Izvor:afdc.energy.gov
Vodonik (H2) je alternativno gorivo koje se može proizvesti iz različitih domaćih resursa. Iako je tržište vodonika kao transportnog goriva u povojima, vlada i industrija rade na čistoj, ekonomičnoj i bezbednoj proizvodnji i distribuciji vodonika za široku upotrebu u električnim vozilima sa gorivnim ćelijama (FCEV). Laka vozila FCEV sada su dostupna u ograničenim količinama na potrošačkom tržištu u lokalizovanim regionima u zemlji i širom sveta. Tržište se također razvija za autobuse, opremu za rukovanje materijalom (kao što su viljuškari), opremu za podršku na tlu, kamione srednje i teške terete, brodske brodove i stacionarne aplikacije. Za više informacija pogledajte svojstva goriva i Resursni centar za analizu vodika.
Vodonika ima u izobilju u našem okruženju. Pohranjuje se u vodi (H2O), ugljovodonicima (kao što je metan, CH4) i drugim organskim materijama. Jedan od izazova upotrebe vodonika kao goriva je njegovo efikasno izdvajanje iz ovih jedinjenja.
Trenutačno reformiranje pare – kombiniranje pare visoke temperature s prirodnim plinom za ekstrakciju vodika – čini većinu vodonika proizvedenog u Sjedinjenim Državama. Vodik se također može proizvesti iz vode putem elektrolize. Ovo je energetski intenzivnije, ali se može učiniti korištenjem obnovljive energije, poput vjetra ili sunca, i izbjegavanjem štetnih emisija povezanih s drugim vrstama proizvodnje energije.
Gotovo sav vodonik proizveden u Sjedinjenim Državama svake godine koristi se za rafinaciju nafte, obradu metala, proizvodnju gnojiva i preradu hrane.
Iako proizvodnja vodonika može proizvesti emisije koje utiču na kvalitet zraka, ovisno o izvoru, FCEV koji radi na vodonik emituje samo vodenu paru i topli zrak kao izduvni gas i smatra se vozilom s nultom emisijom. Glavni istraživački i razvojni napori usmjereni su na to da ova vozila i njihova infrastruktura budu praktična za široku upotrebu. To je dovelo do uvođenja lakih proizvodnih vozila maloprodajnim potrošačima, kao i do početne implementacije srednjih i teških autobusa i kamiona u Kaliforniji i dostupnosti voznog parka u sjeveroistočnim državama.
Saznajte više o vodiku i gorivnim ćelijama iz Ureda za tehnologiju vodonika i gorivnih ćelija.
Vodonik kao alternativno gorivo
Vodik se smatra alternativnim gorivom prema Zakonu o energetskoj politici iz 1992. Interes za vodonik kao alternativno transportno gorivo proizlazi iz njegove sposobnosti da napaja gorivne ćelije u vozilima s nultom emisijom, njegovog potencijala za domaću proizvodnju i brzog vremena punjenja gorivih ćelija i visoka efikasnost. U stvari, gorivna ćelija u kombinaciji sa električnim motorom je dva do tri puta efikasnija od motora sa unutrašnjim sagorevanjem koji radi na benzin. Vodonik može poslužiti i kao gorivo za motore sa unutrašnjim sagorevanjem. Međutim, za razliku od FCEV-a, oni proizvode emisije iz ispušne cijevi i manje su efikasni. Saznajte više o gorivnim ćelijama.
Energija u 2,2 funte (1 kilogram) plinovitog vodonika je otprilike ista kao energija u 1 galonu (6,2 funte, 2,8 kilograma) benzina. Budući da vodik ima malu zapreminsku gustinu energije, on se skladišti u vozilu kao komprimirani plin kako bi se postigao domet vožnje konvencionalnih vozila. Većina trenutnih aplikacija koristi rezervoare pod visokim pritiskom koji mogu pohraniti vodonik od 5,000 ili 10,000 funti po kvadratnom inču (psi). Na primjer, FCEV-ovi koji se proizvode od strane proizvođača automobila i koji su dostupni u zastupnicima imaju spremnike od 10,000 psi. Maloprodajni dispenzeri, koji se uglavnom nalaze na benzinskim pumpama, mogu napuniti ove rezervoare za oko 5 minuta. Električni autobusi na gorivne ćelije trenutno koriste rezervoare od 5,000 psi za koje je potrebno 10-15 minuta da se napune. Drugi načini skladištenja vodonika su u razvoju, uključujući hemijsko vezivanje vodonika sa materijalom kao što je metalni hidrid ili niskotemperaturni sorbentni materijali. Saznajte više o skladištenju vodika.
Podaci sa maloprodajnih stanica za gorivo na vodonik, koje je prikupila i analizirala Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju, pokazuju da je prosječno vrijeme utrošeno na gorivo za FCEV manje od 4 minute.
Kalifornija predvodi naciju u izgradnji vodoničnih stanica za gorivo za FCEV. Od sredine -2021, 47 maloprodajnih vodoničnih stanica bilo je otvoreno za javnost u Kaliforniji, kao i jedna na Havajima, a još 55 je bilo u različitim fazama izgradnje ili planiranja u Kaliforniji. Ove stanice opslužuju preko 8,000 FCEV. Kalifornija nastavlja da obezbjeđuje sredstva za izgradnju vodonične infrastrukture kroz svoj program čistog transporta. Kalifornijska energetska komisija je ovlaštena izdvajati do 20 miliona dolara godišnje do 2023. i ulaže u prvih 100 javnih stanica kako bi podržala i podstakla ova vozila s nultom emisijom. Osim toga, planirano je 14 maloprodajnih stanica za sjeveroistočne države, a neke od njih već opslužuju korisnike voznog parka.
Proizvođači vozila nude FCEV samo potrošačima koji žive u regijama gdje postoje hidrogenske stanice. Ne maloprodajne stanice u Kaliforniji i cijeloj zemlji također nastavljaju opsluživati vozni park FCEV, uključujući autobuse. Više distributivnih centara koristi vodonik za gorivo za vozila za rukovanje materijalom u svom normalnom radu. Osim toga, objavljeno je nekoliko najava u vezi sa proizvodnjom teških vozila, kao što su linijski kamioni, za koje će biti potrebne benzinske stanice mnogo većeg kapaciteta od postojećih lakih. Pronađite pumpe za vodonik širom Sjedinjenih Država.
