Exemple de motoare pe hidrogen în mobilitate și transport
Pentru o lungă perioadă de timp, se pare că mașinile cu motoare cu hidrogen sau celule de combustibil vor prelua într-o zi drumurile și sectorul transporturilor. Mașinile cu celule de combustibil cu hidrogen nu eliberează emisii nocive de niciun fel, au o rază lungă de acțiune și pot fi realimentate în câteva minute. Teoretic, acestea par o modalitate extraordinară de a decarboniza sectorul transporturilor. În practică, mașinile cu hidrogen se confruntă cu o concurență acerbă din partea vehiculelor electrice cu baterie plug-in. A fost o glumă la nivel de industrie că mașinile pe bază de hidrogen sunt întotdeauna la zece ani distanță.
Deci, acesta este sfârșitul pentru utilizarea hidrogenului în vehiculele cu motor? Departe de ea.
Tehnologia electrică pe baterii este excelentă pentru vehiculele personale și vehiculele comerciale selectate din sectorul transporturilor. Între timp, sectorul transporturilor include vehicule cu un set divers de cicluri de funcționare și aplicații. Unele dintre aceste vehicule și echipamente nu sunt în prezent prioritare pentru aplicațiile tehnologice electrice cu baterie. Aceasta înseamnă că tehnologia hidrogenului va face parte din destinația zero emisii de carbon pentru mulți operatori de vehicule comerciale.
Există două modalități de a alimenta un vehicul cu hidrogen. Acestea sunt motoare cu combustie internă cu hidrogen (hidrogen ICE) și celule de combustibil cu hidrogen. Primul folosește hidrogen pentru a alimenta un motor cu ardere internă. Celălalt folosește o celulă de combustibil în combinație cu motoare electrice și o baterie.
În mod esențial, sistemele de antrenare a motoarelor pe bază de hidrogen sunt foarte asemănătoare mecanic cu sistemele tradiționale de propulsie. Vehiculele cu motoare pe bază de hidrogen se bazează aproape în totalitate pe componente testate. Aceasta înseamnă că, pentru operatorii aversi de risc care conduc vehicule în medii dure sau care doresc costuri de întreținere previzibile, aceștia pot fi soluția preferată. Mai jos regăsiți câteva aplicații în care motoarele cu hidrogen sunt o opțiune excelentă.
Motoare pe hidrogen în vehicule și echipamente pentru construcții
Sectorul construcțiilor este o altă sursă de emisii de CO2. În zonele urbane, utilizarea echipamentelor grele de construcții poate contribui, de asemenea, la o calitate mai scăzută a aerului. Acest lucru nu ar trebui să fie surprinzător, deoarece un excavator mare poate consuma mai mult de cinci galoane de motorină pe oră. În timp ce soluțiile electrice cu baterie devin din ce în ce mai viabile pentru excavatoare mai mici, un pachet de baterii suficient de mare pentru a permite unui excavator mai mare să funcționeze pentru o muncă de o zi întreagă ar trebui să fie destul de mare. Ar fi, de asemenea, foarte scump.
Între timp, hidrogenul comprimat aduce o densitate mai mare de energie. Acest lucru ar permite unui excavator să funcționeze cu rezervoare de combustibil de dimensiuni acceptabile; cele care sunt mai mari decât cele de pe utilajele tradiționale diesel, dar ușor de gestionat. Aceste motoare pe bază de hidrogen elimină, de asemenea, întreruperea extinsă a activității pentru reîncărcarea bateriilor.
Motoare pe bază de hidrogen în camioane de mare tonaj
Camioanele cu semiremorcă sunt o altă categorie de vehicule în care tehnologia electrică a bateriilor ar putea să nu fie încă soluția finală de decarbonizare.
Ca și în cazul unora dintre echipamentele de construcții, problema cu tehnologia bateriei se reduce la gamă, spațiu de încărcare redus și timp de încărcare. Mai mulți producători dezvoltă semi-baterii electrice, dar majoritatea reclamă o autonomie de la 150 la 300 de mile. Acest lucru le face cele mai potrivite pentru transporturile pe distanțe scurte și medii.
În transportul pe distanțe lungi, șoferii ar trebui să oprească timp de una sau două ore pentru a se reîncărca, la fiecare trei până la cinci ore. Unii producători reclamă intervale mai lungi, dar capacitatea mai mare a bateriei poate fi atinsă doar la un cost mai mare și cu pierderea unui spațiu valoros de încărcare.
În schimb, camioanele cu hidrogen au o gamă și timp de realimentare comparabil cu dieselul și gazul natural- fără particule sau emisii de gaze cu efect de seră.
Sunt viabile motoarele pe bază de hidrogen fără o rețea de realimentare densă?
Un alt motiv pentru care toate aceste aplicații cu hidrogen sunt deosebit de promițătoare este acela că pot fi viabile fără existența unei rețele dense de alimentare cu hidrogen.
De exemplu, companiile de camioane pot trasa un traseu din timp folosind un număr mic de stații de alimentare amplasate pe trasee fixe, fără a fi nevoie să caute stații de alimentare în sălbăticie. Companiile de camioane pot instala, de asemenea, distribuirea de hidrogen la fața locului în centrele regionale sau centrele de distribuție, precum și să instaleze electrolizoare pentru a produce hidrogen la fața locului.
Șantierele de construcții sunt un alt exemplu bun pentru utilizarea motoarelor cu hidrogen fără o rețea densă de realimentare. Aceste unități sunt staționare și sunt, de obicei, funcționale de luni până la ani, acolo unde stocarea hidrogenului la fața locului este mai fezabilă. În cazul unei zone de construcție îndepărtate, poate fi evaluată chiar și posibilitatea producerii locale de hidrogen. Excavatoarele de pe aceste șantiere funcționează în condiții dificile de mediu în cicluri de funcționare agresive. Aceste aplicații greu de electrificat, combinate cu posibilitatea de a stoca sau produce hidrogen la nivel local, fac motoarele pe bază de hidrogen o opțiune pentru vehiculele de construcții.
Dincolo de această viabilitate imediată, motoarele pe bază de hidrogen conduc, de asemenea, progresele în economia și infrastructura pe bază de hidrogen.
Dacă acestea v-au încântat, nu uitați să citiți despre modul în care funcționează motoarele cu hidrogen și rolul lor în reducerea emisiilor vehiculului și transportului către destinația zero.
Pe măsură ce aceste aplicații comerciale devin mainstream, rețelele de alimentare cu hidrogen par să le servească. Este posibil ca aceste rețele limitate să fie folosite de mașinile personale pe bază de hidrogen. Motoarele pe bază de hidrogen sunt chiar după colț, așa că mașinile cu hidrogen ar putea avea o șansă de renaștere în mai puțin de zece ani.
Jim Nebergall
Jim Nebergall este manager general al segmentului Motoare pe hidrogen din cadrul Cummins Inc. și conduce eforturile globale ale companiei în comercializarea motoarelor cu ardere internă alimentate cu hidrogen. Motoarele cu combustie internă cu hidrogen sunt o tehnologie importantă în calea accelerată a companiei către decarbonizare.
Jim s-a alăturat companiei Cummins în 2002 și a deținut numeroase funcții de conducere în cadrul companiei. Cel mai recent, Jim a fost director al strategiei și managementului produselor pentru segmentul de motoare rutiere din America de Nord. Jim este pasionat de inovație și și-a dedicat cariera cummins avansării tehnologiei care îmbunătățește mediul. Acesta a împins limitele inovației centrate pe client pentru a poziționa Compania Cummins în calitate de furnizor principal de sisteme de propulsie alese, gestionând un portofoliu variind de la motoare diesel și pe gaz natural avansate la sisteme de propulsie hibride.
Jim este absolvent al Universității Purdue cu diplomă de licență în inginerie electrică și computerizată. În 2007, acesta și-a încheiat masterul în administrarea afacerilor în cadrul Universității Indiana.
