Zdroj:afdc.energy.gov
Vodík (H2) je alternatívne palivo, ktoré možno vyrábať z rôznych domácich zdrojov. Hoci je trh s vodíkom ako dopravným palivom v plienkach, vláda a priemysel pracujú na čistej, ekonomickej a bezpečnej výrobe a distribúcii vodíka pre široké využitie v elektrických vozidlách s palivovými článkami (FCEV). Ľahké vozidlá FCEV sú teraz dostupné v obmedzenom množstve na spotrebiteľskom trhu v miestnych regiónoch doma a na celom svete. Trh sa rozvíja aj pre autobusy, zariadenia na manipuláciu s materiálom (ako sú vysokozdvižné vozíky), pozemné podporné zariadenia, stredne ťažké a ťažké nákladné vozidlá, námorné plavidlá a stacionárne aplikácie. Ďalšie informácie nájdete v časti Vlastnosti paliva a Centrum zdrojov analýzy vodíka.
Vodík je v našom prostredí bohatý. Skladuje sa vo vode (H2O), uhľovodíkoch (ako je metán, CH4) a iných organických látkach. Jednou z výziev využívania vodíka ako paliva je jeho účinná extrakcia z týchto zlúčenín.
V súčasnosti tvorí väčšinu vodíka vyrobeného v Spojených štátoch parné reformovanie – kombinovanie vysokoteplotnej pary so zemným plynom na extrakciu vodíka. Vodík možno vyrobiť aj z vody elektrolýzou. Je to energeticky náročnejšie, ale dá sa to dosiahnuť pomocou obnoviteľnej energie, ako je veterná alebo solárna energia, a vyhnúť sa škodlivým emisiám spojeným s inými druhmi výroby energie.
Takmer všetok vodík vyrobený v Spojených štátoch každý rok sa používa na rafináciu ropy, spracovanie kovov, výrobu hnojív a spracovanie potravín.
Hoci výroba vodíka môže generovať emisie ovplyvňujúce kvalitu ovzdušia, v závislosti od zdroja FCEV jazdiace na vodík vypúšťa iba vodnú paru a teplý vzduch ako výfuk a považuje sa za vozidlo s nulovými emisiami. Hlavné úsilie v oblasti výskumu a vývoja je zamerané na to, aby sa tieto vozidlá a ich infraštruktúra stali praktickými pre široké využitie. To viedlo k zavedeniu ľahkých úžitkových vozidiel pre maloobchodných spotrebiteľov, ako aj k počiatočnej implementácii stredne ťažkých a ťažkých autobusov a nákladných vozidiel v Kalifornii a dostupnosti vozového parku v severovýchodných štátoch.
Získajte viac informácií o vodíkových a palivových článkoch z kancelárie Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office.
Vodík ako alternatívne palivo
Vodík sa považuje za alternatívne palivo podľa zákona o energetickej politike z roku 1992. Záujem o vodík ako alternatívne palivo pre dopravu pramení z jeho schopnosti poháňať palivové články vo vozidlách s nulovými emisiami, jeho potenciálu pre domácu výrobu a rýchleho času plnenia palivového článku. a vysoká účinnosť. V skutočnosti je palivový článok spojený s elektromotorom dvakrát až trikrát účinnejší ako spaľovací motor na benzín. Vodík môže slúžiť aj ako palivo pre spaľovacie motory. Na rozdiel od FCEV však produkujú výfukové emisie a sú menej účinné. Zistite viac o palivových článkoch.
Energia 2,2 libry (1 kilogram) plynného vodíka je približne rovnaká ako energia 1 galónu (6,2 libry, 2,8 kilogramu) benzínu. Pretože vodík má nízku objemovú hustotu energie, je uložený na palube vozidla ako stlačený plyn, aby sa dosiahol dojazd konvenčných vozidiel. Väčšina súčasných aplikácií používa vysokotlakové nádrže schopné skladovať vodík pri tlaku 5,000 alebo 10,{12}} libier na štvorcový palec (psi). Napríklad vozidlá FCEV, ktoré vyrábajú výrobcovia automobilov a sú k dispozícii u predajcov, majú nádrže 10000 psi. Maloobchodné stojany, ktoré sa väčšinou nachádzajú na čerpacích staniciach, dokážu tieto nádrže naplniť za približne 5 minút. Elektrické autobusy s palivovými článkami v súčasnosti používajú 5000 psi nádrže, ktorých naplnenie trvá 10 až 15 minút. Ďalšie spôsoby skladovania vodíka sú vo vývoji, vrátane chemickej väzby vodíka s materiálom, ako je hydrid kovu alebo nízkoteplotné sorbenty. Prečítajte si viac o skladovaní vodíka.
Údaje z maloobchodných vodíkových čerpacích staníc, zhromaždené a analyzované Národným laboratóriom pre obnoviteľnú energiu, ukazujú, že priemerný čas strávený tankovaním FCEV je menej ako 4 minúty.
Kalifornia vedie národ v budovaní vodíkových čerpacích staníc pre FCEV. V polovici-2021 bolo pre verejnosť otvorených 47 maloobchodných vodíkových staníc v Kalifornii, ako aj jedna na Havaji a 55 ďalších bolo v rôznych fázach výstavby alebo plánovania v Kalifornii. Tieto stanice obsluhujú viac ako 8000 FCEV. Kalifornia naďalej poskytuje finančné prostriedky na budovanie vodíkovej infraštruktúry prostredníctvom programu čistej dopravy. Kalifornská energetická komisia je oprávnená prideliť až 20 miliónov dolárov ročne do roku 2023 a investuje do prvých 100 verejných staníc na podporu a povzbudenie týchto vozidiel s nulovými emisiami. Okrem toho je v severovýchodných štátoch plánovaných 14 maloobchodných staníc, pričom niektoré z nich už obsluhujú flotilových zákazníkov.
Výrobcovia vozidiel ponúkajú vozidlá FCEV len spotrebiteľom, ktorí žijú v regiónoch, kde existujú vodíkové stanice. Neobchodné stanice v Kalifornii a v celej krajine tiež naďalej obsluhujú flotily FCEV vrátane autobusov. Viaceré distribučné strediská používajú vodík na pohon vozidiel na manipuláciu s materiálom pri ich bežnej prevádzke. Okrem toho bolo urobených niekoľko oznámení týkajúcich sa výroby ťažkých úžitkových vozidiel, ako sú nákladné vozidlá na linkovú dopravu, ktoré si budú vyžadovať čerpacie stanice s oveľa vyššou kapacitou ako existujúce stanice pre ľahké úžitkové vozidlá. Nájdite vodíkové čerpacie stanice po celých Spojených štátoch.