Τι είναι ένας σταθμός ανεφοδιασμού υδρογόνου;

Κατανόηση των σταθμών ανεφοδιασμού υδρογόνου

Συγκεκριμένες τοποθεσίες που ονομάζονται σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου (HRS) χρησιμοποιούνται για την πλήρωση ηλεκτρικών αυτοκινήτων που κινούνται με κυψέλες καυσίμου με υδρογόνο. Αυτοί οι σταθμοί ανεφοδιασμού αποθηκεύουν υδρογόνο υψηλής πίεσης και χρησιμοποιούν ειδικά ακροφύσια και αγωγούς για την παροχή υδρογόνου στα οχήματα, σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς σταθμούς ανεφοδιασμού. Ένα σύστημα ανεφοδιασμού με υδρογόνο καθίσταται κρίσιμο για την τροφοδοσία οχημάτων κυψελών καυσίμου, τα οποία παράγουν μόνο ζεστό αέρα καθώς και υδρατμούς, καθώς η ανθρωπότητα κινείται προς μεταφορές χαμηλών εκπομπών άνθρακα.

Με τι γεμίζεις ένα αυτοκίνητο υδρογόνου;

Για την τροφοδοσία οχημάτων υδρογόνου χρησιμοποιείται αέριο υδρογόνου υψηλής συμπίεσης (H2), συνήθως σε πιέσεις 350 bar ή 700 bar για αυτοκίνητα. Προκειμένου να αποθηκευτεί αποτελεσματικά η υψηλή πίεση του αερίου, το υδρογόνο αποθηκεύεται σε ειδικά προσαρμοσμένες δεξαμενές ενισχυμένες με ανθρακονήματα.

Πώς λειτουργούν οι σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου;

Ο ανεφοδιασμός ενός οχήματος κατασκευασμένου από υδρογόνο απαιτεί αρκετά σημαντικά βήματα: 1. Παραγωγή υδρογόνου: Η αναμόρφωση του μεθανίου με ατμό (SMR), η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ή ως συνέπεια της διαδικασίας κατασκευής είναι μερικοί από τους ανεξάρτητους τρόπους που χρησιμοποιούνται συχνά για την παραγωγή υδρογόνου για χρήση.

1. Συμπίεση και Αποθήκευση Αερίου: Οι κοντινές δεξαμενές αποθήκευσης αποθηκεύουν αέριο υδρογόνο αφού αυτό συμπιεστεί πλήρως σε υψηλές πιέσεις (350–700 bar).
2. Προψύξη: Για να αποφευχθεί η ζημιά από τη θερμότητα κατά τη λειτουργία ταχείας πλήρωσης, το υδρογόνο πρέπει να ψυχθεί στους -40°C πριν από τη χορήγηση.

4. Διανομή: Ένα σφραγισμένο εξάρτημα σχηματίζεται μεταξύ του δοχείου αποθήκευσης του οχήματος και του ειδικά σχεδιασμένου ακροφυσίου. Μια προσεκτικά ελεγχόμενη διαδικασία που διατηρεί μια ρύθμιση τόσο της πίεσης όσο και της θερμοκρασίας επιτρέπει την είσοδο υδρογόνου στις δεξαμενές αποθήκευσης του αυτοκινήτου.

5. Συστήματα ασφαλείας: Μια σειρά από προστατευτικές λειτουργίες, όπως συστήματα καταστολής πυρκαγιάς, αυτόματοι έλεγχοι διακοπής λειτουργίας και παρακολούθηση διαρροών, υπόσχονται ότι οι λειτουργίες είναι ασφαλείς.

Καύσιμο υδρογόνου έναντι ηλεκτρικών οχημάτων

Είναι το καύσιμο υδρογόνου καλύτερο από το ηλεκτρικό;

Αυτή η αντίδραση εξαρτάται από τα συγκεκριμένα σενάρια χρήσης. Με το 75-90% της ηλεκτρικής παροχής να μετατρέπεται σε ισχύ στους τροχούς του οχήματος, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μπαταρία είναι συνήθως πιο φιλικά προς το περιβάλλον. Μεταξύ σαράντα και εξήντα τοις εκατό της ενέργειας του υδρογόνου μπορεί να μετατραπεί σε κινητήρια ισχύ για οχήματα κυψελών καυσίμου υδρογόνου. Ωστόσο, τα FCEV έχουν πλεονεκτήματα όσον αφορά την λειτουργική απόδοση σε ψυχρά περιβάλλοντα, τη μακροζωία (300-400 μίλια ανά ρεζερβουάρ) και τον χρόνο ανεφοδιασμού (3-5 λεπτά έναντι 30+ λεπτών για γρήγορη φόρτιση). Για μεγάλα οχήματα (φορτηγά, λεωφορεία) όπου ο γρήγορος ανεφοδιασμός και οι μεγάλες αποστάσεις είναι σημαντικά, το υδρογόνο θα μπορούσε να αποδειχθεί καταλληλότερο.

Κόστος και πρακτικές σκέψεις

Πόσο κοστίζει η αναπλήρωση ενός υδρογονοκίνητου αυτοκινήτου;

Προς το παρόν, ο ανεφοδιασμός ενός υδρογονοκίνητου αυτοκινήτου με ολόκληρο το ρεζερβουάρ (περίπου 5-6 κιλά υδρογόνου) κοστίζει μεταξύ 75 και 100 δολαρίων, γεγονός που του δίνει αυτονομία 300-400 μιλίων. Αυτό αντιστοιχεί σε περίπου 16-20 δολάρια ανά κιλό υδρογόνου. Οι τιμές ποικίλλουν ανάλογα με την τοποθεσία και αναμένεται να μειωθούν καθώς η παραγωγή επεκτείνεται και η χρήση φιλικού προς το περιβάλλον υδρογόνου προχωρά. Ορισμένες περιοχές παρέχουν εκπτώσεις που μειώνουν το κόστος για τους πελάτες.

Μπορεί ένας κανονικός κινητήρας αυτοκινήτου να λειτουργήσει με υδρογόνο;

Αν και δεν είναι συνηθισμένο, οι παραδοσιακοί κινητήρες καύσης μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να λειτουργούν με υδρογόνο. Η εκκίνηση πριν από την ανάφλεξη, οι υψηλές εκπομπές οξειδίων του αζώτου και τα προβλήματα αποθήκευσης είναι μερικά από τα προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι κινητήρες εσωτερικής καύσης υδρογόνου με την πάροδο του χρόνου. Σήμερα, σχεδόν όλα τα αυτοκίνητα που κινούνται με υδρογόνο χρησιμοποιούν τεχνολογία κυψελών καυσίμου, η οποία χρησιμοποιεί υδρογόνο και οξυγόνο από το περιβάλλον για να παράγει ισχύ που κινεί έναν ηλεκτροκινητήρα με μόνο απόβλητο το νερό.

Ποια χώρα χρησιμοποιεί περισσότερο υδρογόνο ως καύσιμο;

Με περισσότερους από 160 σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου και φιλόδοξα σχέδια για την κατασκευή 900 σταθμών έως το 2030, η Ιαπωνία ηγείται σήμερα παγκοσμίως στη χρήση καυσίμων που παράγονται από υδρογόνο. Άλλες σημαντικές χώρες περιλαμβάνουν:

Γερμανία: Περισσότεροι από 100 σταθμοί, με προγραμματισμένη λειτουργία 400 έως το 2035

Ηνωμένες Πολιτείες: Με περίπου 60 σταθμούς, κυρίως στην Καλιφόρνια

Νότια Κορέα: αναπτύσσεται γρήγορα, με 1.200 σταθμούς να προβλέπονται έως το 2040

Κίνα: Πραγματοποίηση σημαντικών επενδύσεων, με περισσότερους από 100 σταθμούς να λειτουργούν αυτή τη στιγμή

Παγκόσμια ανάπτυξη σταθμών ανεφοδιασμού υδρογόνου

Υπήρχαν περίπου 800 σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου στον κόσμο από το 2023. Μέχρι το 2030, ο αριθμός αυτός προβλέπεται να αυξηθεί σε πάνω από 5.000. Λόγω των επιδοτήσεων από τις κυβερνήσεις και της αφοσίωσης των κατασκευαστών στην ανάπτυξη κυψελών καυσίμου, η Ευρώπη και η Ασία βρίσκονται στην αιχμή αυτής της ανάπτυξης.

Εστίαση σε βαρέα οχήματα: Επέκταση υποδομής υδρογόνου για φορτηγά, λεωφορεία, τρένα και θαλάσσιες εφαρμογές