Denne artikel er sponsoreret af Eaton.
Da transport fortsat er den sektor, der udleder størst, når det kommer til drivhusgas, er fokus på elektrificering ved at blive varmere.
Væksten i salget af elbiler har været betydelig, stigende 168 procent i første halvår af 2021 sammenlignet med 2020 — med særligt stærkt salg i Kina og Europa på grund af regeringsmandater og emissionsstandarder. Derudover mere end et dusin lande har annonceret nul-emissionskøretøjsmål eller udfasning af køretøjer med forbrændingsmotorer i de næste to årtier.
Denne uge på COP26, var dekarbonisering af transportsektoren et stort fokus. Men selv om verden er godt på vej til at gøre fremskridt inden for elbilteknologi, er der stadig en vigtig del af dekarboniseringsindsatsen tilbage at tackle: tunge køretøjer.
Langdistancelastbiler og entreprenørkøretøjer, kendt for at køre lange timer og mange hundrede kilometer ad gangen, repræsenterer mere end 20 procent af transportemissionerne. Og vejen til dekarbonisering for disse køretøjer er meget mere ujævn på grund af den store mængde elektrisk energi, der er nødvendig for at udføre deres job. Hvor strømforsyning til et bilbatteri på en ladestation er tilstrækkeligt til at køre din personlige elbil, ville tunge køretøjer kræve enorme batterier og flere timers opladningstid for at lagre mere end 50 gange så meget energi.
Selv med det seneste ultrahurtig opladningsteknologi, ville et elektrisk tungt køretøj få en rækkevidde på blot to til tre miles pr. minuts ladetid. For at sætte det i perspektiv, tilføjer tankning med dieselolie op til 100 miles i minuttet. Kort sagt, elektrificering alene er ikke svaret på dekarbonisering. Hvor der er løfte, er dog med brint.
Brintbrændselscellernes løfter og udfordringer
Én levedygtig løsning at dekarbonisere tunge, langdistancekøretøjer er i dag gennem grøn brint. Transportindustrien havde succes med at bruge brintløsninger til lette køretøjer, men blot at skalere teknologien til tunge køretøjer er ikke så ligetil.
Skalering af brændselsceller til tunge applikationer stiller nye og meget anderledes krav med hensyn til levetid, effektivitet og omkostninger. Eaton tilbyder dog spændende løsninger på hvert område:
1. Få den rigtige luftstrøm
En brændselscelle er en energiomdannelsesenhed, der producerer elektricitet ved at kombinere brint og ilt til vand. Den præcise strøm af ilt ind i brændselscellen er imidlertid kritisk, da den styrer den elektriske produktion - og kan være en stor udfordring.
Det er her, Eaton kommer ind i billedet. Eaton har været på forkant med luftstyringsteknologi med sine elektrisk drevne luftpumper i mere end 20 år. På grund af sin ekspertise er Eaton det samarbejde med det amerikanske energiministerium at fortsætte med at gøre fremskridt på dette område.
Luftpumpen er den største elektriske forbruger inde i en brændselscelle, hvor omkring 15-20 procent af den elektriske produktion bruges til at drive pumpen. Derfor arbejder Eaton på at reducere mængden af elektricitet, som luftregulatoren bruger, til det halve.
At opnå dette effektivitetsniveau uden at ofre ydeevnen, samtidig med at holdbarheden øges og opretholdes en acceptabel pris, er en vigtig del af Energiministeriets "Hydrogen Earthshot”-program til at tilpasse brændselsceller til tunge, langdistancelastbilbehov.
2. Præcis brintkontrol
Ud over at kontrollere luftstrømmen undersøger Eaton også brændselscellens brintforsyningsside. Traditionelle brintforsyningssystemer afvejer omkostninger og holdbarhed for ydeevne og effektivitet. Ved at introducere innovation i brintkredsløbet er Eatons tilgang i stand til effektivt og præcist at kontrollere flowet, der kommer ind i brændselscellen og recirkulere det overskydende.
Ved at være præcise undgår vi spild af brint og forbedrer dermed den samlede effektivitet yderligere. Disse løsninger er ikke kun relevante for tunge køretøjer på vej, men kan også føre til fremskridt inden for dekarbonisering af flyfremdrift.
3. Håndtering af elektrisk strøm
De fleste lette brintbiler bruger en lille brændselscelle til at oplade et stort batteri, der igen driver en elektrisk motor. Dette koncept fungerer godt, fordi biler har et relativt lavt gennemsnitligt strømforbrug og kun har brug for høj strøm i korte perioder. Det elektriske system er også enkelt, fordi brændselscellen ikke interagerer direkte med motoren.
Men at skalere dette koncept til tunge lastbiler ville resultere i ekstremt store batterier - omkring fem gange så store som batterier til elbiler. For lastbiler er den ideelle løsning en brændselscelle, der fungerer effektivt på alle effektniveauer og kun bruger et meget mindre batteri til start og lagring af bremseenergi.
Dette giver dog en ny udfordring: Det elektriske system skal blive meget mere komplekst, da det skal blande strøm fra tre kilder: brændselscellen; batteriet; og elmotoren. Dette er igen et velkendt rum for Eaton, som har omfattende mikronet-erfaring med at styre elektrisk strøm i lignende omgivelser. Og Eaton genanvender denne knowhow inden for brintbilapplikationer for i sidste ende at reducere behovet for batterier.
Ved at manipulere brændselscellens elektriske generation, det mindre batteri og den elektriske drivlinje sigter Easton på at reducere batteristørrelsen i et tungt køretøj med en faktor på tre til fem. Dette reducerer ikke kun køretøjets forudgående omkostninger, men også dets vægt, hvilket igen forbedrer fragtkapaciteten af en brændselscellelastbil.
Dekarbonisering fra alle vinkler
Det er klart, at grøn brint vil spille en afgørende rolle i en fremtid med netto-nul. Det frigiver ingen kulstofemissioner og kan produceres fra vedvarende kilder. Og selvom der stadig er udfordringer at overvinde, hjælper Eaton med at bane vejen. Disse udfordringer falder lige ind i virksomhedens sweet spot: konvergensen af elektrisk og mekanisk kraft.
Eatons arbejde på dette område er også i overensstemmelse med virksomhedens mission - at forbedre livskvaliteten og miljøet - og med dets ambitiøse, videnskabsbaserede 2030 Bæredygtighedsmål. Eaton har forpligtet sig til at reducere sine Scope 3-kulstofemissioner fra it-teknologier og gennem hele sin værdikæde med 15 procent inden 2030. Og til at bruge 3 milliarder USD på forskning og udvikling til bæredygtige løsninger inden for samme tidsramme.
Eatons ekspertise inden for styring af køretøjer og drivaggregater, kombineret med dets erfaring med styring af gas- og elektriske strømme, vil hjælpe med at udvikle effektive, pålidelige, sikre og omkostningseffektive nul-emissionsløsninger for fremtiden.
Kilde: https://www.greenbiz.com/article/decarbonizing-heavy-duty-transportation-hydrogen-answer
