Înțelegerea stațiilor de realimentare cu hidrogen: un ghid complet

Combustibilul cu hidrogen a devenit un înlocuitor acceptabil pe măsură ce lumea trece la surse de energie mai curate. Acest articol vorbește despre stațiile de alimentare cu hidrogen, provocările cu care se confruntă acestea și posibilele lor utilizări în transport.

Ce este o stație de realimentare cu hidrogen?

Pilele de combustie pentru mașinile electrice pot primi combustibil hidrogen de la locații specifice numite stații de alimentare cu hidrogen (HRS). Deși sunt concepute pentru a lucra cu hidrogen, un gaz care necesită precauții de siguranță specifice și utilaje speciale, aceste stații sunt similare din punct de vedere estetic cu benzinăriile obișnuite.

Un sistem de fabricare sau livrare a hidrogenului, rezervoarele de răcire și stocare și dozatoarele sunt cele trei părți principale ale unei stații de realimentare cu hidrogen. Hidrogenul poate fi livrat la instalație prin conducte sau remorci tubulare sau poate fi produs la fața locului folosind reformarea metanului cu abur sau electroliză.

Componentele cheie ale unei stații de realimentare cu hidrogen:

Echipamente pentru fabricarea sau transportul hidrogenului către nave

unități de comprimare pentru creșterea presiunii rezervoarelor de hidrogen care stochează hidrogen la presiune extrem de înaltă

Dispensere cu duze speciale FCEV

funcții de siguranță precum detectarea scurgerilor și oprirea în caz de urgență

Care este cea mai mare problemă cu combustibilul pe bază de hidrogen?

Echipamente pentru fabricarea sau transportul hidrogenului către vase, unități de comprimare pentru creșterea presiunii rezervoarelor de hidrogen care stochează hidrogen la presiune extrem de înaltădDozatoare cu duze speciale FCEV cu funcții de siguranță, cum ar fi detectarea scurgerilor și oprirea în caz de urgență.Costul de producție și eficiența energetică sunt principalele probleme cu care se confruntă combustibilul hidrogen. În zilele noastre, reformarea metanului cu abur - care utilizează gaze naturale și produce emisii de carbon - este utilizată pentru a produce majoritatea hidrogenului. Chiar dacă „hidrogenul verde” produs prin electroliză cu energie regenerabilă este mai curat, costul este încă mult mai mare.

Acestea sunt provocări și mai importante: Transportul și depozitarea: Deoarece hidrogenul posedă o cantitate mică de energie pentru volumul său, acesta poate fi compactat sau răcit doar la presiuni atmosferice ridicate, ceea ce duce la complexitate și costuri.

Îmbunătățirea facilităților: construirea unui număr mare de stații de alimentare cu combustibil costă multe resurse.

Pierdere de putere: Din cauza pierderilor de energie în timpul producției, reducerii și schimbului, pilele de combustie fabricate din hidrogen au o performanță „de la sondă la roată” diminuată decât mașinile electrice echipate cu baterii.

În ciuda acestor dificultăți, sprijinul guvernamental și cercetările continue stimulează evoluții tehnologice care ar putea crește fezabilitatea economică a hidrogenului.

Este combustibilul pe bază de hidrogen mai bun decât cel electric?

Alegerea între mașinile electrice cu baterie (BEV) și mașinile alimentate cu pile de combustie cu hidrogen este dificilă deoarece, în funcție de problema de utilizare, fiecare tip de tehnologie oferă avantaje specifice.

Mașinile electrice cu baterii sunt mai utile pentru transportul și utilizarea zilnică în orașe, în timp ce mașinile pe bază de hidrogen funcționează bine pentru aplicații care necesită distanțe lungi și realimentare rapidă, cum ar fi autobuzele și camioanele.

Câte stații de realimentare cu hidrogen există în lume?

Peste 1.000 de stații de realimentare cu hidrogen erau operaționale la nivel mondial începând cu 2026, iar o creștere semnificativă va fi planificată în anii următori. Există mai multe domenii specifice în carestație de realimentare cu hidrogenesterelocat:

Cu peste ficinci sutestații, Asia preia piața, fiind formată în principal din Coreea de Sud (peste 100 de stații) și Japonia (peste 160 de stații). Chinapiaţăcrește rapid deoarece guvernul are obiective ambițioase.

Cu aproape 100 de stații, Germania este înaintea Europei, având aproximativ două sute de stații. Până în 2030, Uniunea Europeană intenționează să extindă numărul la mii.

Peste 80 de stații au puncte de vânzare în America de Nord, în principal din California, și încă câteva în Canada și regiunea de nord-est a Statelor Unite.

Având în vedere proiecțiile care sugerează că ar putea exista peste 5.000 de stații în întreaga lume până în 2030, statele de pretutindeni au propus politici menite să încurajeze dezvoltarea stațiilor de hidrogen.

De ce este combustibilul hidrogen mai bun decât benzina?

Comparativ cu combustibilii tradiționali produși din petrol, combustibilul pe bază de hidrogen are multe avantaje:

Zero poluare a aerului: pilele de combustie alimentate cu hidrogen evită emisiile nocive de la țevile de eșapament care alimentează poluarea aerului și creșterea temperaturilor, producând doar vapori de apă ca efect secundar.

Cererea de energie verde: Un ciclu de energie curată poate fi creat prin producerea de hidrogen folosind surse naturale precum lumina soarelui și energia eoliană.

Securitate energetică: producția națională de hidrogen din mai multe surse reduce dependența de petrolul străin.

O eficiență mai mare: În comparație cu vehiculele alimentate cu motoare pe benzină, vehiculele cu pile de combustie sunt de aproximativ două până la trei ori mai eficiente.

Funcționare silențioasă: Deoarece mașinile pe bază de hidrogen funcționează eficient, acestea reduc poluarea fonică din orașe.

Beneficiile ecologice ale hidrogenului îl fac o opțiune atractivă pentru înlocuirea combustibilului în tranziția către un transport mai curat, însă problemele legate de fabricație și transport încă apar.

Cât durează construirea unei stații de realimentare cu hidrogen?

Cronologia construirii unei stații de realimentare cu hidrogen depinde în mare măsură de o serie de factori, cum ar fi dimensiunile stației, locul de funcționare, regulile de autorizare și dacă hidrogenul este furnizat sau fabricat la fața locului.

Pentru mai puține stații cu componente prefabricate și modele reduse, programele tipice sunt în termen de șase și doisprezece luni.

Pentru stații mai mari și mai complexe, cu facilități de producție la fața locului, durează între 12 și 24 de luni.

Factorii care urmează sunt factori importanți care afectează timpul de construcție: alegerea unui amplasament și planificarea

Aprobările și permisele necesare

Găsirea și furnizarea de echipamente

Construirea și amenajarea

Configurarea și evaluările de siguranță

Implementarea centralelor electrice pe bază de hidrogen este acum mai eficientă datorită noilor progrese în proiectarea stațiilor modulare, care au termene de proiectare comprimate.

Câtă energie electrică este produsă din 1 kg de hidrogen?

Performanța sistemului de pile de combustibil depinde de cantitatea de electricitate care poate fi generată folosind un kilogram de hidrogen. În aplicațiile de zi cu zi:

Un kilogram de hidrogen poate alimenta un vehicul tipic alimentat cu pile de combustie pe aproximativ 60-70 de mile.

Un kilogram de hidrogen are aproape 33,6 kWh de energie.

Un kilogram de hidrogen ar putea genera aproximativ 15-20 kWh de electricitate, care este utilizabilă după ce se ia în considerare fiabilitatea pilelor de combustie (de obicei 40-60%).

Pentru a pune acest lucru în context, o gospodărie americană obișnuită folosește aproape treizeci de kWh de electricitate pe zi, ceea ce indică faptul că, dacă sunt convertiți cu succes, 2 kg de hidrogen ar putea alimenta o locuință timp de o zi.

Eficiența conversiei energiei:

Vehiculele alimentate cu pile de combustie cu hidrogen au, în general, o eficiență „de la sondă la roată” între 25-35%, în timp ce mașinile electrice cu baterie au de obicei o performanță de 70-90%. Pierderea de energie în fabricarea hidrogenului, decompresie, transport și conversia pilelor de combustie sunt principalele cauze ale acestei diferențe.