Разуменне вадародных запраўляльных станцый: поўны дапаможнік

Вадароднае паліва стала прымальнай заменай па меры пераходу свету на больш чыстыя крыніцы энергіі. У гэтым артыкуле распавядаецца пра вадародныя запраўкі, праблемы, з якімі яны сутыкаюцца, і іх верагоднае выкарыстанне для транспарту.

Што такое вадародная запраўка?

Паліўныя элементы для электрамабіляў могуць атрымліваць вадароднае паліва са спецыяльных месцаў, якія называюцца вадароднымі запраўляльнымі станцыямі (ЗЗС). Нягледзячы на ​​тое, што яны прызначаны для працы з вадародам, газам, які патрабуе пэўных мер бяспекі і спецыяльнага абсталявання, гэтыя станцыі эстэтычна падобныя да звычайных запраўляльных станцый.

Сістэма вытворчасці або падачы вадароду, рэзервуары для астуджэння і захоўвання, а таксама дазатары — гэта тры асноўныя часткі вадароднай запраўляльнай станцыі. Вадарод можа дастаўляцца на аб'ект па трубах або прычэпах з трубамі, альбо яго можна вырабляць на месцы з дапамогай рыформінгу метану з парай або электролізу.

Асноўныя кампаненты вадароднай запраўляльнай станцыі:

Абсталяванне для вытворчасці або транспарціроўкі вадароду да суднаў

л кампрэсійныя ўстаноўкі для павышэння ціску ў вадародных рэзервуарах, якія захоўваюць вадарод пад надзвычай высокім ціскам

Дазатары са спецыяльнымі фарсункамі FCEV

функцыі бяспекі, такія як пошук уцечак і адключэнне ў надзвычайных сітуацыях

У чым найбольшая праблема з вадародным палівам?

Абсталяванне для вытворчасці або транспарціроўкі вадароду ў рэзервуары, кампрэсійныя ўстаноўкі для павышэння ціску ў рэзервуарах для вадароду, якія захоўваюць вадарод пад надзвычай высокім ціскам.dдазатары са спецыяльнымі фарсункамі FCEV, якія выконваюць функцыі бяспекі, такія як пошук уцечак і адключэнне ў надзвычайных сітуацыях.Кошт вытворчасці і энергаэфектыўнасць — асноўныя праблемы, з якімі сутыкаецца вадароднае паліва. У наш час для вытворчасці большай часткі вадароду выкарыстоўваецца паравая рыформінга метану, якая выкарыстоўвае прыродны газ і выклікае выкіды вугляроду. Нягледзячы на ​​тое, што «зялёны вадарод», атрыманы шляхам электролізу з выкарыстаннем аднаўляльных крыніц энергіі, больш чысты, яго кошт усё яшчэ значна вышэйшы.

Вось яшчэ больш важныя праблемы: транспартаванне і захоўванне: паколькі вадарод валодае невялікай колькасцю энергіі для свайго аб'ёму, яго можна ўшчыльняць або астуджаць толькі пры высокім атмасферным ціску, што выклікае складанасці і выдаткі.

Паляпшэнне аб'ектаў: ​​будаўніцтва вялікай колькасці заправачных станцый патрабуе шмат рэсурсаў.

Страта магутнасці: з-за страт энергіі падчас вытворчасці, аднаўлення і абмену, паліўныя элементы, вырабленыя з вадароду, маюць меншую прадукцыйнасць «ад крыніцы да кола», чым электрамабілі, абсталяваныя акумулятарамі.

Нягледзячы на ​​гэтыя цяжкасці, дзяржаўная падтрымка і бягучыя даследаванні стымулююць тэхналагічныя распрацоўкі, якія могуць павысіць эканамічную мэтазгоднасць выкарыстання вадароду.

Ці лепш вадароднае паліва, чым электрычнае?

Выбар паміж электрамабілямі на акумулятарах (BEV) і аўтамабілямі на вадародных паліўных элементах складаны, бо ў залежнасці ад праблемы выкарыстання кожны тып тэхналогіі прапануе пэўныя перавагі.

Электрамабілі з акумулятарамі больш карысныя для штодзённых перавозак і выкарыстання ў гарадах, у той час як аўтамабілі на вадародным паліве добра падыходзяць для прымянення, якія патрабуюць вялікіх адлегласцей і хуткай запраўкі, такіх як аўтобусы і грузавікі.

Колькі вадародных запраўляльных станцый ёсць у свеце?

Па стане на 2026 год ва ўсім свеце працавала больш за 1000 вадародных заправачных станцый, і ў наступныя гады плануецца значны рост. Ёсць некалькі канкрэтных абласцей, дзевадародная запраўкаёсцьперамешчаны:

З больш чым fiсотністанцый, Азія займае рынак, які ў асноўным складаецца з Паўднёвай Карэі (больш за 100 станцый) і Японіі (больш за 160 станцый). Кітайрынакхутка расце, таму што ўрад мае амбіцыйныя мэты.

Маючы амаль 100 заправак, Германія апярэджвае Еўропу, маючы прыкладна дзвесце заправак. Да 2030 года Еўрапейскі Саюз плануе павялічыць колькасць заправак да тысяч.

Больш за 80 станцый маюць гандлёвыя кропкі ў Паўночнай Амерыцы, галоўным чынам у Каліфорніі, а таксама некалькі ў Канадзе і паўночна-ўсходнім рэгіёне ЗША.

Паводле прагнозаў, да 2030 года ў свеце можа з'явіцца больш за 5000 вадародных станцый, і ўсе дзяржавы ўнеслі на разгляд палітыкі, накіраванай на садзейнічанне будаўніцтву вадародных станцый.

Чаму вадароднае паліва лепшае за бензін?

У параўнанні з традыцыйным палівам, вырабленым з нафты, вадароднае паліва мае шмат розных пераваг:

Нулявое забруджванне паветра: вадародныя паліўныя элементы пазбягаюць шкодных выкідаў выхлапных газаў, якія спрыяюць забруджванню паветра і павышэнню тэмпературы, бо ў якасці пабочнага эфекту выпрацоўваюць толькі вадзяную пару.

Попыт на зялёную энергію: цыкл чыстай энергіі можна стварыць, ствараючы вадарод з выкарыстаннем прыродных крыніц, такіх як сонечнае святло і энергія ветру.

Энергетычная бяспека: нацыянальная вытворчасць вадароду з шэрагу крыніц змяншае залежнасць ад замежнай нафты.

Больш высокая эфектыўнасць: у параўнанні з транспартнымі сродкамі, якія працуюць на бензіне, аўтамабілі на паліўных элементах прыкладна ў два-тры разы больш эфектыўныя.

Ціхая праца: паколькі вадародныя аўтамабілі працуюць эфектыўна, яны зніжаюць шумавое забруджванне ў гарадах.

«Зялёныя» перавагі вадароду робяць яго прывабным варыянтам замены паліва пры пераходзе да больш чыстага транспарту, аднак праблемы з вытворчасцю і транспартам усё яшчэ ўзнікаюць.

Колькі часу патрабуецца, каб пабудаваць вадародную запраўляльную станцыю?

Тэрміны будаўніцтва вадароднай запраўляльнай станцыі ў значнай ступені залежаць ад шэрагу фактараў, такіх як памеры станцыі, месца эксплуатацыі, правілы атрымання дазволаў і тое, ці пастаўляецца вадарод, ці ён вырабляецца на месцы.

Для меншай колькасці станцый з кампанентамі, якія з'яўляюцца зборнымі і скарочанымі канструкцыямі, тыповыя тэрміны складаюць шэсць і дванаццаць месяцаў.

Для больш буйных і складаных станцый з уласнымі вытворчымі магутнасцямі гэта займае ад 12 да 24 месяцаў.

Ніжэй прыведзены важныя фактары, якія ўплываюць на час будаўніцтва: выбар месца і планаванне

Неабходныя ўзгадненні і дазволы

Пошук і забеспячэнне абсталяваннем

Будаўніцтва і ўстаноўка

Налада і ацэнка бяспекі

Разгортванне вадародных электрастанцый цяпер больш эфектыўнае дзякуючы новым дасягненням у канструкцыях модульных станцый, якія сціснулі тэрміны праектавання.

Колькі электрычнасці атрымліваецца з 1 кг вадароду?

Прадукцыйнасць сістэмы паліўных элементаў залежыць ад колькасці электраэнергіі, якую можна выпрацаваць з аднаго кілаграма вадароду. У паўсядзённым ужыванні:

Адзін кілаграм вадароду можа забяспечыць прабег тыповага аўтамабіля на паліўных элементах прыкладна 60-70 міль.

Адзін кілаграм вадароду мае амаль 33,6 кВт·г энергіі.

Адзін кілаграм вадароду можа выпрацоўваць каля 15-20 кВт·г электраэнергіі, якую можна выкарыстоўваць пасля ўліку надзейнасці паліўных элементаў (звычайна 40-60%).

Каб зразумець гэта, звычайная амерыканская сям'я выкарыстоўвае амаль трыццаць кВт·г электраэнергіі ў дзень, што азначае, што пры паспяховым пераўтварэнні 2 кг вадароду могуць забяспечваць патрэбную энергію на працягу дня.

Эфектыўнасць пераўтварэння энергіі:

Транспартныя сродкі, якія працуюць на вадародных паліўных элементах, звычайна маюць эфектыўнасць «ад крыніцы да колы» ад 25 да 35%, у той час як электрамабілі з акумулятарнымі паліўнымі элементамі звычайна маюць прадукцыйнасць 70-90%. Асноўнымі прычынамі гэтай розніцы з'яўляюцца страты энергіі пры вытворчасці вадароду, дэкампрэсіі, транспарціроўцы і пераўтварэнні паліўных элементаў.