Разбиране на станциите за зареждане с водород: Изчерпателно ръководство

Водородното гориво се е превърнало в приемлив заместител, тъй като светът преминава към по-чисти източници на енергия. Тази статия разглежда станциите за зареждане с водород, предизвикателствата, пред които са изправени, и вероятните им приложения за транспорт.

Какво е станция за зареждане с водород?

Горивните клетки за електрически автомобили могат да получават водородно гориво от специални места, наречени станции за зареждане с водород (HRS). Въпреки че са предназначени за работа с водород, газ, който изисква специфични мерки за безопасност и специално оборудване, тези станции са естетически подобни на обикновените бензиностанции.

Система за производство или доставка на водород, резервоари за охлаждане и съхранение и дозатори са трите основни части на станцията за зареждане с водород. Водородът може да се доставя до съоръжението чрез тръби или ремаркета с тръби или може да се произвежда на място чрез реформинг на метан с пара или електролиза.

Ключови компоненти на станция за зареждане с водород:

l Оборудване за производство или транспортиране на водород до съдове

l компресорни агрегати за повишаване на налягането на водородни резервоари, които съхраняват водород под изключително високо налягане

l Диспенсъри със специални дюзи FCEV

функции за безопасност, като откриване на течове и изключване при аварийни ситуации

Какъв е най-големият проблем с водородното гориво?

Оборудване за производство или транспортиране на водород до съдове, компресиращи агрегати за повишаване на налягането в резервоари за водород, които съхраняват водород под изключително високо налягане.dдозатори със специални дюзи FCEV, функции за безопасност, като откриване на течове и изключване при аварийни ситуации.Производствените разходи и енергийната ефективност са основните проблеми, пред които е изправено водородното гориво. В днешно време парното реформиране на метан, което използва природен газ и произвежда въглеродни емисии, се използва за производството на по-голямата част от водорода. Въпреки че „зеленият водород“, произведен чрез електролиза с възобновяема енергия, е по-чист, цената му все още е много по-висока.

Това са още по-важни предизвикателства: Транспортирането и съхранението: Тъй като водородът притежава малко количество енергия за обема си, той може да бъде уплътнен или охладен само при високо атмосферно налягане, което води до сложност и разходи.

Подобряване на съоръженията: изграждането на голям брой бензиностанции струва много ресурси.

Загуба на мощност: Поради загубите на енергия по време на производството, редукцията и обмена, горивните клетки, изработени от водород, имат по-ниска производителност „от кладенеца до колелото“ в сравнение с електрическите автомобили, оборудвани с батерии.

Въпреки тези трудности, правителствената подкрепа и текущите изследвания стимулират технологичните разработки, които биха могли да увеличат икономическата осъществимост на водорода.

По-добро ли е водородното гориво от електрическото?

Изборът между електрически автомобили с батерии (BEV) и автомобили, задвижвани от водородни горивни клетки, е труден, защото, в зависимост от употребата, всеки вид технология предлага специфични предимства.

Електрическите автомобили с батерии са по-полезни за ежедневен транспорт и употреба в градовете, докато автомобилите, задвижвани с водород, работят добре за приложения, които изискват дълги разстояния и бързо зареждане с гориво, като например автобуси и камиони.

Колко станции за зареждане с водород има по света?

Към 2026 г. по света функционират над 1000 станции за зареждане с водород, а през следващите години ще се планира голям растеж. Има няколко специфични области, къдетостанция за зареждане с водородепреместен:

С над фистотицистанции, Азия заема пазара, състоящ се предимно от страните Южна Корея (повече от 100 станции) и Япония (повече от 160 станции). Китайскатапазаррасте бързо, защото правителството има амбициозни цели.

С близо 100 бензиностанции, Германия е пред Европа, като се гордее с приблизително двеста бензиностанции. До 2030 г. Европейският съюз планира да увеличи броя на бензиностанциите до хиляди.

Повече от 80 станции имат търговски обекти в Северна Америка, главно от Калифорния, с още няколко в Канада и североизточния регион на Съединените щати.

С прогнози, които сочат, че до 2030 г. може да има повече от 5000 станции по света, щати от цял ​​свят внесоха политики, предназначени да насърчат изграждането на водородни станции.

Защо водородното гориво е по-добро от бензина?

В сравнение с традиционните горива, произведени от петрол, водородното гориво има много различни предимства:

Нулево замърсяване на въздуха: горивните клетки, задвижвани с водород, избягват вредните емисии от ауспуха, които замърсяват въздуха и повишават температурите, като произвеждат само водна пара като страничен ефект.

Търсене на зелена енергия: Цикъл на чиста енергия може да се създаде чрез създаване на водород, използвайки природни източници като слънчева светлина и вятърна енергия.

Енергийна сигурност: националното производство на водород от редица източници намалява зависимостта от чуждестранен петрол.

По-висока ефективност: В сравнение с превозните средства, задвижвани от двигатели, които изгарят бензин, превозните средства с горивни клетки са приблизително между два и три пъти по-ефективни.

Тиха работа: Тъй като водородните автомобили работят ефективно, те намаляват шумовото замърсяване в градовете.

Зелените ползи от водорода го правят привлекателна опция за заместване на горивото при прехода към по-чист транспорт, но все още възникват проблеми с производството и транспорта.

Колко време отнема изграждането на станция за зареждане с водород?

Срокът за изграждане на станция за зареждане с водород зависи до голяма степен от редица фактори, като размерите на станцията, мястото на експлоатация, правилата за издаване на разрешителни и дали водородът се доставя или се произвежда на място.

За по-малко станции с предварително сглобяеми компоненти и редуцирани конструкции, типичните графици са в рамките на шест и дванадесет месеца.

За по-големи и по-сложни станции с производствени мощности на място, това отнема от 12 до 24 месеца.

Следните фактори са важни фактори, влияещи върху времето за строителство: избор на място и планиране

Необходими одобрения и разрешителни

Намиране и осигуряване на оборудване

Изграждане и настройване

Създаване и оценки на безопасността

Разгръщането на водородни електроцентрали вече е по-ефективно благодарение на новите постижения в проектирането на модулни станции, които имат компресирани срокове за проектиране.

Колко електричество се получава от 1 кг водород?

Производителността на системата за горивни клетки зависи от количеството електроенергия, което може да се генерира с помощта на един килограм водород. В ежедневните приложения:

Един килограм водород може да захранва типично превозно средство, задвижвано с горивни клетки, за около 60-70 мили.

Един килограм водород има почти 33,6 kWh енергия.

Един килограм водород може да генерира около 15–20 kWh електроенергия, която е използваема, след като се вземе предвид надеждността на горивните клетки (обикновено 40–60%).

За да се постави това в контекст, едно нормално американско домакинство използва близо тридесет kWh електроенергия на ден, което показва, че ако преобразуването се извърши успешно, 2 kg водород могат да захранват дом за един ден.

Ефективност на преобразуване на енергия:

Превозните средства, задвижвани с водородни горивни клетки, обикновено имат ефективност „от източника до колелото“ между 25–35%, докато електрическите автомобили с батерии обикновено имат ефективност от 70–90%. Загубата на енергия при производството на водород, декомпресията, транспортирането и преобразуването на горивните клетки са основните причини за тази разлика.