Vir: afdc.energy.gov
Vodik (H2) je alternativno gorivo, ki ga je mogoče proizvesti iz različnih domačih virov. Čeprav je trg za vodik kot transportno gorivo v povojih, si vlada in industrija prizadevata za čisto, ekonomično in varno proizvodnjo in distribucijo vodika za široko uporabo v električnih vozilih na gorivne celice (FCEV). Lahka vozila FCEV so zdaj na voljo v omejenih količinah potrošniškemu trgu v lokalnih regijah doma in po svetu. Trg se razvija tudi za avtobuse, opremo za ravnanje z materialom (kot so viličarji), podporno opremo na tleh, srednje in težke tovornjake, pomorska plovila in stacionarne aplikacije. Za več informacij si oglejte lastnosti goriva in središče virov za analizo vodika.
Vodika je v našem okolju veliko. Shranjen je v vodi (H2O), ogljikovodikih (kot je metan, CH4) in drugih organskih snoveh. Eden od izzivov uporabe vodika kot goriva je njegovo učinkovito pridobivanje iz teh spojin.
Trenutno parni reforming – združevanje visokotemperaturne pare z zemeljskim plinom za pridobivanje vodika – predstavlja večino vodika, proizvedenega v Združenih državah. Vodik je mogoče proizvesti tudi iz vode z elektrolizo. To je bolj energetsko intenzivno, vendar ga je mogoče doseči z uporabo obnovljive energije, kot sta veter ali sonce, in se izogniti škodljivim emisijam, povezanim z drugimi vrstami proizvodnje energije.
Skoraj ves vodik, proizveden vsako leto v ZDA, se porabi za rafiniranje nafte, obdelavo kovin, proizvodnjo gnojil in predelavo hrane.
Čeprav lahko proizvodnja vodika povzroči emisije, ki vplivajo na kakovost zraka, odvisno od vira FCEV, ki deluje na vodik, oddaja samo vodno paro in topel zrak kot izpuh in velja za vozilo brez emisij. Glavna raziskovalna in razvojna prizadevanja so usmerjena v to, da bi ta vozila in njihova infrastruktura postala praktična za široko uporabo. To je vodilo do uvedbe lahkih serijskih vozil za maloprodajne potrošnike, kot tudi do začetne uvedbe srednje- in težkih avtobusov in tovornjakov v Kaliforniji ter razpoložljivosti voznega parka v severovzhodnih državah.
Izvedite več o vodiku in gorivnih celicah v Uradu za tehnologijo vodika in gorivnih celic.
Vodik kot alternativno gorivo
Vodik velja za alternativno gorivo v skladu z Zakonom o energetski politiki iz leta 1992. Zanimanje za vodik kot alternativno transportno gorivo izhaja iz njegove sposobnosti za napajanje gorivnih celic v vozilih brez emisij, njegovega potenciala za domačo proizvodnjo in hitrega časa polnjenja gorivnih celic in visoka učinkovitost. Pravzaprav je gorivna celica skupaj z električnim motorjem dva do trikrat bolj učinkovita od motorja z notranjim zgorevanjem, ki deluje na bencin. Vodik lahko služi tudi kot gorivo za motorje z notranjim zgorevanjem. Vendar za razliko od FCEV ti proizvajajo emisije iz izpušne cevi in so manj učinkoviti. Izvedite več o gorivnih celicah.
Energija v 2,2 funta (1 kilogram) vodikovega plina je približno enaka energiji v 1 galoni (6,2 funta, 2,8 kilograma) bencina. Ker ima vodik nizko volumetrično energijsko gostoto, je shranjen v vozilu kot stisnjen plin, da se doseže doseg običajnih vozil. Večina trenutnih aplikacij uporablja visokotlačne rezervoarje, ki lahko shranijo vodik pri 5,000 ali 10,000 funtov na kvadratni palec (psi). Na primer, FCEV, ki jih proizvajajo proizvajalci avtomobilov in so na voljo pri prodajalcih, imajo rezervoarje 10,000 psi. Maloprodajni avtomati, ki so večinoma nameščeni na bencinskih črpalkah, lahko te rezervoarje napolnijo v približno 5 minutah. Električni avtobusi na gorivne celice trenutno uporabljajo rezervoarje 5,000 psi, ki se napolnijo v 10–15 minutah. Drugi načini shranjevanja vodika so v razvoju, vključno s kemično vezavo vodika z materialom, kot je kovinski hidrid ali nizkotemperaturni sorbenti. Izvedite več o shranjevanju vodika.
Podatki iz maloprodajnih bencinskih postaj za vodik, ki jih je zbral in analiziral Nacionalni laboratorij za obnovljivo energijo, kažejo, da je povprečni čas, porabljen za gorivo FCEV, krajši od 4 minut.
Kalifornija je vodilna država pri gradnji vodikovih bencinskih postaj za FCEV. Od sredine-2021 je bilo 47 maloprodajnih vodikovih postaj odprtih za javnost v Kaliforniji in ena na Havajih, še 55 pa jih je bilo v različnih fazah gradnje ali načrtovanja v Kaliforniji. Te postaje služijo več kot 8 000 FCEV. Kalifornija še naprej zagotavlja sredstva za izgradnjo vodikove infrastrukture prek svojega programa čistega transporta. Kalifornijska komisija za energijo je pooblaščena za dodelitev do 20 milijonov dolarjev na leto do leta 2023 in vlaga v prvih 100 javnih postaj za podporo in spodbujanje teh vozil brez emisij. Poleg tega je načrtovanih 14 maloprodajnih postaj za severovzhodne države, pri čemer nekatere od njih že služijo strankam voznega parka.
Proizvajalci vozil ponujajo FCEV samo potrošnikom, ki živijo v regijah, kjer obstajajo vodikove postaje. Nemaloprodajne postaje v Kaliforniji in po vsej državi prav tako še naprej oskrbujejo vozne parke FCEV, vključno z avtobusi. Več distribucijskih centrov uporablja vodik za gorivo vozil za ravnanje z materialom pri svojem normalnem delovanju. Poleg tega je bilo objavljenih več napovedi v zvezi s proizvodnjo težkih vozil, kot so tovornjaki za linijski prevoz, ki bodo zahtevali bencinske črpalke z veliko večjo zmogljivostjo kot obstoječe lahke črpalke. Poiščite črpalke za vodik po vsej ZDA.
