Šaltinis: afdc.energy.gov
Vandenilis (H2) yra alternatyvus kuras, kurį galima gaminti iš įvairių vietinių išteklių. Nors vandenilio, kaip transporto kuro, rinka yra tik pradžioje, vyriausybė ir pramonė siekia švarios, ekonomiškos ir saugios vandenilio gamybos ir platinimo, plačiai naudojamo kuro elementų elektrinėse transporto priemonėse (FCEV). Lengvųjų FCEV dabar galima įsigyti ribotu kiekiu vartotojų rinkai vietiniuose šalies ir viso pasaulio regionuose. Taip pat vystosi autobusų, medžiagų krovimo įrangos (pvz., šakinių krautuvų), antžeminės pagalbinės įrangos, vidutinio ir didelio galingumo sunkvežimių, jūrų laivų ir stacionarių įrenginių rinka. Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. kuro savybes ir vandenilio analizės išteklių centrą.
Vandenilio mūsų aplinkoje yra daug. Jis laikomas vandenyje (H2O), angliavandeniliuose (tokiuose kaip metanas, CH4) ir kitose organinėse medžiagose. Vienas iš iššūkių naudojant vandenilį kaip kurą yra efektyvus jo išgavimas iš šių junginių.
Šiuo metu daugiausiai Jungtinėse Valstijose pagaminamo vandenilio sudaro garo riformingas – aukštos temperatūros garų ir gamtinių dujų derinimas vandeniliui išgauti. Vandenilis taip pat gali būti gaminamas iš vandens elektrolizės būdu. Tai reikalauja daugiau energijos, tačiau tai galima padaryti naudojant atsinaujinančią energiją, pvz., vėjo ar saulės energiją, ir išvengiant kenksmingų išmetamųjų teršalų, susijusių su kitų rūšių energijos gamyba.
Beveik visas kasmet Jungtinėse Valstijose gaminamas vandenilis naudojamas naftos perdirbimui, metalų apdorojimui, trąšų gamybai ir maisto perdirbimui.
Nors vandenilio gamyboje gali susidaryti išmetamų teršalų, turinčių įtakos oro kokybei, priklausomai nuo šaltinio, vandeniliu varomas FCEV išskiria tik vandens garus ir šiltą orą kaip išmetamąsias dujas ir yra laikomas nulinės emisijos transporto priemone. Didelės mokslinių tyrimų ir plėtros pastangos yra skirtos tam, kad šios transporto priemonės ir jų infrastruktūra taptų praktiška plačiam naudojimui. Dėl to mažmeniniams vartotojams buvo pristatytos lengvosios gamybos transporto priemonės, Kalifornijoje pradėtas naudoti vidutinio ir didelio galingumo autobusai ir sunkvežimiai, o šiaurės rytų valstijose atsirado automobilių parkas.
Sužinokite daugiau apie vandenilį ir kuro elementus iš Vandenilio ir kuro elementų technologijų biuro.
Vandenilis kaip alternatyvus kuras
Vandenilis laikomas alternatyviu kuru pagal 1992 m. Energetikos politikos aktą. Susidomėjimas vandeniliu, kaip alternatyviu transporto kuru, kyla dėl jo gebėjimo maitinti kuro elementus be teršalų išmetančiose transporto priemonėse, vietinės gamybos potencialo ir greito kuro elemento užpildymo laiko. ir didelis efektyvumas. Tiesą sakant, kuro elementas, sujungtas su elektros varikliu, yra du ar tris kartus efektyvesnis nei vidaus degimo variklis, varomas benzinu. Vandenilis taip pat gali būti naudojamas kaip kuras vidaus degimo varikliams. Tačiau skirtingai nei FCEV, jie išmeta pro išmetimo vamzdį ir yra mažiau veiksmingi. Sužinokite daugiau apie kuro elementus.
Energija 2,2 svaro (1 kilogramo) vandenilio dujų yra maždaug tokia pati, kaip energija 1 galone (6,2 svaro, 2,8 kilogramo) benzino. Kadangi vandenilis turi mažą tūrinį energijos tankį, jis saugomas transporto priemonėje kaip suslėgtos dujos, kad būtų pasiektas įprastinių transporto priemonių važiavimo atstumas. Daugumoje dabartinių programų naudojami aukšto slėgio bakai, galintys laikyti vandenilį 5, 000 arba 10, 000 svarų kvadratiniame colyje (psi). Pavyzdžiui, automobilių gamintojų gaminami FCEV, kuriuos galima įsigyti prekybos centruose, turi 10,000 psi bakus. Mažmeninės prekybos balionėliai, kurie dažniausiai yra kartu degalinėse, šiuos bakus gali užpildyti maždaug per 5 minutes. Kuro elementų elektriniuose autobusuose šiuo metu naudojami 5,000 psi bakai, kuriuos pripildyti reikia 10–15 minučių. Kiti vandenilio saugojimo būdai yra kuriami, įskaitant chemišką vandenilio sujungimą su tokia medžiaga kaip metalo hidridas arba žemos temperatūros sorbentinės medžiagos. Sužinokite daugiau apie vandenilio saugojimą.
Duomenys iš mažmeninės prekybos vandenilio degalinių, kuriuos surinko ir išanalizavo Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija, rodo, kad vidutinis FCEV degalų pildymas yra trumpesnis nei 4 minutės.
Kalifornija pirmauja šalyje statant vandenilio degalines FCEV. Viduryje-2021 47 mažmeninės vandenilio stotys buvo atviros visuomenei Kalifornijoje ir viena Havajuose, o dar 55 Kalifornijoje buvo vykdomi įvairūs statybos ar planavimo etapai. Šios stotys aptarnauja daugiau nei 8,000 FCEV. Kalifornija ir toliau teikia finansavimą vandenilio infrastruktūros kūrimui per savo švaraus transporto programą. Kalifornijos energetikos komisijai suteikta teisė iki 2023 m. skirti iki 20 mln. Be to, šiaurės rytų valstijose planuojama įrengti 14 mažmeninės prekybos stočių, kai kurios iš jų jau aptarnauja laivyno klientus.
Transporto priemonių gamintojai siūlo tik FCEV vartotojams, gyvenantiems regionuose, kuriuose yra vandenilio stočių. Ne mažmeninės prekybos stotys Kalifornijoje ir visoje šalyje taip pat toliau aptarnauja FCEV parką, įskaitant autobusus. Keletas paskirstymo centrų naudoja vandenilį medžiagų krovimo transporto priemonių kurui įprastose veiklose. Be to, buvo paskelbta keletas pranešimų apie sunkiasvorių transporto priemonių, pvz., sunkvežimių, skirtų sunkvežimiams, gamybą, kuriai reikės kur kas didesnio pajėgumo degalinių nei esamų lengvųjų stočių. Raskite vandenilio degalinių visoje JAV.