Ūdeņraža uzpildes staciju izpratne
Lai uzpildītu ar degvielas elementiem darbināmus elektroautomobiļus ar ūdeņradi, tiek izmantotas īpašas vietas, ko sauc par ūdeņraža uzpildes stacijām (HRS). Šajās uzpildes stacijās tika uzglabāts augstspiediena ūdeņradis, un, salīdzinot ar tradicionālajām degvielas uzpildes stacijām, transportlīdzekļu apgādāšanai ar ūdeņradi tiek izmantotas īpašas sprauslas un cauruļvadi. Ūdeņraža uzpildes sistēma kļūst izšķiroša degvielas elementu transportlīdzekļu darbināšanai, jo cilvēce virzās uz mazoglekļa transportu, jo tie rada tikai siltu gaisu un ūdens tvaikus.
Ar ko uzpildīt ūdeņraža automašīnu?
Augsti saspiesta ūdeņraža gāze (H2), parasti ar spiedienu 350 bāri vai 700 bāri automašīnām, tiek izmantota ūdeņraža transportlīdzekļu degvielas uzpildei. Lai efektīvi uzglabātu gāzes augsto spiedienu, ūdeņradis tiek uzglabāts pielāgotās, ar oglekļa šķiedru pastiprinātās tvertnēs.
Kā darbojas ūdeņraža uzpildes stacijas?
Ar ūdeņradi darbināma transportlīdzekļa uzpildīšanai ir nepieciešami vairāki svarīgi soļi:1. Ūdeņraža ražošana: Tvaika metāna (SMR) reformēšana, elektroenerģijas izmantošana no atjaunojamiem avotiem vai ražošanas procesa rezultātā ir daži no neatkarīgajiem veidiem, ko bieži izmanto ūdeņraža ražošanai lietošanai.
- Gāzes saspiešana un uzglabāšana: tuvumā esošajās uzglabāšanas tvertnēs tiek uzglabāta ūdeņraža gāze pēc tam, kad tā ir rūpīgi saspiesta līdz augstam spiedienam (350–700 bar).
- Iepriekšēja atdzesēšana: Lai izvairītos no karstuma radītiem bojājumiem ātrās uzpildes laikā, ūdeņradis pirms izliešanas ir jāatdzesē līdz -40 °C.
4. Padeves uzpilde: Starp transportlīdzekļa uzglabāšanas tvertni un speciāli izstrādāto uzgali tiek izveidots noslēgts stiprinājums. Rūpīgi kontrolēta procedūra, kas uztur gan spiediena, gan temperatūras līmeni, ļauj ūdeņradim iekļūt automašīnas uzglabāšanas tvertnēs.
5. Drošības sistēmas: Vairākas aizsargfunkcijas, piemēram, ugunsgrēka dzēšanas sistēmas, automātiskās izslēgšanas vadības ierīces un noplūžu uzraudzība, garantē drošu darbību.
Ūdeņraža degviela salīdzinājumā ar elektriskajiem transportlīdzekļiem
Vai ūdeņraža degviela ir labāka par elektrisko?
Šī reakcija ir atkarīga no konkrētiem lietošanas scenārijiem. Tā kā 75–90 % elektroenerģijas tiek pārveidota par enerģiju transportlīdzekļa riteņiem, ar akumulatoru darbināmi elektroautomobiļi parasti ir videi draudzīgāki. No četrdesmit līdz sešdesmit procentiem ūdeņraža enerģijas var pārveidot par dzinējspēku ūdeņraža degvielas elementu transportlīdzekļiem. Tomēr FCEV ir priekšrocības darbības efektivitātes aukstā vidē, ilgmūžības (300–400 jūdzes ar vienu tvertni) un uzpildes laika ziņā (3–5 minūtes salīdzinājumā ar vairāk nekā 30 minūtēm ātrai uzlādei). Lieliem transportlīdzekļiem (kravas automašīnām, autobusiem), kur svarīga ir ātra uzpildīšana un lieli attālumi, ūdeņradis varētu būt piemērotāks.
| Aspekts | Ūdeņraža degvielas elementu transportlīdzekļi | Akumulatora elektriskie transportlīdzekļi |
| Uzpildes/uzlādes laiks | 3–5 minūtes | 30 minūtes līdz vairākām stundām |
| Diapazons | 300–400 jūdzes | 200–350 jūdzes |
| Energoefektivitāte | 40–60% | 75–90% |
| Infrastruktūras pieejamība | Ierobežots (simtiem staciju visā pasaulē) | Plašs (miljoniem uzlādes punktu) |
| Transportlīdzekļa izmaksas | Augstāka (dārga degvielas elementu tehnoloģija) | Kļūstot konkurētspējīgam |
Izmaksas un praktiski apsvērumi
Cik dārgi ir uzpildīt ūdeņraža automašīnu?
Pašlaik ūdeņraža automašīnas uzpildīšana ar pilnu bāku (aptuveni 5–6 kg ūdeņraža) izmaksās no 75 līdz 100 USD, kas ļauj nobraukt 480–640 kilometrus. Tas ir aptuveni 16–20 USD par kilogramu ūdeņraža. Cenas atšķiras atkarībā no atrašanās vietas, un paredzams, ka tās samazināsies, paplašinoties ražošanai un attīstoties videi draudzīga ūdeņraža izmantošanai. Dažos reģionos klientiem tiek piedāvātas atlaides, kas samazina izmaksas.
Vai parasta automašīnas dzinējs var darboties ar ūdeņradi?
Lai gan tas nav ierasts, tradicionālos iekšdedzes dzinējus var pielāgot darbam ar ūdeņradi. Iedarbināšana pirms aizdedzes, augstas slāpekļa oksīdu emisijas un uzglabāšanas problēmas ir starp problēmām, ar kurām ūdeņraža iekšdedzes dzinējiem laika gaitā jātiek galā. Mūsdienās gandrīz visas ar ūdeņradi darbināmas automašīnas izmanto degvielas elementu tehnoloģiju, kas izmanto ūdeņradi un skābekli no apkārtējās vides, lai ražotu jaudu, kas darbina elektromotoru, un kā atkritumu produktu rodas tikai ūdens.
Kura valsts visvairāk izmanto ūdeņraža degvielu?
Ar vairāk nekā 160 ūdeņraža uzpildes stacijām un vērienīgiem plāniem līdz 2030. gadam uzbūvēt 900 stacijas, Japāna mūsdienās ir pasaules līdere no ūdeņraža ražotas degvielas izmantošanā. Citas lielākās valstis ir:
Vācija: Vairāk nekā 100 staciju, līdz 2035. gadam plānots uzstādīt 400.
Amerikas Savienotās Valstis: Ar aptuveni 60 stacijām, galvenokārt Kalifornijā
Dienvidkoreja: strauji attīstās, līdz 2040. gadam paredzams uzstādīt 1200 stacijas
Ķīna: Veicot nozīmīgas investīcijas, pašlaik darbojas vairāk nekā 100 stacijas
Globālā ūdeņraža uzpildes staciju izaugsme
2023. gadā pasaulē bija aptuveni 800 ūdeņraža uzpildes staciju; līdz 2030. gadam šis skaitlis, domājams, pieaugs līdz vairāk nekā 5000. Pateicoties valdību subsīdijām un ražotāju apņēmībai attīstīt degvielas elementus, Eiropa un Āzija ir šīs attīstības avangardā.
Lieljaudas transportlīdzekļu fokuss: ūdeņraža infrastruktūras paplašināšana kravas automašīnām, autobusiem, vilcieniem un jūras transportlīdzekļiem
Publicēšanas laiks: 2025. gada 16. decembris
