Vodíkové autá vysvetlili: palivové články, účinnosť a nulové emisie
Zavedeniu vozidiel bráni nedostatok technickej infraštruktúry
Toyota Mirai 2019
FREDERIC J. BROWN/AFP cez Getty Images
Keď minister obchodu Kwasi Kwarteng minulý mesiac predstavil prvú vodíkovú stratégiu Spojeného kráľovstva, povedal, že palivo má potenciál zmeniť spôsob, akým poháňame naše životy.
Jedna taká premena už vidno aj v automobilizme. Až z ďaleka Druhá svetová vojna technici použili vodíkový plyn na pohon vozidiel ako čistejšiu alternatívu k benzínu.
Záujem a investície do vodíkovej technológie na použitie v automobiloch sa od 90. rokov výrazne zvýšili. A keďže vláda potvrdila, že predaj nových benzínových a naftových áut bude v Spojenom kráľovstve zakázaný od roku 2030, pribudnú ďalšie financie.
Technológia
Autá na vodíkový pohon neobsahujú spaľovacie motory. Namiesto toho je kľúčom k vodíkovému autu palivový článok Elektrický pohon .
Plyn vstupuje do palivového článku z nádrže a zmiešava sa s kyslíkom, čím vzniká voda v chemickej reakcii, ktorá generuje elektrinu, ktorá sa používa na pohon motorov poháňajúcich kolesá. Vodíkový náboj , priemyselne vedená komunita zainteresovaných strán v dodávateľskom reťazci vodíka a palivových článkov. Vodíkové nádrže sa tankujú procesom, ktorý je takmer rovnaký ako pri benzínovom alebo naftovom aute, dodala skupina.
Vodík vs elektromobily
Uhlíková stopa vozidiel na vodíkový pohon a elektrických vozidiel je podobná, ale prvé vozidlá môžu cestovať oveľa ďalej bez toho, aby museli dopĺňať palivo – a keď sa tak stane, proces trvá skôr minúty ako hodiny, uviedol Driving Electric.
Napriek tomu je prvým argumentom skeptikov proti vodíkovým vozidlám efektívnosť Auto Express. Na vytvorenie vodíka na použitie v energetických článkoch sa elektrina premieňa na plyn, zvyčajne elektrolýzou - procesom, pri ktorom sa podľa Toma Baxtera, lektora chemického inžinierstva na univerzite v Aberdeene, stratí asi 25 % zdrojovej energie.
Výsledný vodík sa potom stlačí, ochladí a prepraví do vodíkovej čerpacej stanice, kde sa stratí asi ďalších 10 %, vysvetlil Baxter v článku o Konverzácia . A keď sa dostaneme do vozidla, ďalších 25 % zdrojovej energie sa stratí pri premene vodíka späť na elektrinu a jeho použití na pohon motora, napísal.
Podľa výpočtov spoločnosti Baxter sa nakoniec v tomto procese z drôtu na plyn použije iba 38 % počiatočnej energie alebo 38 wattov zo 100. Pre porovnanie, elektrické autá sú takmer dvakrát efektívnejšie, pričom spotrebujú približne 80 z každých 100 wattov počiatočnej energie.
Šéfovia automobilového priemyslu sa tiež postavili do radu, aby poliali studenou vodou nádeje na masové zavedenie vozidiel s vodíkovými palivovými článkami. Peňažné časy . Volkswagen, druhý najväčší predajca na svete, takmer opustil svoje plány na vodík, informovali noviny. A nemecký rival Mercedes minulý rok potichu odložil svoj posledný projekt palivových článkov pre osobné autá, zatiaľ čo BMW si v technológii udržiava len špičku.
Toyota a Hyundai však naďalej intenzívne investujú do tejto technológie, pričom cieľom Hyundai je do roku 2030 znížiť náklady na kľúčové komponenty automobilov s palivovými článkami o viac ako polovicu.
Investičná motivácia
Napriek rôznym nevýhodám je pre skutočne udržateľnú mobilitu vodík palivom, ktoré nemožno ignorovať, uviedol Auto Express. Vodíkové autá produkujú nulové emisie uhlíka zo svojich výfukov.
Poverenie vodíka ako čistého zdroja energie však zostáva problémom, uviedol FT, ktorý poukázal na to, že nie všetok vodík je vytvorený rovnako.
Zelený vodík sa vyrába pomocou elektriny z obnoviteľných zdrojov energie, zatiaľ čo modrý vodík využíva zemný plyn, pričom všetky uhlíkové emisie sa zachytávajú a ukladajú alebo opätovne používajú.
Na škodlivejšom konci spektra šedý vodík využíva zemný plyn, ale bez zachytávania emisií, a hnedý vodík sa získava z energetického uhlia. Obe sú porovnateľne nákladovo efektívnejšie, ale majú väčší vplyv na životné prostredie.
To však neznamená, že elektrické vozidlá sú na tom z hľadiska emisií nevyhnutne lepšie. Výroba lítium-iónových batérií je veľmi energeticky náročná, povedal pre Auto Express Jon Hunt, vedúci Toyoty v oblasti komercializácie vozidiel na vodíkové palivové články.
Podľa Huntových odhadov poskytne typická 100kWh batéria potenciálny dojazd 250 míľ a na výrobu tejto batérie bude potrebných približne 20 ton CO2.
Typická batéria vydrží 150 000 míľ, čo sa rovná približne 83 g/km CO2. Potom, keď vezmete do úvahy nabíjanie na rovnakú vzdialenosť, rovnaké auto s batériou dodá počas svojej životnosti 124 g/km CO2, povedal. Na porovnanie, podľa Hunta by emisie vodíkového auta mohli dosahovať až 60 g/km.
Súčasný stav
Predaj vodíkových vozidiel je v súčasnosti oveľa nižší ako predaj elektromobilov čiastočne preto, že infraštruktúra na podporu ich širokého používania ešte neexistuje.
Podľa najnovších údajov vládnych poradcov je potrebné tankovať vodíkové vozidlá na špecializovaných staniciach, ktorých v Spojenom kráľovstve fungovalo iba 11 UK H2 Mobility . To je porovnateľné s viac ako 42 000 konektormi elektrických nabíjacích bodov zaznamenaných spoločnosťou EDF Energy .
Investície do vodíkovej infraštruktúry budú teda dôležitou súčasťou vládnej stratégie pre vodík.
Ďalším problémom vodíkových áut sú náklady. Vodíkové vozidlo Hyundai Nexo stojí viac ako 68 000 libier, zatiaľ čo Toyota Mirai je viac ako 54 000 £.
Priemerná cena elektrického auta v Spojenom kráľovstve je 44 000 libier, pričom niektoré cenovky sú podľa finančnej stránky až 17 350 libier. NimbleFins .
Vodíkové autá sú v súčasnosti tiež pomerne drahé na tankovanie.
Avšak vzhľadom na to, že automobiloví giganti vrátane Toyoty pracujú na znižovaní nákladov na výrobu vodíkových áut, fanúšikovia tejto technológie dúfajú, že na ceste k nim príde menej drahá generácia nových vozidiel.
Skúsenosti z jazdy
Mirai od Toyoty je tichá a jazda elegantná The Guardian Australia je Matilda Boseleyová. V skutočnosti, pokiaľ bývate v blízkosti čerpacej stanice, zážitok je úžasný.
To môže byť v súčasnosti pre vodičov v Spojenom kráľovstve veľké. Avšak napísal Škót Alastairovi Daltonovi, ktorý sa plavil po obchvate Aberdeenu v tom istom vozidle, trvalo veľa kilometrov, kým urobil priehlbinu na palivomere.
A keď musel zastaviť a doplniť palivo, proces bol jednoduchý a rýchly – hoci cena paliva bola celkom prekvapením.
