Vozila na vodikove gorivne celice so v Kaliforniji uspešna

Vodik ni samo najpogostejši element v vesolju, ampak tudi najpogostejši element tukaj na Zemlji. Vendar je omejena razpoložljivost čistega vodika v plinasti obliki desetletja zadrževala vodikove gorivne celice.

V vesolju so zvezde večinoma sestavljene iz vodika. Tukaj doma je naš vodik večinoma vezan s kisikom, da tvori vodo. Če želite uporabiti vodik v gorivni celici za proizvodnjo elektrike, morate razgraditi molekulo vode ali razgraditi kompleksen ogljikovodik, kot je zemeljski plin. Ko razbijete molekulo zemeljskega plina, dobite vodik - vendar dobite tudi ogljikov dioksid, ki vodi v globalno segrevanje. Poleg tega uporabljate neobnovljiv vir. Tako ostane voda, ki je odličen vir, le da morate v razbijanje molekule vložiti več energije, kot je boste dobili nazaj, ko boste vodik uporabili za proizvodnjo električne energije.

Rešitev, zaradi katere je vodik uporabno gorivo, je naslednja: uporaba obnovljive energije za ustvarjanje dovolj odvečne električne energije, da lahko razgradite vodo in to energijo shranite v obliki vodika. Ni tako elegantno, kot bi lahko bilo, vendar je precej dobro, če pomislite, kaj se je moralo zgoditi, da bi shranili sončno energijo v obliki nafte, premoga in zemeljskega plina.

To je ena stran vodikove uganke. Druga vprašanja so izdelava avtomobilov, ki bodo delovali na vodik, in ustvarjanje dovolj velike infrastrukture za dostavo vodika tem avtomobilom, kjer in ko ga potrebujejo. Da bi izvedeli več o tem, smo se odpravili v San Francisco, da bi se ga udeležili SEMICON West, in smo se usedli z Kalifornijsko partnerstvo za gorivne celice da ugotovite, kje so stvari danes in kaj je načrtovano za bližnjo prihodnost.

Gre za infrastrukturo

Iskanje sredstev za kateri koli infrastrukturni projekt je vedno izziv. Če država financira projekt izgradnje vodikovih postaj in omrežja za njihovo polnjenje, pa tudi objektov za proizvodnjo vodika, ta denar običajno prihaja iz drugih projektov, kar je upočasnilo stopnja posvojitve. Zdaj pa se več držav in nacionalnih vlad odloča, da bo vodik dobil mesto v njihovih načrtih.

"Mislim, da je res velika težava zgraditi infrastrukturo, saj smo do zdaj pokazali, da lahko proizvajalci avtomobilov prodajo avtomobile, če lahko odprete postajo za vodik," je dejal. Keith Malone, uradnik za zakonodajno ozaveščanje in komuniciranje za California Fuel Cell Partnership.

Malonova organizacija sodeluje s proizvajalci avtomobilov in oblikovalci vladnih politik, da zagovarjajo infrastrukturo za vodik, in dosegajo rezultate ne samo v Kaliforniji, ampak po vsem svetu.

"Na severovzhodu se gradi 12 [vodikovih] postaj na koridorju od New Yorka do Bostona," je razkril Malone. »Gre za zasebno prizadevanje, vendar različne regije zahtevajo različne pristope. V Kaliforniji smo že leta 2013 imeli zakonodajo, ki je določila prvi mejnik, ki je bil 100 strateško lociranih postaj in financiranje za to. Trenutno imamo 35 postaj, ki so odprte in delujoče. V razvoju imamo več kot 30 postaj. To jesen bomo imeli še en cikel financiranja, s katerim bomo najverjetneje presegli 100 postaj.«

Trenutno ima Kalifornija največ postaj za vodik med vsemi ameriškimi zveznimi državami, vendar je to še vedno šele začetek.

»Če pogledamo vse to v perspektivo glede na število potrebnih črpalk, imamo trenutno v Kaliforniji 8000 bencinskih črpalk,« nam je povedal Malone. »Toda le približno 1800 jih zagotavlja 50 % goriva potrošnikom. Guverner je pravkar rekel, da želimo do leta 2025 dobiti 200 postaj za vodik. Nato bo naše članstvo v nekaj tednih izdalo načrt, da do leta 2030 dosežemo 1000 postaj.«

Razmišljanje je, da lahko s strateško postavitvijo postaj za vodik nekaj postaj učinkovito služi veliki skupnosti avtomobilov na vodik.

"1000 postaj in milijon avtomobilov," je rekel Malone. "To je dolg cilj, a to je naša vizija. Ne gre le za osebna vozila. Potrebujete tudi srednja dolžnost/težko tovorno vozilo kategorije, ker pri teh večjih vozilih in teh voznih parkih dosegajo tudi prostornino vožnje na strani vodika. Torej začnete opažati, da se stroški na enoto znižujejo.«

Ustvarjanje povpraševanja po velikih količinah vodika je ključnega pomena za gospodarnost, podpora pa prihaja z vsega sveta.

"Ko sem pred šestimi leti prvič začel, smo govorili o Kaliforniji, Nemčiji, Japonski in Južni Koreji," se spominja Malone. »V zadnjem letu smo na seznam dodali Kitajsko, ker bo povečala obseg. Trenutno imata Nemčija in Japonska dejansko več postaj za vodik kot mi. Toda na cestah imamo več avtomobilov. Od 1. julija imamo v Kaliforniji na cestah več kot 5000 vozil na vodik.”

Gre tudi za shranjevanje energije

Prednost oskrbe avtomobila z vodikom je v tem, da lahko proizvajalci avtomobilov dosežejo čarobnost Domet 300 milj med polnjenjem in ponovnim polnjenjem avtomobila na vodikove gorivne celice ne traja dlje kot dobava bencina. Tako kot bencin je energija za pogon avtomobila shranjena v vodiku, v nasprotju s tem, da je v celoti shranjena v bateriji.

»Zanimivo je, da smo v Kaliforniji nekako vodilni z avtomobili na gorivne celice in vodikom infrastrukturo,« je pojasnil Malone, »in ves čas se šalim, da bo Kalifornija lansirala model, ampak Teksas bo to dokazal.”

Ali se lahko vozila na vodikove gorivne celice res prodajajo v teksaški naftni državi?

"Mislim, da bo Teksas prišel do vozil na gorivne celice po drugi poti, ker imajo toliko vetrne energije, kar pomeni, da imajo presežek," je poudaril Malone. »Prepričan sem, da imajo presežne zmogljivosti in ne vedo, kaj bi z njimi. Toda ena od stvari, ki jih lahko storite, je, da razdelite vodo, da dobite vodik. V Teksasu lahko ta vodik shranite v podzemnih solnih votlinah. Ne govorimo o kilovatih ali gigavatih moči; govorimo o teravatih moči, ki jih je mogoče shraniti. Vodik postane baterija na več načinov.«

Ko je mogoče shraniti velike količine energije in je po potrebi dostopna, so možne nove uporabe.

"Vodik lahko postane uravnoteženje omrežja," je dejal Malone. Mrežni balanserji pomagajo sistemom za distribucijo energije prilagoditi proizvodnjo povpraševanju. Ker se gorivne celice dvignejo in zmanjšajo skoraj v trenutku, lahko s shranjenimi vodikovimi pripomočki uskladijo proizvodnjo s povpraševanjem od trenutka do trenutka.

»Če pogledate vrsto stacionarnega trga gorivnih celic, je bil nekako pod radarjem,« je dejal Malone, »vendar je bil zelo aktiven. Telekomi uporabljajo gorivne celice kot rezervne generatorje, ker lahko rezervoarji zadržijo vodik precej dolgo časa. Ko se je na vzhodni obali zgodila supernevihta Sandy, je gor in dol po vzhodni obali delovalo približno 80 rezervnih generatorjev na gorivne celice. Eden od njih je padel, to je to. Ugasnilo se je, ker je bilo pod vodo približno štiri ure, nato pa se je spet povezalo.”

Koridor zahodne obale

Ko Kalifornija gradi svojo vodikovo infrastrukturo, je naslednji korak povezava večjih mest na zahodni obali razpoložljive postaje za vodik, ki omogočajo premikanje osebnih vozil in težkih tovornjakov navzgor in navzdol ob obali priročno.

"Pravkar so odprli svojo prvo državno vodikovo postajo v Kanadi," je Malone povedal za Digital Trends. “Britanska Kolumbija je financiral študijo in prosil skupino podjetij, naj preučijo njihovo obnovljivo omrežje in proizvodnjo obnovljivega vodika za izvoz na Japonsko in v Kalifornijo. Potem imate Kalifornijo in res Oregon, Washington, se morata združiti, ker ne morete eno brez drugega.«

V zadnjem desetletju so se Kalifornija, Oregon, Washington in Britanska Kolumbija zavezale in zgradile mrežo polnilnic za električna vozila, znano kot Zahodna obala. Električna avtocesta. To omrežje omogoča električnim vozilom potovanje po celotni zahodni obali od mehiške meje do Kanade. Vodikovo omrežje bi verjetno izgledalo podobno.

Naslednji koraki

Od danes sta v Kaliforniji naprodaj dve vozili na gorivne celice. Tako Honda Clarity kot Toyota Mirai uživata prodajni uspeh na območjih, kjer obstaja vodikova infrastruktura. Hyundai je leta 2017 imel SUV Tucson na gorivne celice in se namerava vrniti z njim Nexo crossover leta 2019.

“BMW prihaja na trg,« je dejal Malone. »Približno leta 2019 ste Mercedes-Benz s svojim priključnim avtomobilom na gorivne celice. Audi prihaja na trg z vozilom. Govorilo se je o resni proizvodnji. Pred kratkim ste imeli Honda in GM napovejo hčerinsko podjetje v skupni lasti za gradnjo gorivnih celic v Michiganu ali Ohiu. Če pogledate to objavo, kolikor se spomnim, je GM govoril tudi o dejstvu, da je to pogonska enota, in si je pridržal pravico, da jo uporablja za namene, ki niso vozila ali prevoza.”

Ena načrtovana predstavitev energije na vodik so olimpijske igre leta 2020 v Tokiu.

"Tokio porabi več kot 300 milijonov dolarjev za predstavitev te tehnologije," je dejal Malone. »Govorimo o tisočih vozilih in vodikovih postajah, ki jih financirajo Honda, Toyota in Nissan. Imeli boste tudi 100 avtobusov, ki bodo napajali vas športnikov s stacionarnimi gorivnimi celicami in vodikom.«

Malone ima nekaj nasvetov za ljudi, ki jih tehnologija zanima, vendar ne prebivajo na območjih z aktivnim načrtom vodikove infrastrukture.

"Tu bom postal malo političen," je opozoril. »Za tiste, ki želijo videti vozila na gorivne celice v svoji državi, morate poklicati svoje zakonodajalce in se morate začeti pogovarjati z njimi. Če nimajo informacij, me povežite z njimi in govoril bom s temi zakonodajalci in njihovim osebjem.«

Verjetno bo veliko težje kot preprosto opraviti telefonski klic, vendar je začetek.

Priporočila urednikov

• Hyundaijev tovornjak na vodikove gorivne celice naredi prevoz tovora zelen in glamurozen
• Vodik je bil gorivo jutrišnjega dne, kaj se je torej zgodilo?
• Toyota Mirai naslednje generacije je potrjena kljub stalnim težavam z vodikovo tehnologijo
• BMW znova draži avtomobile na vodik s konceptom X5 na gorivne celice
• Hyundai Nexo je prvo vozilo na gorivne celice, ki ga je testiral IIHS