Autors Nick Buccheri, Amerikas Savienotās Valstis, Emerson Discrete Automation prezidents
Dekarbonizācijas centieni virza būtiskas izmaiņas transporta jomā, nostādot nozari uz monumentālas transformācijas robežas.
TESCOM HV-3500 sērijas divpakāpju spiediena samazināšanas regulators ir īpaši izstrādāts izmantošanai rūpnieciskos un komerciālos ūdeņraža kurināmā elementu transportlīdzekļos. HV-3500 ļauj ražotājiem maksimāli palielināt degvielas patēriņa efektivitāti un noturēt autoparkus uz ceļa garākos attālumos. (Attēls ar Emersona pieklājību)
Klimata pārmaiņu ekstrēmāko seku risināšana un novēršana tagad ir valdību un nozaru galvenā stratēģija visā pasaulē. Tiesību aktu ieviešana, kas ietver vērienīgus nulles oglekļa emisiju mērķus, ir mudinājusi katru nozari, tostarp transportu, meklēt novatoriskas dekarbonizācijas metodes.
Transporta nozare pašlaik rada 29% no kopējām ASV siltumnīcefekta gāzu emisijām, piedāvājot ievērojamu iespēju samazināt oglekļa emisiju, izmantojot energoefektīvu, zemu emisiju tehnoloģiju.
Ar fosilo degvielu darbināmu transportlīdzekļu oglekļa emisiju ierobežošanu vai uztveršanu ilgtermiņā nepietiks. Galīgais mērķis ievērojamam nozares progresam un neto nulles mērķu sasniegšanai ir skaidrs: visiem transportlīdzekļiem jārada un jāpārraida enerģija bez oglekļa emisijām.
Uzņēmumi visā transporta spektrā iegulda dažādos bezoglekļa enerģijas risinājumos, atzīstot, ka nav universālas pieejas, lai sasniegtu nulles emisijas. Lai gan ar akumulatoriem darbināmi elektriskie transportlīdzekļi uzrāda strauju izaugsmi, tie vieni paši nevar tikt galā ar šo izaicinājumu; ar ūdeņradi darbināmi transportlīdzekļi aizpilda veiktspējas nepilnības.
Progress bezoglekļa transportlīdzekļu jomā
Valdības noteikumi, ko papildina iedibināta neto nulles tehnoloģija, virza pāreju no fosilā kurināmā uz enerģijas avotiem, kas nesatur oglekli. Vairāku tehnoloģiju virzienu izmantošana, sākot no iekšdedzes dzinēju efektivitātes uzlabošanas līdz akumulatoru elektrisko transportlīdzekļu ieviešanas veicināšanai, izmantojot stimulus, atbalsta ieguldījumus ūdeņraža degvielas šūnu elektrisko transportlīdzekļu (FCEV) potenciālā.
Tādi risinājumi kā TESCOM 26-2000 sērijas ventilācijas spiediena regulators ir izstrādāti, lai nodrošinātu drošu, uzticamu un precīzu procesa kontroli ūdeņraža nozarē. (Attēls ar Emersona pieklājību)
Akumulatoru elektriskie transportlīdzekļi pēdējo 15–20 gadu laikā ir piedzīvojuši strauju izaugsmi. Neraugoties uz palielinātu akumulatora uzglabāšanu un enerģijas patēriņa efektivitāti, tie joprojām ir vispiemērotākie nelieliem attālumiem. To nobraukuma ierobežojums starp uzlādi padara tos nepiemērotus tālsatiksmes braucieniem, kas ir raksturīgi komercpārvadājumiem. Ar akumulatoru darbināma tālsatiksmes kravas automašīna var saskarties ar problēmām, vai nu pārvadājot to pašu kravu, vai arī pieprasot biežākas uzlādes apstāšanās lieljaudas akumulatora svara dēļ.
Esošās infrastruktūras izmantošana
Esošā rūpnieciskā un tehnoloģiskā infrastruktūra var atvieglot pāreju uz dekarbonizāciju. Esošās iekšdedzes dzinēju tehnoloģijas pielāgošana ūdeņraža sadedzināšanai ir alternatīva īpašiem lietojumiem, piemēram, smagajām mašīnām, kurām nepieciešama liela jauda.
Neskatoties uz tādiem trūkumiem kā emisijas, ūdeņraža sadedzināšana var būt dzīvotspējīga alternatīva ūdeņraža kurināmā elementu tehnoloģijai īpašos lietojumos. Lai gan ūdeņraža sadedzināšana nerada oglekļa dioksīda (CO2) emisijas, tā rada slāpekļa oksīda (NOx) emisijas, kad ūdeņradis sadedzina ar slāpekļa gāzi (N2). Tomēr ūdeņraža kurināmā elementu efektivitāte parasti pārsniedz 50%, bet ūdeņraža sadedzināšana dod 25-30% efektivitāti.
Dekarbonizācijas kritiskie faktori
Svaram ir galvenā loma, salīdzinot ūdeņraža kurināmā elementus ar akumulatoru uzglabāšanu, īpaši tālsatiksmes kravu pārvadājumiem. Līdzvērtīgai enerģijas uzglabāšanai ūdeņraža kurināmā elementi ir vieglāki par akumulatoriem, ļaujot ar ūdeņraža degvielas elementiem aprīkotiem kravas automobiļiem pārvadāt līdzīgu tonnāžu kā kravas automašīnām ar dīzeļdegvielu. Ūdeņraža tvertnes uzpilda degvielu daudz ātrāk nekā kravas automašīnu akumulatoru uzlāde, tādējādi maksimāli palielinot braukšanas laiku lielos attālumos.
Opciju daudzveidība
Pateicoties valdības iniciatīvām un globālajiem projektiem, ūdeņraža nozare ir gatava straujai paplašināšanai.
Komerciālie transportlīdzekļi
Ūdeņraža tehnoloģija tālsatiksmes kravas kravas automašīnās sniedz nozīmīgu iespēju dekarbonizēt galveno transporta segmentu. Ar ūdeņradi darbināmi kravas automobiļi piedāvā īsākus degvielas uzpildes laikus un garākus attālumus starp pieturām, salīdzinot ar akumulatoru elektriskajiem kravas automobiļiem. Piemēram, Šveices ar ūdeņradi darbināmu kravas automašīnu parks kopš 2020. gada ir nobraucis vairāk nekā 3 miljonus jūdžu. Lielākie patēriņa preču uzņēmumi arī testē ar ūdeņradi darbināmus kravas automobiļus, lai aizstātu savus dīzeļdegvielas autoparkus.
Sabiedriskais transports
Vairāki ūdeņraža kurināmā elementu pielietojumi tiek pētīti sabiedriskajā transportā, piemēram, Ņujorkas pilsēta saņem dotāciju saviem pirmajiem diviem kurināmā elementu autobusiem un atbalsta degvielas uzpildes stacijas. Paredzēts, ka šie autobusi pasažierus pārvadās līdz 2024. gada beigām.
Vilcieni
Ūdeņraža kurināmā elementu elektroģeneratoru integrēšana pasažieru vilcienos var aizstāt dīzeļlokomotīves. Šie vilcieni pārvadās pietiekami daudz ūdeņraža tālsatiksmes braucieniem, nodrošinot ūdeņraža uzpildes infrastruktūras attālumus un atvieglojot pāreju uz ūdeņraža degvielas šūnu tehnoloģiju.
“Hydrarail”, kas izmanto borta ūdeņraža degvielu, jau ir ieviests. Vācijā ar ūdeņraža degvielas šūnu darbināms pasažieru vilciens 2018. gadā nobrauca 1175 kilometrus, neuzpildot ūdeņraža tvertni.
Zaļāka kursa izveidošana
Paļaušanās tikai uz vienu tehnoloģiju var palēnināt pāreju uz nulles emisiju nākotni transporta jomā. Gan zaļās ūdeņraža kurināmā elementu elektrisko, gan akumulatoru elektrisko transportlīdzekļu tehnoloģijas sola būtiski samazināt nozares siltumnīcefekta gāzu emisijas. “Vai nu/vai” scenārija vietā nākotne ir abu tehnoloģiju pārņemšanā, ņemot vērā to unikālās priekšrocības, kas ir piemērotas dažādiem transporta segmentiem.
Lai gan zaļais ūdeņradis nav tik plaši izstrādāts kā akumulatoru elektriskā tehnoloģija, tas demonstrē potenciālu galveno transporta vajadzību risināšanā. Ar stratēģiskām investīcijām visā vērtību ķēdē ūdeņraža nozare var efektīvi uzlabot savas tehnoloģijas un infrastruktūru, virzot mūs tuvāk nākotnei bez oglekļa emisijām, uz kuru mēs tiecamies.