Umetnost In Življenje

Avtomobili na vodik so pojasnili: gorivne celice, učinkovitost in nič emisij

Uvajanje vozil ovira pomanjkanje tehnološke infrastrukture

Toyota Mirai

Toyota Mirai 2019

FREDERIC J. BROWN/AFP prek Getty Images

Ko je poslovni sekretar Kwasi Kwarteng prejšnji mesec predstavil prvo strategijo za vodik v Združenem kraljestvu, je dejal, da ima gorivo potencial, da spremeni način, kako napajamo svoja življenja.



Eno takšnih preobrazb je že opaziti v avtomobilizmu. Od daleč nazaj Druga svetovna vojna , so tehniki uporabljali vodikov plin za pogon vozil kot čistejšo alternativo bencinu.

Zanimanje in naložbe v vodikovo tehnologijo za uporabo v avtomobilih so se od devetdesetih let prejšnjega stoletja močno povečale. In ker je vlada potrdila, da bo prodaja novih bencinskih in dizelskih avtomobilov v Združenem kraljestvu prepovedana od leta 2030, naj bi pritekla dodatna sredstva.

Tehnologija

Avtomobili na vodikov pogon ne vsebujejo motorjev z notranjim izgorevanjem. Namesto tega je ključ do vodikovega avtomobila gorivna celica, pravijo Električna vožnja .

Plin vstopi v gorivno celico iz rezervoarja in se meša s kisikom, da ustvari vodo v kemični reakciji, ki proizvaja elektriko, ki se uporablja za pogon motorjev, ki poganjajo kolesa, je pojasnil Vodikov vozlišče , industrijsko vodena skupnost deležnikov v dobavni verigi vodika in gorivnih celic. Rezervoarji za vodik se polnijo po postopku, ki je skoraj enak kot pri bencinskih ali dizelskih avtomobilih, je dodala skupina.

Vodik proti električnim avtomobilom

Ogljični odtisi vozil na vodikov pogon in električnih vozil so podobni, vendar lahko prva potujejo veliko dlje, ne da bi jim bilo treba dolivati ​​gorivo - in ko se to zgodi, postopek traja minute in ne ure, je dejal Driving Electric.

Kljub temu je prvi argument skeptikov proti vodikovim vozilom učinkovitost Auto Express. Za ustvarjanje vodika za uporabo v energetskih celicah se električna energija pretvori v plin, običajno z elektrolizo – proces, v katerem se izgubi približno 25 % energije vira, pravi Tom Baxter, predavatelj kemijskega inženiringa na univerzi Aberdeen.

Nastali vodik se nato stisne, ohladi in odpelje v postajo za oskrbo z vodikom, ki izgubi še približno 10%, je Baxter pojasnil v članku o Pogovor . Ko je v vozilu, se nadaljnjih 25 % energije vira izgubi pri pretvorbi vodika nazaj v električno energijo in uporabi za pogon motorja, je zapisal.

Po Baxterjevih izračunih se v tem procesu od žice do plina do žice na koncu porabi le 38 % začetne energije ali 38 vatov od 100. Za primerjavo, električni avtomobili so skoraj dvakrat učinkovitejši, saj porabijo približno 80 od vsakih 100 vatov začetne energije.

Šefi avtomobilske industrije so se postavili tudi v vrsto, da bi polili hladno vodo zaradi upanja na množično uvedbo vozil na vodikove gorivne celice, je dejal Financial Times . Volkswagen, drugi največji po prodaji na svetu, je skoraj opustil svoje načrte za vodik, poroča časopis. In nemški tekmec Mercedes je lani tiho opustil svoj zadnji projekt gorivnih celic za osebna vozila, medtem ko BMW ohranja le oporo v tehnologiji.

Vendar pa Toyota in Hyundai še naprej veliko vlagata v tehnologijo, pri čemer naj bi slednja do leta 2030 znižala stroške ključnih komponent avtomobilov na gorivne celice za več kot polovico.

Investicijski pogon

Kljub različnim pomanjkljivostim je za resnično trajnostno mobilnost vodik gorivo, ki ga ni mogoče prezreti, pravi Auto Express. Avtomobili na vodik iz svojih izpušnih plinov ne proizvajajo nič emisij ogljika.

Kljub temu ostajajo poverilnice vodika kot čistega vira energije vprašanje, je dejal FT, ki je poudaril, da ni ves vodik ustvarjen enak.

Zeleni vodik se proizvaja z električno energijo iz obnovljivih virov energije, modri vodik pa uporablja zemeljski plin, pri čemer se vse emisije ogljika zajamejo in shranijo ali ponovno uporabijo.

Na bolj škodljivem koncu spektra sivi vodik uporablja zemeljski plin, vendar brez zajetja emisij, rjavi vodik pa je pridobljen iz termičnega premoga. Oba sta sorazmerno bolj stroškovno učinkovita, vendar imata večji vpliv na okolje.

To pa ne pomeni, da so električna vozila nujno boljša na področju emisij. Proizvodnja litij-ionskih baterij je zelo energetsko intenzivna, je za Auto Express povedal Jon Hunt, Toyotin vodja za komercializacijo vozil na vodikove gorivne celice.

Po Huntovih ocenah bo tipična baterija 100 kWh dala potencialni doseg 250 milj, za proizvodnjo te baterije pa bo potrebno približno 20 ton CO2.

Tipična baterija zdrži 150.000 milj, kar pomeni približno 83 g/km CO2. Potem, če upoštevate polnjenje na isti razdalji, bo isti akumulatorski avtomobil v svoji življenjski dobi prinesel 124 g/km CO2, je dejal. Za primerjavo, po Huntu bi lahko emisije avtomobila na vodik znašale le 60 g/km.

Stanje igre

Prodaja vozil na vodik je trenutno precej nižja od prodaje električnih avtomobilov, deloma zato, ker infrastruktura, ki bi podpirala njihovo široko uporabo, še ne obstaja.

Vozila na vodik je treba po zadnjih podatkih vladnih svetovalcev oskrbovati z gorivom na specializiranih postajah, ki jih je v Združenem kraljestvu delovalo le 11. UK H2 mobilnost . To primerjamo z več kot 42.000 električnimi priključki za polnjenje, ki jih je zabeležil EDF Energy .

Tako bodo naložbe v vodikovo infrastrukturo pomemben del vladne strategije za vodik.

Drugo vprašanje pri avtomobilih na vodik so stroški. Vozilo na vodik Hyundai Nexo stane več kot 68.000 funtov, medtem ko Toyota Mirai je več kot 54.000 funtov.

Povprečna cena električnega avtomobila v Združenem kraljestvu je 44.000 funtov, pri čemer so nekatere cene tudi 17.350 funtov, poroča finančna stran. NimbleFins .

Avtomobili na vodik so trenutno tudi razmeroma dragi za polnjenje.

Ker pa avtomobilski giganti, vključno s Toyoto, poskušajo znižati stroške proizvodnje avtomobilov na vodik, ljubitelji tehnologije upajo, da bo cenejša generacija novih vozil šele na poti.

Izkušnje vožnje

Toyotin Mirai je tih in eleganten za vožnjo, pravijo The Guardian Australia je Matilda Boseley. Pravzaprav, dokler živite v bližini bencinske črpalke, je izkušnja neverjetna.

To je za voznike v Združenem kraljestvu trenutno lahko veliko. Vendar je napisal Škot Alastair Dalton, ki je v istem vozilu vozil po obvoznici Aberdeena, je potreboval veliko kilometrov, da je naredil vdolbino na merilniku goriva.

In ko se je moral ustaviti, da bi natočil gorivo, je bil postopek preprost in hiter – čeprav so bili stroški goriva precejšnje presenečenje.