درک جایگاههای سوختگیری هیدروژن
مکانهای خاصی به نام ایستگاههای سوختگیری هیدروژن (HRS) برای پر کردن خودروهای برقی که با پیلهای سوختی کار میکنند با هیدروژن به کار گرفته میشوند. این ایستگاههای سوختگیری، هیدروژن فشار بالا را ذخیره کرده و در مقایسه با ایستگاههای سوختگیری سنتی، از نازلها و خطوط لوله مخصوص برای تأمین هیدروژن خودروها استفاده میکنند. با حرکت بشر به سمت حمل و نقل کم کربن، سیستمی برای سوختگیری هیدروژن برای تأمین انرژی خودروهای پیل سوختی که فقط هوای گرم و همچنین بخار آب تولید میکنند، بسیار مهم میشود.
باک ماشین هیدروژنی را با چه چیزی پر میکنید؟
گاز هیدروژن (H2) با فشار بسیار فشرده، معمولاً در فشارهای ۳۵۰ بار یا ۷۰۰ بار برای خودروها، برای سوخترسانی به وسایل نقلیه هیدروژنی استفاده میشود. به منظور ذخیره مؤثر فشار بالای گاز، هیدروژن در مخازن تقویتشده با فیبر کربن سفارشی ذخیره میشود.
ایستگاههای سوختگیری هیدروژن چگونه کار میکنند؟
سوختگیری مجدد وسیله نقلیه ساخته شده از هیدروژن به چندین مرحله مهم نیاز دارد: ۱. تولید هیدروژن: اصلاح متان بخار (SMR)، استفاده از برق از منابع تجدیدپذیر یا در نتیجه فرآیند تولید، برخی از روشهای مستقلی هستند که اغلب برای تولید هیدروژن مورد استفاده قرار میگیرند.
- فشردهسازی و ذخیرهسازی گاز: مخازن ذخیرهسازی مجاور، گاز هیدروژن را پس از فشردهسازی کامل تا فشارهای بالا (۳۵۰ تا ۷۰۰ بار) ذخیره میکنند.
- پیش خنکسازی: برای جلوگیری از آسیب حرارتی در طول عملیات پر کردن سریع، هیدروژن باید قبل از توزیع تا دمای -40 درجه سانتیگراد خنک شود.
۴. توزیع: یک اتصال آببندیشده بین مخزن ذخیرهسازی خودرو و نازل مخصوص طراحیشده ایجاد میشود. یک فرآیند کنترلشده دقیق که فشار و دما را در یک سطح ثابت نگه میدارد، هیدروژن را قادر میسازد تا وارد مخازن ذخیرهسازی خودرو شود.
۵. سیستمهای ایمنی: تعدادی از عملکردهای حفاظتی، مانند سیستمهای اطفاء حریق، کنترلهای خاموشی خودکار و نظارت بر نشتیها، تضمین میکنند که عملیات ایمن هستند.
سوخت هیدروژن در مقابل وسایل نقلیه الکتریکی
آیا سوخت هیدروژنی بهتر از سوخت الکتریکی است؟
این واکنش بسته به سناریوهای خاص استفاده، متفاوت است. با تبدیل ۷۵ تا ۹۰ درصد از منبع تغذیه الکتریکی به نیروی محرکه چرخهای خودرو، خودروهای الکتریکی باتریدار معمولاً سازگارتر با محیط زیست هستند. بین چهل تا شصت درصد از انرژی هیدروژن را میتوان به نیروی محرکه برای خودروهای پیل سوختی هیدروژنی تبدیل کرد. با این حال، خودروهای پیل سوختی سلولی (FCEV) از نظر راندمان عملیاتی در محیطهای سرد، طول عمر (۳۰۰ تا ۴۰۰ مایل با هر باک) و زمان سوختگیری (۳ تا ۵ دقیقه در مقابل ۳۰+ دقیقه برای شارژ سریع) مزایایی دارند. برای وسایل نقلیه بزرگ (کامیونها، اتوبوسها) که سوختگیری سریع و مسافت طولانی مهم است، هیدروژن میتواند مناسبتر باشد.
| جنبه | خودروهای پیل سوختی هیدروژنی | وسایل نقلیه الکتریکی باتری دار |
| زمان سوختگیری/شارژ مجدد | ۳-۵ دقیقه | ۳۰ دقیقه تا چند ساعت |
| محدوده | ۳۰۰-۴۰۰ مایل | ۲۰۰-۳۵۰ مایل |
| بهرهوری انرژی | ۴۰-۶۰٪ | ۷۵-۹۰٪ |
| در دسترس بودن زیرساخت | محدود (صدها ایستگاه در سراسر جهان) | گسترده (میلیونها نقطه شارژ) |
| هزینه خودرو | بالاتر (فناوری پیل سوختی گرانقیمت) | رقابتی شدن |
ملاحظات هزینه و عملی
هزینه سوختگیری مجدد یک خودروی هیدروژنی چقدر است؟
در حال حاضر، سوختگیری یک خودروی هیدروژنی با یک باک کامل (تقریباً ۵ تا ۶ کیلوگرم هیدروژن) بین ۷۵ تا ۱۰۰ دلار هزینه دارد که برد آن را به ۳۰۰ تا ۴۰۰ مایل میرساند. این مبلغ حدود ۱۶ تا ۲۰ دلار برای هر کیلوگرم هیدروژن است. قیمتها بسته به مکان متفاوت است و انتظار میرود با گسترش تولید و پیشرفت استفاده از هیدروژن سازگار با محیط زیست، کاهش یابد. برخی مناطق تخفیفهایی ارائه میدهند که هزینه را برای مشتریان کاهش میدهد.
آیا موتور یک ماشین معمولی میتواند با هیدروژن کار کند؟
اگرچه معمول نیست، اما موتورهای احتراق داخلی سنتی را میتوان طوری تنظیم کرد که با هیدروژن کار کنند. روشن شدن قبل از احتراق، انتشار بالای اکسیدهای نیتروژن و مشکلات ذخیرهسازی از جمله مشکلاتی هستند که موتورهای احتراق داخلی هیدروژنی باید به مرور زمان با آنها دست و پنجه نرم کنند. امروزه تقریباً همه خودروهای هیدروژنی از فناوری پیل سوختی استفاده میکنند که از هیدروژن و اکسیژن محیط برای تولید نیرویی استفاده میکند که یک موتور الکتریکی را به حرکت در میآورد و تنها آب به عنوان محصول زائد آن است.
کدام کشور بیشترین استفاده را از سوخت هیدروژنی دارد؟
ژاپن امروزه با بیش از ۱۶۰ ایستگاه سوختگیری هیدروژن و برنامههای بلندپروازانه برای ساخت ۹۰۰ ایستگاه تا سال ۲۰۳۰، در استفاده از سوخت هیدروژنی در جهان پیشرو است. سایر کشورهای بزرگ عبارتند از:
آلمان: بیش از ۱۰۰ ایستگاه، که ۴۰۰ ایستگاه تا سال ۲۰۳۵ برنامهریزی شده است
ایالات متحده: با تقریباً ۶۰ ایستگاه، عمدتاً در کالیفرنیا
کره جنوبی: به سرعت در حال توسعه، با پیشبینی ۱۲۰۰ ایستگاه تا سال ۲۰۴۰
چین: سرمایهگذاریهای مهمی انجام میدهد و در حال حاضر بیش از ۱۰۰ ایستگاه در حال فعالیت است
رشد جهانی ایستگاههای سوختگیری هیدروژن
تا سال ۲۰۲۳ تقریباً ۸۰۰ ایستگاه سوختگیری هیدروژن در جهان وجود داشت؛ پیشبینی میشود تا سال ۲۰۳۰ این تعداد به بیش از ۵۰۰۰ ایستگاه افزایش یابد. به دلیل یارانههای دولتی و تعهد تولیدکنندگان به توسعه پیل سوختی، اروپا و آسیا در خط مقدم این توسعه قرار دارند.
تمرکز بر خودروهای سنگین: گسترش زیرساختهای هیدروژنی برای کامیونها، اتوبوسها، قطارها و کاربردهای دریایی
زمان ارسال: ۱۶ دسامبر ۲۰۲۵
