Avots: afdc.energy.gov
Ūdeņradis (H2) ir alternatīva degviela, ko var ražot no dažādiem vietējiem resursiem. Lai gan ūdeņraža kā transporta degvielas tirgus ir sākumstadijā, valdība un rūpniecība strādā pie tīras, ekonomiskas un drošas ūdeņraža ražošanas un izplatīšanas, ko plaši izmanto degvielas šūnu elektriskajos transportlīdzekļos (FCEV). Vieglas slodzes FCEV tagad ir pieejami ierobežotā daudzumā patērētāju tirgum vietējos vietējos reģionos un visā pasaulē. Tirgus attīstās arī autobusiem, materiālu apstrādes iekārtām (piemēram, iekrāvējiem), zemes atbalsta aprīkojumam, vidējas un lieljaudas kravas automašīnām, jūras kuģiem un stacionāriem lietojumiem. Papildinformāciju skatiet sadaļā Degvielas īpašības un Ūdeņraža analīzes resursu centrs.
Mūsu vidē ir daudz ūdeņraža. To uzglabā ūdenī (H2O), ogļūdeņražos (piemēram, metānā, CH4) un citās organiskās vielās. Viens no izaicinājumiem, izmantojot ūdeņradi kā degvielu, ir tā efektīva ieguve no šiem savienojumiem.
Pašlaik tvaika riformings — augstas temperatūras tvaiku apvienošana ar dabasgāzi, lai iegūtu ūdeņradi — veido lielāko daļu no Amerikas Savienotajās Valstīs saražotā ūdeņraža. Ūdeņradi var iegūt arī no ūdens ar elektrolīzes palīdzību. Tas ir energoietilpīgāks, taču to var izdarīt, izmantojot atjaunojamo enerģiju, piemēram, vēja vai saules enerģiju, un izvairoties no kaitīgām emisijām, kas saistītas ar cita veida enerģijas ražošanu.
Gandrīz viss Amerikas Savienotajās Valstīs katru gadu ražotais ūdeņradis tiek izmantots naftas rafinēšanai, metālu apstrādei, mēslošanas līdzekļu ražošanai un pārtikas pārstrādei.
Lai gan ūdeņraža ražošana var radīt emisijas, kas ietekmē gaisa kvalitāti, atkarībā no avota FCEV, kas darbojas ar ūdeņradi, kā izplūdes gāzi izdala tikai ūdens tvaikus un siltu gaisu, un to uzskata par nulles emisiju transportlīdzekli. Lielie pētniecības un attīstības centieni ir vērsti uz to, lai padarītu šos transportlīdzekļus un to infrastruktūru praktiskus plašai lietošanai. Tas ir novedis pie mazumtirdzniecības patērētājiem vieglo ražošanas transportlīdzekļu ieviešanas, kā arī vidējas un lieljaudas autobusu un kravas automašīnu sākotnējās ieviešanas Kalifornijā un flotes pieejamības ziemeļaustrumu štatos.
Uzziniet vairāk par ūdeņradi un kurināmā elementiem no Ūdeņraža un kurināmā elementu tehnoloģiju biroja.
Ūdeņradis kā alternatīva degviela
Ūdeņradis tiek uzskatīts par alternatīvu degvielu saskaņā ar 1992. gada Enerģētikas politikas likumu. Interese par ūdeņradi kā alternatīvu transporta degvielu izriet no tā spējas darbināt degvielas elementus bezemisiju transportlīdzekļos, tā potenciālu vietējā ražošanā un kurināmā elementa ātrā uzpildīšanas laika. un augsta efektivitāte. Faktiski degvielas šūna, kas savienota ar elektromotoru, ir divas līdz trīs reizes efektīvāka nekā iekšdedzes dzinējs, kas darbojas ar benzīnu. Ūdeņradis var kalpot arī kā degviela iekšdedzes dzinējiem. Tomēr atšķirībā no FCEV tie rada izplūdes emisijas un ir mazāk efektīvi. Uzziniet vairāk par degvielas šūnām.
Enerģija 2,2 mārciņās (1 kilogramā) ūdeņraža gāzes ir aptuveni tāda pati kā enerģija 1 galonā (6,2 mārciņas, 2,8 kilogrami) benzīna. Tā kā ūdeņradim ir zems tilpuma enerģijas blīvums, tas tiek uzglabāts transportlīdzeklī kā saspiesta gāze, lai sasniegtu parasto transportlīdzekļu braukšanas diapazonu. Lielākajā daļā pašreizējo lietojumprogrammu tiek izmantotas augstspiediena tvertnes, kas spēj uzglabāt ūdeņradi ar 5,000 vai 10,000 mārciņām uz kvadrātcollu (psi). Piemēram, FCEV, ko ražo automobiļu ražotāji un kuri ir pieejami izplatītājos, ir 10,000 psi tvertnes. Mazumtirdzniecības dozatori, kas lielākoties atrodas līdzās degvielas uzpildes stacijās, šīs tvertnes var piepildīt aptuveni 5 minūtēs. Degvielas elementu elektriskajos autobusos pašlaik tiek izmantotas 5,000 psi tvertnes, kuru uzpilde aizņem 10–15 minūtes. Tiek izstrādāti citi ūdeņraža uzglabāšanas veidi, tostarp ķīmiska ūdeņraža saistīšana ar tādu materiālu kā metāla hidrīds vai zemas temperatūras sorbenta materiāli. Uzziniet vairāk par ūdeņraža uzglabāšanu.
Dati no mazumtirdzniecības ūdeņraža degvielas uzpildes stacijām, ko apkopojusi un analizējusi Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija, liecina, ka vidējais laiks, kas pavadīts FCEV degvielas uzpildei, ir mazāks par 4 minūtēm.
Kalifornija ir vadošā valsts ūdeņraža degvielas uzpildes staciju būvniecībā FCEV. Līdz -2021 vidum 47 mazumtirdzniecības ūdeņraža stacijas bija pieejamas sabiedrībai Kalifornijā, kā arī viena Havaju salās, un vēl 55 bija dažādās būvniecības vai plānošanas stadijās Kalifornijā. Šīs stacijas apkalpo vairāk nekā 8,000 FCEV. Kalifornija turpina nodrošināt finansējumu ūdeņraža infrastruktūras veidošanai, izmantojot savu tīrā transporta programmu. Kalifornijas Enerģētikas komisija ir pilnvarota līdz 2023. gadam piešķirt līdz USD 20 miljoniem gadā, un tā iegulda sākotnējās 100 publiskās stacijās, lai atbalstītu un veicinātu šos nulles emisiju transportlīdzekļus. Turklāt ziemeļaustrumu štatos ir plānotas 14 mazumtirdzniecības stacijas, no kurām dažas jau apkalpo flotes klientus.
Transportlīdzekļu ražotāji piedāvā FCEV tikai tiem patērētājiem, kuri dzīvo reģionos, kur ir ūdeņraža stacijas. Nemazumtirdzniecības stacijas Kalifornijā un visā valstī arī turpina apkalpot FCEV autoparkus, tostarp autobusus. Vairāki izplatīšanas centri izmanto ūdeņradi, lai darbinātu materiālus iekraušanas transportlīdzekļus savā parastajā darbībā. Turklāt ir izskanējuši vairāki paziņojumi par lieljaudas transportlīdzekļu, piemēram, kravas automobiļu, ražošanu, kuriem būs nepieciešamas degvielas uzpildes stacijas ar daudz lielāku jaudu nekā esošajām vieglajām stacijām. Atrodiet ūdeņraža degvielas uzpildes stacijas visā ASV.
