Разрушение мифов: сектор водородного транспорта и заправки

Разрушение мифов: сектор водородного транспорта и заправки

Чак Хейз (Chuck Hayes), ведущий прикладной инженер в сфере экологически чистой энергии, Swagelok

Нет никаких сомнений в том, что сектор транспорта на водородных топливных элементах и заправки водородом развивается. Однако по мере признания этой технологии распространяется и ложная информация. В случае водорода эти заблуждения обычно связаны с его безопасностью, экономической эффективностью в качестве топлива для транспорта, стоимостью и воздействием на окружающую среду.

Водород может удовлетворить современные потребности транспорта в топливе благодаря его безопасности, надежности, экономической эффективности и экологичности. Кроме того, водород может стать лучшим выбором для мировой экономики в ее стремлении достичь более экологически устойчивого будущего. 

Получите помощь в работе с водородом

Ниже приведены четыре распространенных мифа о водороде, с которыми стоит разобраться, а также соответствующие факты об экономической эффективности водорода в качестве источника топлива.

Перейти:

Миф: газообразный водород опасно хранить или использовать

Миф: водород слишком дорого стоит

Миф: водородные транспортные средства непрактичны с точки зрения пробега без дозаправки

Миф: водород неблагоприятен для окружающей среды и неэкологичен

Миф: газообразный водород опасно хранить или использовать

Водород представляет такие же или меньшие риски по сравнению с другими видами топлива благодаря нетоксичности и низкой летучести. Кроме того, для обеспечения безопасной и безотказной работы на каждом этапе проектирования водородных транспортных средств и заправочной инфраструктуры применяются многочисленные процедуры и протоколы безопасности. При правильном использовании технология заправки водородом является эффективным и выгодным решением для удовлетворения современных транспортных потребностей.

Факт: водород в 14 раз легче воздуха и в 57 раз легче паров бензина. В случае утечки он обычно поднимается вверх и быстро рассеивается, что значительно снижает риск возгорания на земле.

Относительная плотность паров

Факт: в отличие от традиционных видов топлива водород нетоксичен. Утечка или разлив водорода не загрязнит окружающую среду и не навредит здоровью людей или животных, как это происходит в случае ископаемых видов топлива.

Факт: воздух возле водородного пламени не такой горячий, как в случае горения бензина. Поэтому риск вторичного пожара ниже.

Факт: если водород может стать взрывоопасным при концентрации кислорода от 18% до 59%, бензин может стать взрывоопасным при концентрации кислорода от 1% до 3%. В то же время температура самовозгорания бензина равна 536°F (280°C), что вдвое ниже по сравнению с H₂ (995°F/535°C).

Факт: транспортные средства с баллонами сжатого газа — не новшество. Существует целая индустрия с оборотом в миллиарды долларов, которая производит и перевозит водород уже десятки лет.

Факт: колонки для заправки водородом оборудованы многочисленными средствами контроля безопасности как заправочного оборудования, так и транспортного средства во время заправки (в начале пути прохождения водорода, середине и конце).

Факт: существуют многочисленные международные программы сертификации, контролирующие безопасность водорода в качестве топлива для транспорта. Например, компания Toyota получила разрешение Министерства экономики, торговли и промышленности Японии на самостоятельную проверку и производство водородных емкостей для автомобилей на топливных элементах.

Факт: в 22 странах разработаны национальные стандарты в отношении станций заправки водородом, в том числе CSA (Канадская ассоциация по стандартам), ISO (Международная организация по стандартизации) и EN (Европейские стандарты).

Миф: водородные транспортные средства непрактичны с точки зрения пробега без дозаправки

Пробег без дозаправки — распространенная проблема для любой развивающейся технологии заправки транспорта, но не в случае водорода.

Водород обладает высокой удельной энергоемкостью и особенно хорошо подходит для транспортных средств, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации. Благодаря его меньшему весу можно увеличить объем полезной нагрузки большегрузного грузовика, что увеличит его пробег. Кроме того, возможна высокоскоростная заправка транспортных средств на водороде, что сокращает время простоя транспорта и оборудования — заправка занимает несколько минут, в отличие от многочасовой зарядки аккумуляторной батареи. И хотя производство экологически чистого водорода зависит от ветра, солнца и воды, совершенствование технологий хранения может обеспечить непрерывность поставок чистой энергии независимо от погодных условий.

 

Транспортное средство на водородных топливных элементах
Пробег без дозаправки: 200–250 миль (320–400 км) при 300 бар
400–500 миль (650–800 км) при 700 бар
Время заправки: 3–4 минуты

 

---

Транспортное средство с электрическим двигателем
Пробег без дозаправки: 100–310 миль (160–500 км)

Время заправки: от 30 минут до 12 часов

 

---

Транспортное средство на бензиновом двигателе
Пробег без дозаправки: 300–400 миль (480–650 км)
Время заправки: 2–3 минуты

 

Факт: водород обладает высокой энергоемкостью, поэтому может обеспечить пробег, сопоставимый с углеродными видами топлива. Под давлением он может храниться и доставляться так же эффективно, как эти виды топлива.

 Факт: несмотря на то, что водород является самым распространенным элементом во вселенной, его необходимо добывать из воды или органических соединений. Но дизель и бензин также требуют переработки и очистки сырой нефти, и в этом процессе может также использоваться водород.

Факт: основным источником водорода на сегодняшний день является природный газ (мировая индустрия с оборотом в миллиарды долларов).

Факт: к другим возобновляемым источникам водорода относятся солнечная, ветряная энергия и биогаз. Эти источники энергии обеспечивают работу электролиза — процесса, в котором электричество используется для расщепления воды на полезный водород и кислород.

Факт: оборудование для заправки водородом может дополнять существующую заправочную инфраструктуру и обеспечивать время заправки, сопоставимое с бензином и дизелем.

Миф: водород слишком дорого стоит

Хотя на сегодняшний день традиционное топливо стоит дешевле, стоимость экологически чистого водорода продолжает снижаться. Существуют прогнозы по ускорению этого снижения в течение ближайшего десятилетия, что делает водород полностью сопоставимым по стоимости в сравнении с другими видами транспортного топлива. В то же время ожидается, что государственная поддержка значительно ускорит развитие водородной отрасли на фоне ужесточения стандартов в отношении выбросов CO₂. Кроме того, стоимость и эффективность возобновляемой энергии (солнечной, ветряной, водной) продолжают улучшаться; ожидается, что эта тенденция затронет и стоимость водородного топлива.

Факт: масштабные государственные инициативы, такие как программа Earthshots Министерства энергетики США, должны ускорить разработки и снизить стоимость водорода.

Факт: высококачественные компоненты топливной системы сокращают частоту и стоимость внепланового обслуживания.

Миф: водород неблагоприятен для окружающей среды и неэкологичен

Распространенное опасение по поводу экологичности водорода связано с его производством. Однако существует несколько способов получения водорода, и большинство из них более экологически безопасны по сравнению с ископаемыми видами топлива. Кроме того, при использовании водорода в топливных элементах транспорт не производит никаких выбросов, кроме воды, что позволит резко снизить выработку парниковых газов во всем мире.

Факт: использование водорода в топливных элементах не приводит к образованию дыма или отходов — на выходе есть только энергия и чистая вода.

Факт: существует несколько технологий производства водорода, в большинстве из которых выбросы CO₂ сокращены.

Факт: технология улавливание углерода предусматривает возможность сбора и постоянного хранения (или использования) углерода в промышленных целях.

 Факт: ожидается, что государственные инициативы, такие как программа Earthshots Министерства энергетики, будут оказывать поддержку и содействовать долгосрочному развитию.

Водород способен видоизменить транспортный сектор в нашем привычном понимании. Экологическая устойчивость становится приоритетной задачей во всем мире, и водород является наиболее подходящим вариантом в качестве источника энергии для транспорта. Решающим фактором для распространения этой технологии являются безопасные и надежные транспортные и заправочные системы, на которые могут положиться изготовители комплектного оборудования и заинтересованные стороны сейчас и в будущем.

Если вам нужны компоненты, услуги и обучение по разработке высококачественных водородных систем, мы можем помочь. Компания Swagelok в течение многих лет предоставляет решения в сферах альтернативных видов топлива и транспорта, предлагая изделия и узлы, спроектированные специально для изоляции, хранения и подачи водорода в транспортных средствах. Наши специалисты готовы помочь вам в решении ваших задач.

Узнайте о фитингах для водорода