Обеспечение требований, связанных с водородным транспортом и технологиями нулевых выбросов, на ACT Expo
Обеспечение требований, связанных с водородным транспортом и технологиями нулевых выбросов, на ACT Expo
Движущими факторами в производстве автомобилей являются сокращение выбросов и эффективность, и на выставке Advanced Clean Transportation (ACT) Expo, прошедшей в этом году в Калифорнии, новые тенденции и технологии в сфере экологически чистого транспорта демонстрировались во всей красе.
Транспортная отрасль развивается, и последние несколько лет ACT Expo старается не отставать от этого развития. Сегодня выставка по большому счету сосредоточена на транспорте с низким и нулевым уровнем выбросов. Многие считают, что за таким подходом будущее отрасли.
Для этого есть несколько причин. В сферу транспортных средств приходят новые игроки, разрушая привычные модели технологического развития и ведения бизнеса. Кроме того, на рынках по всему миру вводятся новые стимулы, направленные на разработку технологий экологически чистого транспорта и сокращение выбросов. Эти факторы заставляют воспринимать такие тенденции со всей серьезностью.
Для меня как посетителя выставки было очевидно: по мере развития технологий у целеустремленных производителей возникают новые трудности. На ACT Expo 2019 я заметил несколько ключевых моментов:
Трудности в сфере энергообеспечения, запаса хода и инфраструктуры
На распространение транспорта и оборудования, созданного с применением экологически чистых технологий, будут влиять несколько факторов, и поставщики уже занимаются разработкой соответствующих решений.
Акцент на электромобилях. Современные электромобили не имеют выбросов, а поскольку стоимость аккумуляторов продолжает падать, такой транспорт становится экономичным решением в сфере поездок на короткие расстояния. Тем не менее ему присущи некоторые недостатки. Так, операторам автопарков грузовиков и дальнобойных фур необходимы аккумуляторы большой емкости, чтобы можно было перевозить грузы на дальние расстояния. Кроме того, важное значение имеет время зарядки — оно может составлять от 30 минут до 10 часов. Также такому транспорту необходима инфраструктура зарядных станций, которая по большому счету еще не существует вне ряда отдельных географических областей. Наконец, сырье для производства аккумуляторов электромобилей находится в относительном дефиците, особенно в США. По мере увеличения дефицита может возрасти его стоимость, а также возникнуть необходимость решать дополнительные проблемы с управлением отходами после истечения срока службы аккумуляторов.
Все это увеличивает привлекательность альтернативной технологии — транспорта на водородных топливных элементах. В таком транспорте для питания электромотора используется водородный газ и кислород. Он может обеспечить ряд практических преимуществ, в том числе нулевые выбросы, высокую мощность и крутящий момент, необходимые в грузовой сфере. При условии, что топливо производится из экологически чистых и возобновляемых источников, такой транспорт поможет достичь действительно нулевого уровня выбросов. Кроме того, у него меньше недостатков. Производители автомобилей на водородных топливных элементах обеспечили перспективный запас хода, сравнимый с традиционными технологиями (более 300 миль [483 км]), а также возможность более быстрой заправки на водородных станциях.
Сегодня у водородного транспорта также есть инфраструктурные ограничения, однако некоторые производители инвестируют значительные средства, чтобы изменить ситуацию. Компания Nikola Corporation, специализирующаяся на электрических фурах и автомобилях на водородных топливных элементах и которая выступала с презентацией на ACT Expo, к 2028 году обязалась построить в США 700 водородных заправочных станций. Уникальная бизнес-модель компании направлена на то, чтобы за счет решения трудностей сразу и в автопроизводстве, и в инфраструктуре сделать такой транспорт более привлекательным для потребителей.
Строительство эффективной инфраструктуры водородного транспорта
Создание надежной инфраструктуры для водородных автомобилей необходимо, чтобы сделать эту технологию востребованной в коммерческом и потребительском секторах. При этом важно обеспечить безопасное и эффективное хранение водорода в транспортных средствах и на водородных заправочных станциях.
В отношении собственно автомобилей нужно учесть несколько моментов. Из всех видов топлива у водорода наивысшая энергоемкость, но при этом низкое содержание энергии на единицу объема, поэтому необходимы методы хранения, реализующие его перспективные энергоемкостные характеристики. Хранение жидкого водорода требует низкой температуры, что делает его применение в автотранспорте менее привлекательным на данный момент. С другой стороны, для эффективного хранения газообразного водорода в автомобилях нужны резервуары и топливные системы высокого давления (обычно от 350 до 700 бар), что сравнимо с обычными пассажирскими машинами и коммерческими грузовиками.
Эффективное хранение и герметизацию водорода необходимо обеспечивать на всем протяжении цепочки поставок. Водород либо производится на месте, либо поставляется на заправочные станции в прицепах с баллонами, где его сжимают для последующего стационарного хранения в местных резервуарах. Из этих резервуаров газ подается на заправочную колонку, управляемую потребителем и похожую на обычную бензиновую колонку, откуда он поступает непосредственно в топливные элементы автомобиля. Важным обстоятельством является более высокое значение давления на заправочных станциях (от 900 до 1000 бар), что необходимо для совместимости с давлением в автомобилях.
Для распространения, а также обеспечения эффективности и практичности этой технологии в разнообразных транспортных сферах крайне важно поддерживать стабильно высокое давление и предотвращать затратные утечки на всем протяжении инфраструктуры транспортировки водорода. При проектировании и выборе материалов для нового типа водородной топливной архитектуры необходимо закладывать высокое давление и предотвращение утечек.
Вот лишь некоторые тенденции в сфере экологически чистого транспорта, за которыми стоит следить. Важно стремиться к более экологичному будущему, поэтому компания Swagelok оказывает поддержку и предоставляет качественную продукцию тем производителям, которые разрабатывают перспективные технологии в сфере транспорта с нулевым или низким уровнем выбросов на многие годы вперед. У нас есть обширный опыт в материаловедении, работе со сверхвысоким давлением и температурой и надежной герметизации в самых ответственных сферах применения. Мы стремимся применить этот опыт для удовлетворения потребности в экологически чистом транспорте. И для этого просто необходимо соблюдать требования заказчиков в плане безопасности, эффективности и надежности.