מאת ניק בוצ'רי, נשיא אמריקה, אוטומציה דיסקרטית באמרסון
השאיפה לדה-קרבוניזציה מובילה שינויים עמוקים בתחום התחבורה, וממצבת את התעשייה על סף השינוי המונומנטלי.
הרגולטור להורדת לחץ דו-שלבי מסדרת TESCOM HV-3500 תוכנן במיוחד לשימוש ברכבי תאי דלק מימן תעשייתיים ומסחריים. ה-HV-3500 מאפשר ליצרנים למקסם את יעילות הדלק ולהשאיר ציי רכב על הכביש למרחקים ארוכים יותר. (התמונה באדיבות אמרסון)
טיפול ומניעת ההשפעות הקיצוניות ביותר של שינויי האקלים היא כעת אסטרטגיה מרכזית עבור ממשלות ותעשיות ברחבי העולם. הצגת חקיקה הכוללת יעדי פליטת פחמן שאפתניים נטו אפס דירבנה כל מגזר, כולל תחבורה, לחפש שיטות חדשניות לשחרור פחמן.
מגזר התחבורה תורם כיום ל-29% מסך פליטת גזי החממה בארה"ב, מה שמציע הזדמנות משמעותית לרסן את טביעת הרגל הפחמנית שלו באמצעות טכנולוגיה חסכונית באנרגיה ובעלת פליטת פליטה נמוכה.
רק הגבלת פליטת פחמן או קליטה מכלי רכב המונעים בדלק מאובנים לא יספיקו בטווח הארוך. המטרה הסופית להתקדמות משמעותית בתעשייה ולהשגת יעדי אפס נטו ברורה: כל כלי הרכב צריכים לייצר ולהעביר אנרגיה ללא פליטת פחמן.
חברות בכל קשת התחבורה משקיעות בפתרונות אנרגיה נטולי פחמן שונים, מתוך הכרה בכך שאין גישה אחת שמתאימה לכולם להשגת פליטות אפס נטו. בעוד שכלי רכב חשמליים עם סוללות מציגים צמיחה מהירה, הם לבדם אינם יכולים לעמוד באתגר; כלי רכב המונעים במימן ממלאים את פערי הביצועים.
התקדמות בכלי רכב ללא פחמן
תקנות ממשלתיות, בליווי טכנולוגיה מבוססת נטו אפס, מניעה את המעבר מדלקים מאובנים למקורות אנרגיה נטולי פחמן על פני שלבים. אימוץ אפיקים טכנולוגיים מרובים, החל משיפור יעילות מנוע הבעירה הפנימית ועד לקידום אימוץ רכב חשמלי באמצעות סוללות באמצעות תמריצים, תומך בהשקעה בפוטנציאל של כלי רכב חשמליים עם תאי דלק מימן (FCEVs).
פתרונות כמו וסת לחץ האוורור מסדרת TESCOM 26-2000 נועדו לספק בקרת תהליכים בטוחה, אמינה ומדויקת בתעשיית המימן. (תמונה באדיבות אמרסון)
רכבים חשמליים עם סוללות ראו צמיחה מהירה במהלך 15-20 השנים האחרונות. למרות שיפור יעילות אחסון הסוללה וצריכת האנרגיה, הם נשארים מתאימים ביותר למרחקים קצרים. המגבלה שלהם בקילומטראז' בין טעינה חוזרת הופכת אותם לבלתי מתאימים לנסיעות למרחקים ארוכים האופייניים בהובלות מסחריות. משאית ארוכת טווח המונעת על ידי סוללה עשויה להתמודד עם אתגרים, אם לשאת את אותו מטען או לדרוש עצירות טעינה תכופות יותר בשל משקל המצבר הכבד.
מינוף תשתית קיימת
תשתית תעשייתית וטכנולוגית קיימת יכולה להקל על המעבר לעבר דה-קרבוניזציה. התאמת טכנולוגיית מנוע הבעירה הפנימית הקיימת לשריפת מימן מהווה אלטרנטיבה ליישומים ספציפיים, כמו מכונות כבדות הדורשות פרצי תפוקה גבוהים.
למרות חסרונות כמו פליטות, שריפת מימן יכולה להיות אלטרנטיבה בת קיימא לטכנולוגיית תאי דלק מימן ביישומים ספציפיים. למרות ששריפת מימן אינה מייצרת פליטת פחמן דו חמצני (CO2), היא יוצרת פליטות תחמוצת חנקן (NOx) כאשר מימן בוער עם גז חנקן (N2). עם זאת, יעילות תאי דלק מימן עולה בדרך כלל על 50%, בעוד ששריפת מימן מניבה נצילות של 25-30%.
גורמים קריטיים בדה-קרבוניזציה
משקל ממלא תפקיד מרכזי בהשוואה בין תאי דלק מימן לאחסון סוללות, במיוחד להובלת מטענים לטווח ארוך. עבור אחסון אנרגיה שווה ערך, תאי דלק מימן קלים יותר מסוללות, מה שמאפשר למשאיות המצוידות בתאי דלק מימן להעביר טונאז' דומה למשאיות דיזל. מיכלי מימן מתדלקים הרבה יותר מהר מאשר טעינת סוללות של משאיות, וממקסמים את זמן הנסיעה למסלולים למרחקים ארוכים.
מגוון אפשרויות
בתמיכת יוזמות ממשלתיות ופרויקטים גלובליים, תעשיית המימן עומדת להתרחבות מהירה.
רכבים מסחריים
טכנולוגיית המימן במשאיות משא ארוכות טווח מציגה הזדמנות משמעותית להפחתת פחמן של פלח תחבורה מרכזי. משאיות המונעות במימן מציעות זמני תדלוק קצרים יותר ומרחקי נסיעה ארוכים יותר בין עצירות בהשוואה למשאיות חשמליות בסוללות. למשל, צי משאיות מונעות מימן שבסיסו בשוויץ כיסה למעלה מ-3 מיליון מיילים מאז 2020. חברות מוצרי צריכה גדולות בוחנות גם משאיות למחצה המונעות במימן כדי להחליף את ציי הדיזל שלהן.
תחבורה ציבורית
יישומים נוספים של תאי דלק מימן נבדקים בתחבורה הציבורית, דוגמה לכך שעיריית ניו יורק קיבלה מענק עבור שני האוטובוסים הראשונים של תאי הדלק ותחנות תדלוק תומכות. אוטובוסים אלו צפויים להסיע נוסעים עד סוף 2024.
רכבות
שילוב גנרטורים חשמליים של תאי דלק מימן ברכבות נוסעים יכול להחליף קטרים דיזל-חשמליים. רכבות אלו ישאו מספיק מימן לנסיעות למרחקים ארוכים, מה שיאפשר מרווח בין תשתית תדלוק מימן ויקל על המעבר לטכנולוגיית תאי דלק מימן.
"Hydrarail", תוך שימוש בדלק מימן על הסיפון, כבר הוצג. בגרמניה, רכבת נוסעים המונעת על ידי תא דלק מימן נסעה 1,175 קילומטרים מבלי לתדלק את מיכל המימן שלה ב-2018.
התוויית מסלול ירוק יותר
הסתמכות על טכנולוגיה אחת בלבד מסתכנת בהאטת המעבר לעתיד של אפס פליטות לתחבורה. גם טכנולוגיות רכב חשמליות של תאי דלק מימן ירוק וגם טכנולוגיות רכב חשמליות בסוללות טומנות בחובן הבטחה להפחתה משמעותית של פליטת גזי החממה של המגזר. במקום תרחיש "או/או", העתיד טמון באימוץ שתי הטכנולוגיות, לאור יתרונותיהן הייחודיים המתאימים למגזרי תחבורה שונים.
למרות שלא מפותח באופן נרחב כמו הטכנולוגיה החשמלית של סוללות, מימן ירוק מפגין פוטנציאל במתן מענה לצורכי תחבורה מרכזיים. עם השקעות אסטרטגיות על פני כל שרשרת הערך, תעשיית המימן יכולה לשדרג ביעילות את הטכנולוגיות והתשתיות שלה, ולנתב אותנו קרוב יותר לעתיד נטול הפחמן שאליו אנו שואפים.