Аутомобили који раде на водонику: Поглед на Индијску националну мисију водоника

Индија је најавила Националну мисију на водоник која ће израдити мапу пута за коришћење водоника као извора енергије. Иницијатива има потенцијал да трансформише транспорт.

Тојотин реновирани аутомобил са водоничним горивним ћелијама Мираи, који приказује инжењеринг испод хаубе, изложен на представљању у Токију у децембру 2020. (Фото: Реутерс)

Традиционално споро напредујући у технологији граничних електричних возила (ЕВ), Индија је неуобичајено рано ушла у трку да искористи енергетски потенцијал најраспрострањенијег елемента у универзуму, водоника. Мање од четири месеца након што је Министарство енергетике Сједињених Држава објавило улагање до 100 милиона долара у производњу водоника и истраживање и развој технологија горивних ћелија, Индија је објавила Националну мисију за водоник.

Предлог у буџету ће бити праћен нацртом мисије у наредних неколико месеци — мапом пута за коришћење водоника као извора енергије, са посебним фокусом на зелени водоник, који повезује растући капацитет обновљивих извора Индије са економијом водоника, навели су владини званичници .

И док предложени сектори крајње употребе укључују челик и хемикалије, главна индустрија коју водоник има потенцијал трансформације је транспорт — који доприноси трећини свих емисија гасова стаклене баште, и где се водоник посматра као директна замена фосилних горива, са специфичне предности у односу на традиционална ЕВ.

Неколико пилота везаних за мобилност је већ у току.

У октобру је Делхи постао први индијски град који је управљао аутобусима који користе компресовани природни гас (Х-ЦНГ) са додацима водоника у шестомесечном пилот пројекту. Аутобуси ће радити на новој технологији коју је патентирао Индиан Оил Цорп за производњу Х-ЦНГ — 18 одсто водоника у ЦНГ — директно из природног гаса, без прибегавања конвенционалном мешању.

Главна компанија НТПЦ Лтд управља пилот пројектом за покретање 10 електричних аутобуса заснованих на водоничним горивим ћелијама и електричних аутомобила на горивне ћелије у Леху и Делхију, и разматра успостављање зеленог погона за производњу водоника у Андра Прадешу.

МОК такође планира да успостави наменску јединицу за производњу водоника за вожњу аутобуса у свом центру за истраживање и развој у Фаридабаду.

Као пратећи регулаторни оквир, Министарство друмског саобраћаја и аутопутева је крајем прошле године издало обавештење које предлаже измене и допуне Централних правила о моторним возилима из 1989. године, како би се укључили стандарди за процену безбедности за возила заснована на водоничним горивним ћелијама.

Зашто водоник - и његове врсте

Потенцијал водоника као чистог извора горива има историју дугу скоро 150 година. Године 1874, писац научне фантастике Жил Верн је у Тајанственом острву изнео далековидну визију — света у коме ће се вода једног дана користити као гориво, а водоник и кисеоник који га чине, коришћени појединачно или заједно, представљаће неисцрпни извор топлоте и светлости, за чији интензитет угаљ није способан.

Године 1937., немачки путнички ваздушни брод ЛЗ129 Хинденбург користио је водонично гориво за лет преко Атлантика, да би експлодирао док је пристајао у Поморску ваздушну станицу Лејкхерст у Њу Џерсију, убивши 36 људи. Касних 1960-их, водоничне горивне ћелије су помогле у покретању НАСА-ине Аполо мисије на Месец.

Након шокова цена нафте 1970-их, озбиљно се разматрала могућност замене водоника фосилним горивима. Три произвођача аутомобила - јапанска Хонда и Тојота, и јужнокорејски Хиундаи - од тада су се одлучно померила у правцу комерцијализације технологије, иако у ограниченом обиму.

Најчешћи елемент у природи се не налази слободно. Водоник постоји само у комбинацији са другим елементима и мора се екстраховати из природних једињења као што је вода (која је комбинација два атома водоника и једног атома кисеоника). Иако је водоник чист молекул, процес његовог издвајања је енергетски интензиван.

Извори и процеси помоћу којих се добија водоник категорисани су картицама у боји. Водоник произведен из фосилних горива назива се сиви водоник; ово чини највећи део водоника који се данас производи. Водоник произведен из фосилних горива са опцијама за хватање и складиштење угљеника назива се плави водоник; водоник који се у потпуности производи из обновљивих извора енергије назива се зелени водоник. У последњем процесу, електрична енергија произведена из обновљиве енергије користи се за цепање воде на водоник и кисеоник.

Случај за зелени водоник

Зелени водоник има специфичне предности. Прво, то је чист запаљен молекул, који може да декарбонизује низ сектора укључујући гвожђе и челик, хемикалије и транспорт. Друго, обновљива енергија која се не може складиштити или користити у мрежи може се каналисати за производњу водоника.

То је оно чему тежи владина мисија за енергију водоника, која ће бити покренута 2021-22. Индијска електроенергетска мрежа је претежно заснована на угљу и то ће и даље бити, чиме се негирају колатералне користи од великог притиска на електрични погон – пошто ће угаљ морати да се спаљује да би се произвела електрична енергија која ће покретати ова возила. У неколико земаља које су се залагале за ЕВ, велики део електричне енергије се производи из обновљивих извора - у Норвешкој, на пример, 99 одсто је из хидроелектране. Стручњаци верују да возила на водоник могу бити посебно ефикасна у транспорту на дуге релације и другим секторима које је тешко електрифицирати као што су транспорт и путовања авионом на дуге удаљености. Коришћење тешких батерија у овим апликацијама било би контрапродуктивно, посебно за земље као што је Индија, где је електрична мрежа претежно на угаљ.

Како функционишу водоничне горивне ћелије

Јужна Кореја и Јапан посебно су фокусирани на пребацивање својих аутомобилских тржишта на водоник и потенцијал горивих ћелија. Шта је горивна ћелија?

Водоник је носилац енергије, а не извор енергије. Водонично гориво мора да се трансформише у електричну енергију помоћу уређаја који се зове стег горивих ћелија пре него што се може користити за погон аутомобила или камиона. Горива ћелија претвара хемијску енергију у електричну користећи оксидационе агенсе кроз реакцију оксидације-редукције. Возила заснована на горивим ћелијама најчешће комбинују водоник и кисеоник за производњу електричне енергије за напајање електромотора на броду. Пошто возила на гориве ћелије користе електричну енергију за вожњу, сматрају се електричним возилима.

Унутар сваке појединачне горивне ћелије, водоник се црпи из уграђеног резервоара под притиском и реагује са катализатором, обично направљеним од платине. Док водоник пролази кроз катализатор, он је лишен својих електрона, који су приморани да се крећу дуж спољашњег кола, производећи електричну струју. Ову струју користи електрични мотор за напајање возила, а једини нуспроизвод је водена пара.

Аутомобили са водоничним горивним ћелијама имају скоро нулти угљенични отисак. Водоник је око два до три пута ефикаснији од сагоревања бензина, јер је електрична хемијска реакција много ефикаснија од сагоревања.

ПРИДРУЖИ СЕ САД :Експрес објаснио Телеграм канал

ФЦЕВ и друга електрична возила

Електрична возила (ЕВ) су обично подељена у четири широке категорије:

* Конвенционална хибридна електрична возила или ХЕВ као што је Тоиота Цамри комбинују конвенционални систем мотора са унутрашњим сагоревањем са електричним погонским системом, што резултира хибридним погоном возила који значајно смањује потрошњу горива. Уграђена батерија у конвенционалном хибриду се пуни када ИЦ мотор покреће погон.

* Плуг-ин хибридна возила или ПХЕВ, као што је Цхевролет Волт, такође имају хибридни погон који користи ИЦ мотор и електричну енергију за погонску снагу, подржан од пуњивих батерија које се могу прикључити на извор напајања.

* Електрична возила на батерије или БЕВ као што су Ниссан Леаф или Тесла Модел С немају ИЦ мотор или резервоар за гориво и раде на потпуно електричном погону који се напаја пуњивим батеријама.

* Електрична возила са горивим ћелијама или ФЦЕВ као што су Тојотин Мираи, Хондин Цларити и Хиундаиов Неко користе гас водоник за напајање електромотора у возилу. ФЦЕВ комбинују водоник и кисеоник за производњу електричне енергије, која покреће мотор. Пошто се у потпуности напајају електричном енергијом, ФЦЕВ се сматрају електричним возилима, али за разлику од БЕВ-а, њихов домет и процеси пуњења горива су упоредиви са конвенционалним аутомобилима и камионима.

Главна разлика између БЕВ-а и водоничног ФЦЕВ-а је у томе што овај последњи омогућава време допуњавања горива од само пет минута, у поређењу са 30-45 минута пуњења за БЕВ. Такође, потрошачи добијају око пет пута боље складиште енергије по јединици запремине и тежине, што ослобађа много простора за друге ствари, док возачу омогућава да иде даље.

Проблем критичне масе

Упркос обећањима, технологија водоника тек треба да се повећа. Извршни директор Тесле Елон Муск назвао је технологију горивних ћелија запањујуће глупом.

На глобалном нивоу, на путу је крајем 2020. било мање од 25.000 возила са водоничним горивним ћелијама; за поређење, број електричних аутомобила био је 8 милиона.

Велика препрека за усвајање возила са водоничним горивним ћелијама је недостатак инфраструктуре пумпних станица - аутомобили са горивним ћелијама допуњују гориво на сличан начин као конвенционални аутомобили, али не могу да користе исту станицу. Данас у свету постоји мање од 500 оперативних водоничних станица, углавном у Европи, а следе Јапан и Јужна Кореја. Има их у Северној Америци.

Безбедност се посматра као брига. Водоник је под притиском и ускладиштен у криогеном резервоару, одатле се доводи у ћелију нижег притиска и пролази кроз електрохемијску реакцију да би се произвела електрична енергија. Хиундаи и Тоиота кажу да је сигурност и поузданост резервоара за водоничко гориво слична оној код стандардних ЦНГ мотора.

Повећање технологије и постизање критичне масе остаје велики изазов. Више возила на путу и ​​више пратеће инфраструктуре могу смањити трошкове. Предложена мисија Индије се сматра кораком у том правцу.

Подели Са Пријатељима: