水素エンジンに関するよくあるご質問
商用輸送部門が二酸化炭素排出量を削減・削減する道筋を定める中、水素エンジンの注目が高まっています。この記事では、水素エンジンに関するよくあるご質問への回答をご覧いただけます。
エンジンは水素で稼働できますか?
そうですよ！ 今日の水素エンジンの仕組みは、その動作原理とアーキテクチャに関して、天然ガスやガソリンエンジンと非常によく似ています。彼らは水素で走るだけで、炭素ゼロの燃料です。また、高圧ガスシリンダーと組み合わせることで、水素を船内に安全かつ実用的に保管できます。
水素エンジンは実行可能ですか?
技術的観点から見ると、水素エンジンは完璧に実行可能です。彼らは動作し、信頼性が高い。従来の内燃機関とは、これまでで最も信頼性の高い機械装置の一つとなっているため、わずかな違いしかありません。
より困難な問題は、水素エンジンを搭載した車両が実行可能なのでしょうか?答え。事によりけりです。
カリフォルニア州(米国)、日本、ヨーロッパの一部では、公的にアクセスできる燃料ステーションが数十か所あり、水素を汲み上げるパーソナルビークルもオプションです。しかし、他のほとんどの場所では、給油が問題になります。このため、水素エンジンは、個人の車やSUVに対して適度に実行可能です。
一方、商用車は水素エンジンにはるかに適しています。これは特に、専用の水素燃料ポイントが作られる中央の「ホームベース」を持つ保有車両の一部である商用車に当てはまります。ごみ収集車、配送トラック、救急車両などの車両に適しています。これは、一部の輸送ルートに沿って数か所の水素燃料ステーションが建設されている場合、近距離および長距離トラックにも当てはまります。もっと学ぶことに興味がありますか?モビリティと輸送における水素エンジンの例をご紹介します。
水素エンジンを搭載した商用車が増えないのはなぜですか?
多くの商用保有車両事業者は、より広範なサステナビリティ戦略の一環として、二酸化炭素排出量を削減する目標を持っています。水素エンジンは、これらのサステナビリティ目標の達成に大きく貢献することができますが、水素エンジンの広く採用されているわけではありません。
商用輸送車両用の水素エンジンの連続製造が欠けているのは、1つの重要な制限です。しかし、Werner Enterprisesがカミンズの15リットル水素内燃機関の車両への検証と統合を開始するという最近の発表で、これは変わろうとしています。
水素エンジンを搭載した新しい車両の資本コストは、ディーゼルエンジンとは異なります。一方、水素とディーゼルエンジンの設計上の共通点により、水素エンジンはニアゼロエミッション電力技術として手頃な価格になります。
水素インフラの準備は、商用車の一部の用途にとってもう一つの制限要因ですが、すべてではありません。上記のように、商用車の一部の用途は、水素エンジンに実行可能な用途です。水素エンジンを搭載した車両が増えるにつれて、水素インフラの蓄積にもメリットがあります。
最後に、水素で車両を運転することは、少なくとも政府のインセンティブがない限り、ガソリンやディーゼルで同じ車両を運転するよりもコストがかかるとは限りません。しかし、この方程式は今後数年間で変化する可能性があります。この変更の主な原動力は、ヨーロッパ、中国、および複数の米国の州における高負荷トラックと中負荷トラックのCO2排出量を抑制するために設計された一連の新しい規制です。これらの規則の影響を受ける車両メーカーやフリートオペレーターにとって、水素エンジンへの切り替えは、コンプライアンスを達成するための最も経済的な方法であることが分かっています。このような場合は、この10年間に水素トラックや他の車両が道路に登場することを期待してください。
水素エンジンの使用期間は?
ディーゼルエンジンと同じです。水素エンジンは、ディーゼルや天然ガスエンジンと同じサイクルで動作し、エンジンブロック、クランク、コンロッドなど、シリンダーヘッドの下に同じエンジンコンポーネントを持っています。
水素を燃料として使用すると、エンジン内の水素脆化や腐食に関するリスクが生じる可能性があります。Cummins Inc.は、これらのリスクを軽減するために、すでに水素エンジンのテストを行っています。テストが進むにつれて、その結果を共有します。
テールパイプ、またはタンクツーホイールレベルでは、水素エンジンは水素燃料由来のCO2を排出しません。これは、水素に炭素原子がないからです。一方、水素エンジンは、エンジンの運転に伴う潤滑油や、CO2を含む燃焼に周囲の空気を使用しているため、微量のCO2を排出します。
ウェルツーホイールレベルでは、水素エンジンの二酸化炭素排出量は、水素の由来によって異なります。1ポンドの水素が生成されるたびに、5ポンドのCO2が大気中に放出された場合、水素をトラックで運ぶのは、環境に優しい交通手段はほとんどありません。残念ながら、現在工業で製造されている水素の大半がそうである。その大半は、化石燃料であるメタンを処理して得られます。一方、緑色の水素は、太陽光発電や風力タービンなどの再生可能資源で発電した電気を利用して電気分解によって生成される場合、炭素排出量が極めて少量の水素エンジンのみ可能です。
カミンズは、スペインでの電解槽製造への投資を通じて、すでに緑色の水素生成のパイオニアとなっています。また、カミンズはSinopec社と提携し、中国での電解槽の研究、開発、製造を行っています。
しかし、水素エンジンは、ディーゼルや天然ガスエンジンと同様に、いくつかのNOxを放出します。水素エンジンでは、過剰なNOxを除去するために排気処理システムが必要です。その結果、水素エンジンはNOxを極めて低いレベルまで低減します。現在のトラック用ディーゼルエンジンのEPA規制の要件よりもさらに低くなります。
水素エンジンの範囲とタンク充填時間は?
これは、タンクのサイズとタイプによって異なります。水素は、車両の圧縮ガスで貯蔵され、名目上の作動圧力が350バールまたは700バールの圧力容器に含まれます。
700バールの燃料タンクで構成され、合計で80キログラムの水素容量を持つオンボードの水素貯蔵システムを利用しましょう。このシステムにより、燃料補給が必要になる前に、車両の航合距離は500マイルになります。この車両の給油には約30分かかります。
車両に使用される水素エンジンは安全ですか?
水素タンクは、従来の液体燃料タンクよりもはるかに頑丈で、プロパンタンクよりもはるかに頑丈です。また、厳格な安全基準の対象となります。これらの規格は、衝突後の完全性、浸透性、高温への耐性、最大圧力の3つの安全率など、さまざまな要件をカバーしています。この安全要因は、最大運転圧力700バールで使用される予定の貯蔵船が、実際には2,100バール以上の圧力レベルで設計されていることを意味します。
カミンズは先日、ETCと水素貯蔵タンクの水素貯蔵・輸送のリーダーであるNPROXXと合弁会社を設立しました。この合弁会社はヨーロッパの鉄道市場のリーダーであり、オンハイウェイやオフハイウェイの用途に水素と圧縮天然ガスの貯蔵製品を提供します。
車両の燃料となる水素はどこで入手できますか?
お客様のビジネスがカリフォルニア州(米国)、ヨーロッパ、日本の特定の地域を拠点とする場合は、水素を供給するために装備された数十のガソリンスタンドで水素で燃料を補給することができます。
さもなければ、最初の選択肢は、ビジネスの敷地内に基本的な燃料ポイントを設定し、緑色の水素を供給することができる水素の専門サプライヤーと協力することです。この種のサービスはまだどこにでも利用できるわけではありませんが、商用グリーン水素は急速に成長している業界で、ますます多くのスタートアップ企業や大企業が参加しています。
お客様の地域が緑色の水素ベンダーによって提供されていない場合は、緑色の水素を自己生産することもできます。このため、電気分解および太陽光発電または単独の電解ソリューションは、幅広い保有車両オペレーターのニーズに適しています。
Jim Nebergall(ジム・ネベルガル)
Jim Nebergallは、Cummins Inc.の水素エンジン事業の本部長であり、水素燃料の内燃機関の実用化に向けた当社のグローバルな取り組みをリードしています。水素内燃機関は、脱炭素化への加速化に向けた重要な技術です。
ジムは2002年にカミンズに入社し、社内で数多くのリーダーシップを発揮してきました。直近では、ジムは北米のオンハイウェイエンジン事業の製品戦略と管理部門のディレクターを務めていました。ジムはイノベーションに情熱を注いで、環境を改善する技術の進歩にカミンズでのキャリアを捧げてきた。顧客重視のイノベーションの限界を押し広げ、カミンズを選択の主要なパワートレインサプライヤーとして位置づけ、先進的なディーゼルや天然ガスからハイブリッドパワートレインまで幅広いポートフォリオを管理しました。
パデュー大学で電気・コンピュータ工学の学士号を取得しています。2007年、インディアナ大学で経営学修士号を取得。
