Водородните автомобили обясниха: горивни клетки, ефективност и нулеви емисии
Внедряването на превозните средства е възпрепятствано от липсата на технологична инфраструктура
Toyota Mirai 2019 г
FREDERIC J. BROWN/AFP чрез Getty Images
Когато бизнес секретарят Kwasi Kwarteng представи първата водородна стратегия на Обединеното кралство миналия месец, той каза, че горивото има потенциал да трансформира начина, по който захранваме живота си.
Една такава трансформация вече се наблюдава в автомобилостроенето. Още от далеч от Втората световна война , техниците са използвали водороден газ за задвижване на превозни средства като по-чиста алтернатива на бензина.
Интересът и инвестициите във водородни технологии за използване в автомобили се увеличиха значително от 90-те години на миналия век. И след като правителството потвърди, че продажбите на нови бензинови и дизелови автомобили ще бъдат забранени в Обединеното кралство от 2030 г., се очаква допълнително финансиране да пристигне.
Технологията
Автомобилите, задвижвани с водород, не съдържат двигатели с вътрешно горене. Вместо това ключът към водородната кола е горивната клетка, казаха Шофиране на електричество .
Газът влиза в горивната клетка от резервоар и се смесва с кислород, за да създаде вода в химическа реакция, която генерира електричество, което се използва за захранване на двигателите, които задвижват колелата, обясни Водороден хъб , водена от индустрията общност от заинтересовани страни във веригата за доставка на водород и горивни клетки. Водородните резервоари се зареждат с гориво в процес, който е почти същият като при бензинов или дизелов автомобил, добави групата.
Водород срещу електрически автомобили
Въглеродните отпечатъци на задвижвани с водород и електрически превозни средства са сходни, но първите могат да пътуват много по-далеч, без да се нуждаят от зареждане - и когато го направят, процесът отнема минути, а не часове, каза Driving Electric.
Все пак първият аргумент на скептиците срещу водородните превозни средства е ефективността, казаха Авто Експрес. За да се създаде водород, който да се използва в енергийните клетки, електричеството се превръща в газ, обикновено чрез електролиза - процес, при който се губи около 25% от енергията на източника, според Том Бакстър, преподавател по химическо инженерство в университета в Абърдийн.
След това полученият водород се компресира, охлажда и транспортира до водородна горивна станция, която губи още около 10%, обясни Бакстър в статия за Разговорът . И след като влезе в превозното средство, още 25% от енергията на източника се губят при преобразуването на водорода обратно в електричество и използването му за захранване на двигателя, пише той.
Според изчисленията на Baxter, само 38% от първоначалната енергия, или 38 вата от 100, в този процес от проводник към газ към проводник се използва в крайна сметка. За сравнение, електрическите автомобили са почти два пъти по-ефективни, като използват около 80 на всеки 100 вата първоначална енергия.
Шефовете на автомобилната индустрия също са се наредили да налеят студена вода за надеждите за масовото пускане на превозни средства с водородни горивни клетки, каза Financial Times . Volkswagen, вторият по големина в света по продажби, почти изостави своите планове за водород, пише изданието. А германският съперник Mercedes тихомълком отложи последния си проект за горивни клетки за лек автомобил миналата година, докато BMW поддържа само опора в технологията.
Въпреки това, Toyota и Hyundai продължават да инвестират сериозно в технологията, като последната се стреми да намали цената на ключовите компоненти на автомобилите с горивни клетки с повече от половината до 2030 г.
Инвестиционен стремеж
Въпреки различните свързани недостатъци, за наистина устойчива мобилност водородът е гориво, което не може да бъде пренебрегнато, каза Auto Express. Водородните автомобили произвеждат нулеви въглеродни емисии от изгорелите си газове.
Независимо от това, пълномощията на водорода като чист енергиен източник остават проблем, каза FT, който посочи, че не всеки водород е създаден равен.
Зеленият водород се произвежда с помощта на електричество от възобновяеми енергийни източници, докато синият водород използва природен газ, като всички въглеродни емисии се улавят и съхраняват или използват повторно.
В по-вредния край на спектъра, сивият водород използва природен газ, но без улавяне на емисии, а кафявият водород се извлича от термични въглища. И двете са сравнително по-рентабилни, но имат по-голямо въздействие върху околната среда.
Това обаче не означава, че електрическите превозни средства непременно се справят по-добре на фронта на емисиите. Производството на литиево-йонни батерии е много енергоемко, каза за Auto Express Джон Хънт, лидер на Toyota за комерсиализацията на превозни средства с водородни горивни клетки.
Според оценките на Хънт типична батерия от 100 kWh ще даде потенциален обхват от 250 мили и, за да произведе тази батерия, ще са необходими около 20 тона CO2.
Типичната батерия издържа 150 000 мили, което се равнява на около 83 g/km CO2. След това, когато вземете предвид зареждането на същото разстояние, същият акумулаторен автомобил ще достави 124 g/km CO2 през целия си живот, каза той. За сравнение, според Хънт, емисиите на водородна кола могат да бъдат до 60 г/км.
Състояние на играта
Продажбите на водородни превозни средства понастоящем са много по-ниски от тези на електрическите автомобили, отчасти защото все още не съществува инфраструктура, която да поддържа широкото им използване.
Водородните превозни средства трябва да се зареждат в специализирани станции, от които в Обединеното кралство работеха само 11, според последните данни на правителствените съветници Обединеното кралство H2 мобилност . Това се сравнява с повече от 42 000 конектора за електрически точки за зареждане, записани от EDF Energy .
Така че инвестициите във водородна инфраструктура ще бъдат важна част от водородната стратегия на правителството.
Друг проблем с водородните автомобили е цената. Водороден автомобил Hyundai Nexo струва повече от £68 000, докато Тойота Мирай е повече от £54,000.
Средната цена на електрическа кола в Обединеното кралство е 44 000 британски лири, като някои от тях са с цени до 17 350 британски лири, според финансовия сайт NimbleFins .
Водородните автомобили в момента също са сравнително скъпи за зареждане.
Въпреки това, тъй като автомобилните гиганти, включително Toyota, работят за намаляване на разходите за производство на автомобили с водород, феновете на технологията се надяват, че по-евтино поколение нови превозни средства ще бъде само надолу по пътя.
Шофьорски опит
Mirai на Toyota е безшумен и елегантен за шофиране, казаха The Guardian Australia е Матилда Бозли. Всъщност, докато живеете близо до бензиностанция, изживяването е невероятно.
Това може да е голямо за шофьорите в Обединеното кралство в момента. Въпреки това, написа Шотландецът На Алистър Далтън, пътуващ по обходен път на Абърдийн със същото превозно средство, отне много мили, за да направи вдлъбнатина в индикатора за гориво.
И когато трябваше да спре, за да зареди гориво, процесът беше прост и бърз - въпреки че цената на горивото беше доста изненада.
