Объяснение водородных автомобилей: топливные элементы, эффективность и нулевые выбросы

Выпуск автомобилей затруднен из-за отсутствия технической инфраструктуры

Toyota Mirai

Toyota Mirai 2019 года

ФРЕДЕРИК Дж. Браун / AFP через Getty Images

Когда в прошлом месяце бизнес-секретарь Кваси Квартенг обнародовал первую водородную стратегию Великобритании, он сказал, что это топливо может изменить то, как мы питаем нашу жизнь.



Одно из таких преобразований уже наблюдается в автомобилестроении. Еще с Вторая мировая война , техники использовали водородный газ для двигателей автомобилей в качестве более чистой альтернативы бензину.

Интерес и инвестиции в водородные технологии для использования в автомобилях значительно возросли с 1990-х годов. И поскольку правительство подтвердило, что продажа новых бензиновых и дизельных автомобилей будет запрещена в Великобритании с 2030 года, ожидается поступление дополнительных финансовых средств.

Технология

Автомобили, работающие на водороде, не имеют двигателей внутреннего сгорания. Вместо этого ключ к водородному автомобилю - это топливный элемент. Вождение Электрический .

Газ поступает в топливный элемент из бака и смешивается с кислородом, образуя воду в химической реакции, которая генерирует электричество, которое используется для питания двигателей, приводящих в движение колеса. Водородный концентратор , отраслевое сообщество участников цепочки поставок водорода и топливных элементов. Группа добавила, что заправка водородных баков осуществляется почти так же, как в бензиновых или дизельных автомобилях.

Водород против электромобилей

Углеродные следы водородных транспортных средств и электромобилей схожи, но первые могут путешествовать гораздо дальше без необходимости дозаправки - и когда это происходит, процесс занимает минуты, а не часы, сообщает Driving Electric.

Тем не менее, первый аргумент скептиков против водородных транспортных средств - это эффективность, сказал он. Авто Экспресс. По словам Тома Бакстера, преподавателя химической инженерии в Абердинском университете, для создания водорода для использования в элементах питания электричество преобразуется в газ, обычно посредством электролиза - процесса, при котором теряется около 25% энергии источника.

Полученный водород затем сжимается, охлаждается и транспортируется на водородную заправочную станцию, которая теряет еще около 10%, пояснил Бакстер в статье о Разговор . И, оказавшись внутри транспортного средства, еще 25% энергии источника теряется на преобразование водорода обратно в электричество и использование его для питания двигателя, написал он.

Согласно расчетам Бакстера, в конечном итоге используется только 38% начальной энергии, или 38 Вт из 100, в этом процессе преобразования газа в провод. Для сравнения, электромобили почти вдвое эффективнее, потребляя около 80 из каждых 100 ватт начальной энергии.

Боссы автомобильной промышленности также выстроились в очередь, чтобы пролить холодную воду на надежды на массовое внедрение автомобилей на водородных топливных элементах, сказал Financial Times . Газета сообщает, что Volkswagen, второй по величине в мире объем продаж, практически отказался от своих планов по водороду. А немецкий конкурент Mercedes в прошлом году незаметно отложил в долгий ящик свой последний проект топливных элементов для легковых автомобилей, в то время как BMW сохраняет только опору в этой технологии.

Тем не менее, Toyota и Hyundai продолжают вкладывать значительные средства в эту технологию, последняя нацелена на снижение стоимости ключевых компонентов автомобилей на топливных элементах более чем наполовину к 2030 году.

Инвестиционный драйв

Несмотря на различные недостатки, для действительно экологичной мобильности водород - это топливо, которое нельзя игнорировать, отмечает Auto Express. Выхлопные газы водородных автомобилей не производят выбросов углерода.

Тем не менее, статус водорода как источника чистой энергии остается проблемой, заявило FT, указав, что не весь водород создается одинаково.

Зеленый водород производится с использованием электричества из возобновляемых источников энергии, в то время как синий водород использует природный газ, при этом любые выбросы углерода улавливаются и хранятся или используются повторно.

На более вредном конце спектра серый водород использует природный газ, но без улавливания выбросов, а коричневый водород получают из энергетического угля. Оба они сравнительно более рентабельны, но оказывают большее воздействие на окружающую среду.

Однако это не означает, что электромобили обязательно лучше справляются с выбросами. Как сообщил Auto Express Джон Хант, руководитель компании Toyota по коммерциализации автомобилей на водородных топливных элементах, производство литий-ионных аккумуляторов требует больших затрат энергии.

По оценкам Ханта, типичная батарея на 100 кВт / ч обеспечивает потенциальный запас хода в 250 миль, а для производства этой батареи потребуется около 20 тонн CO2.

Типичного аккумулятора хватает на 150 000 миль, что соответствует примерно 83 г / км CO2. Затем, если принять во внимание зарядку на том же расстоянии, тот же аккумуляторный автомобиль будет выделять 124 г / км CO2 в течение своего срока службы, сказал он. Для сравнения, по словам Ханта, выбросы водородного автомобиля могут составлять всего 60 г / км.

Состояние игры

Продажи водородных автомобилей в настоящее время намного ниже, чем продажи электромобилей, отчасти потому, что инфраструктуры, поддерживающей их широкое использование, еще не существует.

По последним данным правительственных советников, водородные автомобили необходимо заправлять на специализированных станциях, из которых в Великобритании работает всего 11. UK H2 Mobility . Это для сравнения с более чем 42000 разъемов для электрических зарядных устройств, зарегистрированными EDF Energy .

Таким образом, инвестиции в водородную инфраструктуру станут важной частью водородной стратегии правительства.

Еще одна проблема водородных автомобилей - это стоимость. Водородный автомобиль Hyundai Nexo стоит более 68000 фунтов стерлингов, в то время как Toyota Mirai составляет более 54000 фунтов стерлингов.

По данным финансового сайта, средняя стоимость электромобиля в Великобритании составляет 44000 фунтов стерлингов, при этом стоимость некоторых из них составляет всего 17 350 фунтов стерлингов. NimbleFins .

В настоящее время заправка водородных автомобилей также относительно дорога.

Однако, поскольку автомобильные гиганты, в том числе Toyota, работают над снижением затрат на производство автомобилей на водороде, поклонники технологии надеются, что в ближайшее время появится менее дорогостоящее поколение новых автомобилей.

Стаж вождения

Mirai от Toyota бесшумна и изящна в управлении, сказал Хранитель Австралии Матильда Бозли. На самом деле, пока вы живете рядом с заправочной станцией, впечатления потрясающие.

В настоящий момент это может быть большим «если» для водителей в Великобритании. Однако написал Шотландец Аластеру Далтону, проезжавшему на том же автомобиле по объездной дороге Абердина, потребовалось много миль, чтобы сделать вмятину на указателе уровня топлива.

А когда ему все-таки пришлось остановиться для дозаправки, процесс был простым и быстрым, хотя стоимость горючего действительно стала неожиданностью.

Copyright © Все права защищены | carrosselmag.com