Kā ūdeņradi izmanto kravas automašīnās?
Ūdeņradi var izmantot, lai darbinātu iekšdedzes dzinēju, kas ir līdzīgs saspiestās dabasgāzes (CNG) dzinējam. Vēl viens risinājums ir izmantot ūdeņradi degvielas elementā, kur tas ražo elektroenerģiju transportlīdzekļa darbināšanai. Ūdeņradi var izmantot arī kā papildu degvielas elementu, lai paplašinātu ar akumulatoru darbināmu elektrisko transportlīdzekli.
Kādi ir daži ūdeņraža degvielas plusi?
Ja kurināmā elementa darbināšanai izmanto ūdeņradi, vienīgie blakusprodukti ir ūdens un siltums — bez piesārņotājiem vai siltumnīcefekta gāzēm. Atkarībā no tā, kā tiek ražots ūdeņradis, tas var būt ļoti tīra alternatīva dīzeļdegvielai. Ūdeņradim ir arī spēks: 80 kg ūdeņraža var nodrošināt pietiekami daudz enerģijas, lai kravas automašīna varētu nobraukt 800 km! Arī degvielas uzpildes process transportlīdzekļiem ar ūdeņradi ir ātrs un vienkāršs.
Ūdeņraža degvielas elementu transportlīdzekļu piedziņa ir elektriska. Tas nozīmē, ka autovadīšanas pieredze ir līdzīga elektriskās kravas automašīnas vadīšanai; bez motora trokšņa, ātra iedarbināšana un iespēja atgūt bremzēšanas enerģiju.
Kādi ir daži ūdeņraža degvielas mīnusi?
Ūdeņradis ir ļoti reaģējošs, tāpēc tam ir tendence noārdīt citus materiālus, kā arī tas ir ļoti viegli uzliesmojošs – faktori, kas apgrūtina tā pārvietošanu un padara to dārgu. Vēl viena liela problēma ir ūdeņraža infrastruktūras būvniecības trūkums un augstās izmaksas. Šodien ir tikai 337 ūdeņraža degvielas uzpildes stacijas visā pasaulē, lielākā daļa Vācijā un Japānā. Lai gan ir pierādīts, ka esošo CNG infrastruktūru var izmantot ūdeņraža transportēšanai un uzglabāšanai, tas nav labs risinājums degvielas elementiem, kuriem jādarbojas ar ļoti tīru ūdeņradi.
Ūdeņraža degvielas elementu ražošana ir arī dārga, jo ražošana joprojām ir neliela un ietver manuālus procesus. Vēl viena svarīga izmaksu sastāvdaļa ir ūdeņraža tvertne, kas ir liela un aizņem daudz vietas. Visbeidzot, ir ūdeņraža degvielas izmaksas, kas ir ievērojami augstākas nekā dīzeļdegviela.
Cik videi draudzīgs ir ūdeņradis?
Kad ūdeņradis reaģē ar skābekli degvielas elementā, vienīgā izeja ir ūdens. Tātad, ja kravas automašīna tiek darbināta ar degvielas elementu, izplūdes caurulē nav kaitīgu emisiju. Taču jebkuram klimata ietekmes pasākumam ir jāņem vērā arī ūdeņraža ražošanas process, kas ir ļoti energoietilpīgs. Mūsdienās lielāko daļu ūdeņraža iegūst, izmantojot ogles vai dabasgāzi. Bet, ja ražošanai izmantotā elektroenerģija nāk no atjaunojamiem enerģijas avotiem, ūdeņraža degvielas oglekļa pēdas nospiedums var būt tuvu neitrālajam (to sauc par “zaļo ūdeņradi”). Vēl viens veids, kā samazināt ūdeņraža nospiedumu, ir oglekļa uztveršanas krātuve (CCS), kas ir process, kurā CO2 emisijas no SMR tiek uztvertas, transportētas un pastāvīgi izolētas dziļi pazemē.
Kā salīdzināt ūdeņraža un elektriskās kravas automašīnas?
Lai jebkura dīzeļdegvielas alternatīva būtu veiksmīga, tai ir jāpiedāvā nepārprotamas priekšrocības izmaksu, nobraucama attāluma un infrastruktūras pieejamības ziņā. Tālāk ir noradīts, kā ūdeņraža degvielas elementi ir salīdzināmi ar elektriskajiem transportlīdzekļiem.
Izmaksas. Gan ūdeņraža degvielas šūnas, gan litija jonu akumulatori ir dārgāki nekā dīzeļdegviela. Tomēr litija jonu akumulatoru izmaksas strauji samazinās. Blumberg prognozē, ka krustojuma punkts — kad elektriskie transportlīdzekļi kļūs lētāki nekā to ekvivalenti ar iekšdedzes dzinēju — varētu notikt jau 2022. gadā. Tā kā ūdeņraža transportlīdzekļu izstrāde un ieviešana ir bijusi ierobežota, ir grūti izmērīt līdzīgus ieguvumus.
Diapazons Ūdeņraža degvielas elementiem ir lielāks enerģijas blīvums nekā akumulatoriem, un tāpēc tie nodrošina lielāku transportlīdzekļa nobraucamo attālumu. Faktiski 700 bāru ūdeņraža tvertnes enerģijas un svara attiecība ir desmit reizes lielāka nekā akumulatoram. Ūdeņraža degvielas elementi ir arī vieglāki par akumulatoriem, kas nozīmē, ka ūdeņraža transportlīdzekļi var vadīt lielāku lietderīgo slodzi.
Infrastruktūra: litija jonu akumulatoru izstrāde un ražošana ir progresējusi daudz tālāk nekā ūdeņraža degvielas elementi. Elektriskās kravas automašīnas ir izrādījušās komerciāli dzīvotspējīgas, jo īpaši pilsētvidē. Arī elektrisko transportlīdzekļu degvielas uzpildes infrastruktūra ir gājusi daudz tālāk. Piemēram, Amerikas Savienotajās Valstīs 2018. gadā bija 20 000 elektriskās uzlādes staciju un mazāk nekā 45 ūdeņraža uzpildes staciju.
Vai ūdeņradis aizstās dīzeļdegvielas vai elektriskās kravas automašīnas?
Ūdeņradis uzņem lielu impulsu. Lielākā daļa lielo vieglo automašīnu un kravas automašīnu uzņēmumu, tostarp Volvo Trucks, veic izpēti, strādā pie risinājumiem un veido partnerību, lai izstrādātu tehnoloģiju. Taču ne tikai automobiļu rūpniecība mostas attiecībā uz ūdeņraža potenciālu.
Pieaugot bažām par klimata pārmaiņām un prasībām pēc “zaļās atveseļošanās” no Covid-19, valdības izrāda lielāku interesi (un ieguldījumus!) ūdeņradī. Pagājušajā maijā vien ES atklāja 750 miljardu eiro atgūšanas plānu, lai finansētu zaļo transportu un rūpniecību. Plāns, kura centrā ir Eiropas Zaļais kurss, uzsver ūdeņradi kā prioritāti, plānojot attīstīt tehnoloģiju, izmantojot ieguldījumu programmu un brīvu pārrobežu ūdeņraža tirdzniecību. Šī gada sākumā tika paziņots arī par Eiropas tīrā ūdeņraža aliansi, kas apvieno investorus ar valsts, institucionālajiem un rūpnieciskajiem partneriem.
Lai gan visi šie notikumi liecina par ūdeņraža nākotni kravu pārvadājumos, joprojām ir daudz šķēršļu, kas liedz tam sniegt nozīmīgu ieguldījumu klimata vai ekonomikas jomā. Viena no jomām, kur ūdeņradis tomēr ir daudzsološs, ir smagajos un prasīgajos tālsatiksmes pārvadājumos, kur to var izmantot elektriskā spēka pārvada degvielas uzpildei. Tas nozīmē, ka tā vietā, lai aizstātu elektriskās kravas automašīnas, kas ir piemērotākas piegādēm un reģionālajiem pārvadājumiem, abas tehnoloģijas var darboties kopā, lai izveidotu ilgtspējīgāku transporta sistēmu.
Par jautājumu, vai ūdeņradis varētu aizstāt dīzeļdzinēju; centieni pēc ilgtspējīgāka transporta nozīmē, ka ūdeņradis, iespējams, aizstās dažus dīzeļdegvielas transportlīdzekļus. Jo īpaši, ja ir skaidrs biznesa iemesls un konkurences priekšrocības, lai to izdarītu.
Alternatīvās degvielas: plusu un mīnusu izvērtēšana
Ūdeņraža degvielas elementi, elektriskās kravas automašīnas, biodegviela, bioloģiskā sašķidrināta dabasgāze (LNG)… dažādu dīzeļdegvielas alternatīvu saraksts tikai pieaug. Kā transporta operatoram var būt grūti saprast un orientēties alternatīvās degvielas ainavā. Lai jums palīdzētu, esmu sagatavojis ceļvedi, kurā sniegts pārskats par katras tehnoloģijas darbību un to priekšrocībām un trūkumiem.
