מאמר זה בחסות איטון.
מכיוון שתחבורה ממשיכה להיות הסקטור הפולט ביותר בכל הנוגע לגזי חממה, ההתמקדות בחשמול מתחממת.
הצמיחה במכירות מכוניות חשמליות הייתה משמעותית, עלייה של 168 אחוז במחצית הראשונה של 2021 בהשוואה ל-2020 - עם מכירות חזקות במיוחד בסין ובאירופה בשל מנדטים ממשלתיים ותקני פליטות. בנוסף, יותר מתריסר מדינות הכריזו על יעדי רכב אפס פליטות או על הפסקת הדרגה של כלי רכב עם מנועי בעירה פנימית בשני העשורים הבאים.
השבוע ב-COP26, שחרור פחמן של מגזר התחבורה היה מוקד מרכזי. אבל בעוד שהעולם נמצא בדרכו להתקדמות בטכנולוגיית הרכב החשמלי, נותר עוד חלק מרכזי אחד במאמץ הפירוק של פחמן: רכבים כבדים.
משאיות ורכבי בנייה למרחקים ארוכים, הידועים בפעילות של שעות ארוכות ולאורך מאות רבות של קילומטרים בכל פעם, מייצגים יותר מ-20 אחוז מפליטות התחבורה. והדרך להפחתת פחמן עבור כלי רכב אלה הרבה יותר משובשת, בשל כמות האנרגיה החשמלית הגדולה הדרושה למילוי תפקידם. כאשר הפעלת מצבר רכב בתחנת טעינה מספיקה כדי להפעיל את המכונית החשמלית האישית שלך, רכבים כבדים ידרשו סוללות עצומות וזמן טעינה של מספר שעות כדי לאחסן יותר מפי 50 אנרגיה.
אפילו עם האחרון טכנולוגיית טעינה מהירה במיוחד, רכב כבד חשמלי יזכה לטווח של שניים עד שלושה מיילים בלבד לדקת זמן טעינה. כדי לשים את זה בפרספקטיבה, תדלוק בסולר מסתכם ב-100 מייל לדקה. בקיצור, חשמול לבדו אינו התשובה לדה-קרבוניזציה. איפה שיש הבטחה, לעומת זאת, זה עם מימן.
ההבטחות והאתגרים של תאי דלק מימן
אחת פיתרון בר-קיימא להפחתת פחמן של כלי רכב כבדים, ארוכי טווח, היום הוא באמצעות מימן ירוק. תעשיית התחבורה הצליחה בשימוש בפתרונות מימן לרכבים קלים, אולם קנה המידה של הטכנולוגיה עבור כלי רכב כבדים אינו פשוט.
קנה מידה של תאי דלק עבור יישומים כבדים מציב דרישות חדשות ושונות מאוד מבחינת חיים, יעילות ועלות. עם זאת, Eaton מספקת פתרונות מרגשים בכל תחום:
1. קבלת זרימת האוויר הנכונה
תא דלק הוא מכשיר להמרת אנרגיה המייצר חשמל על ידי שילוב מימן וחמצן למים. הזרימה המדויקת של חמצן לתא הדלק היא קריטית מכיוון שהיא שולטת בייצור החשמל - ויכולה להיות אתגר גדול.
זה המקום שבו איטון נכנסת לתמונה. איטון נמצאת בחוד החנית של טכנולוגיית בקר האוויר עם משאבות האוויר המונעות החשמליות שלה כבר יותר מ-20 שנה. בגלל המומחיות שלה, איטון היא שיתוף פעולה עם משרד האנרגיה האמריקאי להמשיך להתקדם בתחום הזה.
משאבת האוויר היא צרכן החשמל הגדול ביותר בתוך תא דלק, כאשר כ-15-20 אחוז מייצור החשמל משמש להנעת המשאבה. זו הסיבה ש-Eaton פועלת להפחית את כמות החשמל שבקר האוויר משתמש בחצי.
השגת רמת יעילות זו מבלי לוותר על הביצועים, תוך הגדלת העמידות ושמירה על עלות מקובלת, היא חלק מרכזי במשרד האנרגיה של "מימן כדור אדמהתוכנית להתאמת תאי דלק לצרכי משא כבדים לטווח ארוך.
2. בקרת מימן מדויקת
בנוסף לשליטה בזרימת האוויר, Eaton בוחנת גם את צד אספקת המימן של תא הדלק. מערכות אספקת מימן מסורתיות מחליפות עלות ועמידות לביצועים ויעילות. מציגה חדשנות במעגל המימן, הגישה של Eaton מסוגלת לשלוט ביעילות ובדייקנות בזרימה הנכנסת לתא הדלק ולהחזיר את העודפים.
על ידי דיוק, אנו נמנעים מבזבוז מימן ובכך משפרים עוד יותר את היעילות הכוללת. פתרונות אלו אינם רלוונטיים רק לכלי רכב כבדים על הכביש, אלא עשויים גם להוביל להתקדמות בהנעת מטוסים עם שחרור פחמן.
3. ניהול הספק חשמלי
רוב רכבי המימן הקלים משתמשים בתא דלק קטן כדי לטעון סוללה גדולה שמניעה, בתורה, מנוע חשמלי. הרעיון הזה עובד היטב מכיוון שלמכוניות יש צריכת חשמל ממוצעת נמוכה יחסית וזקוקים להספק גבוה רק לפרקי זמן קצרים. המערכת החשמלית פשוטה גם מכיוון שתא הדלק אינו יוצר אינטראקציה ישירה עם המנוע.
אבל קנה המידה של הרעיון הזה למשאיות כבדות יביא לסוללות גדולות במיוחד - בערך פי חמישה מסוללות לרכב EV. למשאיות, הפתרון האידיאלי הוא תא דלק הפועל ביעילות בכל רמות ההספק ומשתמש בסוללה קטנה בהרבה רק להתנעה ואגירת אנרגיית הבלמים.
עם זאת, זה מציג אתגר חדש: מערכת החשמל חייבת להפוך למורכבת הרבה יותר מכיוון שהיא צריכה למזג כוח משלושה מקורות: תא הדלק; הבטריה; והמנוע החשמלי. זהו, שוב, מרחב ידוע עבור Eaton, שיש לה ניסיון רב במיקרוגריד בניהול חשמל במסגרות דומות. ו-Eaton מיישמת מחדש את הידע הזה ביישומי רכבי מימן, כדי בסופו של דבר להפחית את הצורך בסוללות.
על ידי מניפולציה של ייצור החשמל של תאי הדלק, הסוללה הקטנה יותר ומערכת ההנעה החשמלית, איסטון שואפת להפחית את גודל הסוללה ברכב כבד בשיעור של שלושה עד חמישה. זה לא רק מפחית את העלויות הקדמיות של הרכב אלא גם את משקלו, בתורו משפר את יכולת ההובלה של משאית תאי דלק.
שחרור פחמן מכל הזוויות
ברור שמימן ירוק ישחק תפקיד קריטי בעתיד אפס נטו. הוא משחרר אפס פליטת פחמן וניתן להפיקו ממקורות מתחדשים. ולמרות שעדיין יש אתגרים להתגבר עליהם, איטון עוזרת לסלול את הדרך. האתגרים הללו נופלים בדיוק לנקודה המתוקה של החברה: ההתכנסות של כוח חשמלי ומכני.
עבודתה של איטון במרחב זה תואמת גם את המשימה של החברה - לשפר את איכות החיים והסביבה - ועם השאפתנות, מבוססת המדע שלה. יעדי קיימות לשנת 2030. Eaton התחייבה להפחית את פליטת הפחמן של Scope 3 שלה מהטכנולוגיות שלה ומכל שרשרת הערך שלה ב-15% עד 2030. ולהוציא 3 מיליארד דולר במחקר ופיתוח לפתרונות ברי קיימא באותה מסגרת זמן.
המומחיות של Eaton בבקרות רכב ומערכת הנעה, בשילוב עם הניסיון שלה בניהול זרימות גז וחשמל, יסייעו בפיתוח פתרונות יעילים, אמינים, בטוחים וחסכוניים לאפס פליטות לעתיד.
מקור: https://www.greenbiz.com/article/decarbonizing-heavy-duty-transportation-hydrogen-answer
