Джерело: afdc.energy.gov
Водень (H2) є альтернативним паливом, яке можна виробляти з різноманітних внутрішніх ресурсів. Незважаючи на те, що ринок водню як транспортного палива знаходиться в зародковому стані, уряд і промисловість працюють над чистим, економічним і безпечним виробництвом і розповсюдженням водню для широкого використання в електромобілях на паливних елементах (FCEV). Легкові FCEV тепер доступні в обмеженій кількості на споживчому ринку в локальних регіонах усередині країни та по всьому світу. Ринок також розвивається для автобусів, транспортно-розвантажувального обладнання (наприклад, вилкових навантажувачів), наземного допоміжного обладнання, вантажівок середньої та великої вантажопідйомності, морських суден і стаціонарного застосування. Для отримання додаткової інформації перегляньте властивості палива та ресурсний центр аналізу водню.
Водень у великій кількості в нашому середовищі. Він зберігається у воді (H2O), вуглеводнях (таких як метан, CH4) та інших органічних речовинах. Однією з проблем використання водню як палива є ефективне вилучення його з цих сполук.
На даний момент паровий риформінг — поєднання високотемпературної пари з природним газом для вилучення водню — забезпечує більшу частину водню, виробленого в Сполучених Штатах. Водень також можна отримати з води шляхом електролізу. Це більш енергоємно, але його можна зробити, використовуючи відновлювані джерела енергії, такі як вітер або сонце, і уникаючи шкідливих викидів, пов’язаних з іншими видами виробництва енергії.
Майже весь водень, що виробляється в Сполучених Штатах щороку, використовується для переробки нафти, обробки металів, виробництва добрив і переробки харчових продуктів.
Незважаючи на те, що виробництво водню може призвести до викидів, що впливають на якість повітря, залежно від джерела FCEV, що працює на водні, викидає лише водяну пару та тепле повітря у вигляді вихлопних газів і вважається транспортним засобом з нульовим рівнем викидів. Основні зусилля з досліджень і розробок спрямовані на те, щоб зробити ці транспортні засоби та їх інфраструктуру практичними для широкого використання. Це призвело до розгортання серійних автомобілів легкої вантажопідйомності для роздрібних споживачів, а також до початкового впровадження автобусів і вантажівок середньої та великої вантажопідйомності в Каліфорнії та наявності автопарку в північно-східних штатах.
Дізнайтеся більше про водень і паливні елементи в офісі технологій водню і паливних елементів.
Водень як альтернативне паливо
Відповідно до Закону про енергетичну політику 1992 року водень вважається альтернативним паливом. Інтерес до водню як альтернативного палива для транспорту пов’язаний із його здатністю використовувати паливні елементи в автомобілях з нульовим рівнем викидів, його потенціалом для внутрішнього виробництва та швидким часом заповнення паливних елементів. і висока ефективність. Насправді паливний елемент у поєднанні з електродвигуном у два-три рази ефективніший за двигун внутрішнього згоряння, що працює на бензині. Водень також може служити паливом для двигунів внутрішнього згоряння. Однак, на відміну від FCEV, вони виробляють вихлопні гази та менш ефективні. Дізнайтеся більше про паливні елементи.
Енергія в 2,2 фунта (1 кілограм) водню приблизно така ж, як енергія в 1 галоні (6,2 фунта, 2,8 кілограма) бензину. Оскільки водень має низьку об’ємну щільність енергії, він зберігається на борту автомобіля у вигляді стисненого газу, щоб досягти запасу ходу звичайних транспортних засобів. У більшості сучасних застосувань використовуються резервуари високого тиску, здатні зберігати водень під тиском 5 000 або 10 000 фунтів на квадратний дюйм (psi). Наприклад, FCEV, які виробляють виробники автомобілів і доступні в дилерських центрах, мають ємності 10 000 psi. ТРК роздрібної торгівлі, які здебільшого розташовані на автозаправних станціях, можуть наповнити ці баки приблизно за 5 хвилин. Електробуси на паливних елементах наразі використовують ємності 5 000 psi, які заповнюються за 10–15 хвилин. Інші способи зберігання водню знаходяться в стадії розробки, включаючи хімічне зв’язування водню з таким матеріалом, як гідрид металу або низькотемпературні сорбенти. Дізнайтеся більше про зберігання водню.
Дані роздрібних водневих заправних станцій, зібрані та проаналізовані Національною лабораторією відновлюваної енергії, показують, що середній час, витрачений на заправку FCEV, становить менше 4 хвилин.
Каліфорнія лідирує в країні з будівництва водневих заправних станцій для FCEV. Станом на середину -2021 47 роздрібних водневих станцій були відкриті для громадськості в Каліфорнії, а також одна на Гаваях, а ще 55 перебували на різних стадіях будівництва або планування в Каліфорнії. Ці станції обслуговують понад 8 000 FCEV. Каліфорнія продовжує надавати фінансування для створення водневої інфраструктури через програму чистого транспорту. Каліфорнійська енергетична комісія уповноважена виділяти до 20 мільйонів доларів на рік до 2023 року та інвестує в початкові 100 громадських станцій для підтримки та заохочення цих автомобілів з нульовим рівнем викидів. Крім того, у північно-східних штатах заплановано 14 роздрібних станцій, причому деякі з них уже обслуговують клієнтів автопарку.
Виробники транспортних засобів пропонують лише FCEV споживачам, які живуть у регіонах, де є водневі станції. Нероздрібні станції в Каліфорнії та по всій країні також продовжують обслуговувати автопарки FCEV, включаючи автобуси. Кілька розподільних центрів використовують водень для палива транспортних засобів для навантажування матеріалів у своїй звичайній роботі. Крім того, було зроблено кілька оголошень щодо виробництва великовантажних транспортних засобів, таких як лінійні вантажівки, які вимагатимуть заправних станцій з набагато більшою потужністю, ніж існуючі станції легкої вантажопідйомності. Знайдіть водневі заправні станції по всій території Сполучених Штатів.
