju vodíkovú infraštruktúru, ďalším krokom je prepojenie veľkých miest na západnom pobreží dostupné vodíkové stanice, ktoré umožnia osobným vozidlám a ťažkej nákladnej doprave pohybovať sa hore a dole po pobreží pohodlne.

„Práve otvorili svoju prvú štátnu vodíkovú stanicu v Kanade,“ povedal Malone pre Digital Trends. “Britská Kolumbia financovala štúdiu a požiadala skupinu spoločností, aby sa pozreli na využitie svojej obnoviteľnej siete a výrobu obnoviteľného vodíka na export do Japonska a Kalifornie. Potom máte Kaliforniu a naozaj Oregon, Washington sa musí spojiť, pretože jedno bez druhého nemôžete urobiť."

V poslednom desaťročí sa Kalifornia, Oregon, Washington a Britská Kolumbia zaviazali vybudovať sieť nabíjacích staníc pre elektrické vozidlá známu ako Západné pobrežie. Elektrická diaľnica. Táto sieť umožňuje EV precestovať celé západné pobrežie od mexickej hranice až po Kanadu. Vodíková sieť by pravdepodobne vyzerala podobne.

Ďalšie kroky

Od dnešného dňa sú v Kalifornii v predaji dve vozidlá s palivovými článkami. Honda Clarity aj Toyota Mirai sa tešia predajným úspechom v oblastiach, kde existuje vodíková infraštruktúra. Hyundai mal v roku 2017 SUV Tucson s palivovými článkami a plánuje sa vrátiť s ním Nexo crossover v roku 2019.

“BMW prichádza na trh,“ povedal Malone. „Približne v roku 2019 máte Mercedes-Benz so svojím zásuvným autom na palivové články. Audi prichádza na trh s vozidlom. Hovorilo sa o serióznej produkcii. Nedávno ste mali Honda a GM oznamuje spoločnú dcérsku spoločnosť na výrobu palivových článkov v Michigane alebo Ohiu. Ak sa pozriete na toto oznámenie, ako si ho pamätám, GM hovorilo aj o skutočnosti, že ide o pohonnú jednotku a vyhradilo si právo použiť ju na iné ako automobilové účely alebo na iné ako prepravné účely.

Jednou z plánovaných ukážok vodíkovej energie sú olympijské hry v roku 2020 v Tokiu.

"Tokio vynakladá viac ako 300 miliónov dolárov na predvedenie tejto technológie," povedal Malone. „Hovoríme o tisíckach vozidiel a vodíkových staníc financovaných spoločnosťami Honda, Toyota a Nissan. Budete mať aj 100 autobusov, ktoré budú poháňať dedinu športovcov pomocou stacionárnych palivových článkov a vodíka."

Malone má niekoľko rád pre ľudí, ktorí sa zaujímajú o technológiu, ale nebývajú v oblastiach s plánom aktívnej vodíkovej infraštruktúry.

"Začnem sa tu trochu politizovať," varoval. „Pre tých, ktorí chcú vidieť vozidlá s palivovými článkami v ich štáte, musíte zavolať svojim zákonodarcom a musíte s nimi začať hovoriť. Ak nemajú informácie, spojte ma s nimi a ja sa porozprávam s týmito zákonodarcami a ich zamestnancami."

Je pravdepodobné, že to bude oveľa zložitejšie ako len zavolať, ale je to len začiatok.

Odporúčania redaktorov

• Nákladné vozidlo Hyundai na vodíkové palivové články robí nákladnú dopravu ekologickou a očarujúcou
• Vodík bol palivom zajtrajška, tak čo sa stalo?
• Toyota Mirai novej generácie potvrdila napriek pretrvávajúcim problémom s vodíkovou technológiou
• BMW opäť dráždi vodíkové autá konceptom X5 s palivovými článkami
• Hyundai Nexo je prvé vozidlo s palivovými článkami, ktoré bolo testované v nárazovej skúške IIHS