この記事はによって後援されています イートン.
温室効果ガスに関して言えば、輸送は引き続き最大の排出部門であるため、電化への関心が高まっています。
電気自動車の販売台数は大幅に伸びており、 168年上半期は2021年比で2020%上昇 — 政府の指令と排出基準により、中国とヨーロッパでの販売が特に好調です。 さらに、 ダース以上の国 は、今後 XNUMX 年間でゼロエミッション車の目標または内燃機関車の段階的廃止を発表しました。
今週の COP26、輸送部門の脱炭素化が主な焦点でした。 しかし、世界は電気自動車技術の進歩に向けて順調に進んでいますが、脱炭素化の取り組みで取り組むべき重要な要素が XNUMX つあります。それは大型車です。
長距離トラックや建設車両は、長時間、一度に何百マイルも走行することで知られています。 輸送排出量の 20% 以上. また、これらの車両の脱炭素化への道のりは、その仕事を遂行するために大量の電気エネルギーが必要なため、はるかに険しいものです。 充電ステーションで自動車のバッテリーに電力を供給すれば、個人の電気自動車を走らせるのに十分ですが、大型車両では、その 50 倍以上のエネルギーを蓄えるために膨大なバッテリーと数時間の充電時間が必要になります。
最新のものでも 超急速充電技術、電気の大型車両は、100分間の充電時間あたりわずかXNUMX〜XNUMXマイルの走行距離しか得られません. 概観すると、ディーゼル燃料を給油すると、毎分 XNUMX マイルになります。 つまり、電化だけでは脱炭素化への答えにはなりません。 ただし、見込みがあるのは水素です。
水素燃料電池の期待と課題
1 実行可能な解決策 今日の大型長距離車両の脱炭素化は、グリーン水素によるものです。 運輸業界は、軽量車両に水素ソリューションを使用することに成功しましたが、大型車両向けの技術を単純に拡張することはそれほど簡単ではありません。
重い用途向けに燃料電池をスケーリングすると、寿命、効率、およびコストの点で、まったく異なる新しい要件が設定されます。 ただし、イートンは各分野でエキサイティングなソリューションを提供しています。
1. 適切な気流を得る
燃料電池は、水素と酸素を水に結合させることによって電気を生成するエネルギー変換デバイスです。 しかし、燃料電池への酸素の正確な流れは、発電を制御するために重要であり、大きな課題になる可能性があります。
そこで登場するのが Eaton です。Eaton は、20 年以上にわたり、電動エアポンプでエア コントローラ技術の最前線に立っています。 その専門知識により、イートンは 米国エネルギー省と提携 この分野で進歩を続けます。
空気ポンプは、燃料電池内で最大の電力を消費する部分であり、発電量の約 15 ～ 20% がポンプに電力を供給するために使用されます。 そのため、イートンはエアコントローラーの使用電力量を半減する取り組みを行っています。
パフォーマンスを犠牲にすることなくこのレベルの効率を達成すると同時に、耐久性を高め、許容できるコストを維持することは、エネルギー省の「水素アースショット大型長距離トラックのニーズに合わせて燃料電池を適合させるプログラム。
2. 水素の精密制御
エアフローの制御に加えて、イートンは燃料電池の水素供給側も調査しています。 従来の水素供給システムは、性能と効率のためにコストと耐久性をトレードオフしています。 水素回路にイノベーションを導入したイートンのアプローチは、燃料電池に入る流れを効率的かつ正確に制御し、余剰分を再循環させることができます。
正確に行うことで、水素の浪費を回避し、全体的な効率をさらに向上させます。 これらのソリューションは、大型のオンロード車両に関連するだけでなく、航空機推進の脱炭素化の進歩にもつながる可能性があります。
3. 電力の管理
ほとんどの軽量水素自動車は、小さな燃料電池を使用して大きなバッテリーを充電し、電気モーターを駆動します。 自動車は平均消費電力が比較的低く、高出力を必要とするのは短時間だけであるため、このコンセプトはうまく機能します。 燃料電池はモーターと直接相互作用しないため、電気システムもシンプルです。
しかし、このコンセプトを大型トラックに適用すると、バッテリーが非常に大きくなり、EV 車のバッテリーの約 XNUMX 倍になります。 トラックの場合、理想的なソリューションは、あらゆる出力レベルで効率的に動作し、ブレーキ エネルギーの始動と保存だけに使用するはるかに小型のバッテリーを使用する燃料電池です。
ただし、これには新たな課題が生じます。電気システムは、燃料電池と、 バッテリー; そして電気モーター。 これもまた、同様の設定で電力を管理するマイクログリッドの豊富な経験を持つ Eaton にとってよく知られている分野です。 そして、イートンはそのノウハウを水素自動車アプリケーションに再適用し、最終的にバッテリーの必要性を減らしています。
燃料電池発電、小型バッテリー、電動パワートレインを操作することで、Easton は大型車のバッテリー サイズを XNUMX ～ XNUMX 分の XNUMX に縮小することを目指しています。 これにより、車両の初期費用が削減されるだけでなく、車両重量も削減され、燃料電池トラックの積載能力が向上します。
あらゆる角度からの脱炭素化
グリーン水素が正味ゼロの未来において重要な役割を果たすことは明らかです。 ゼロ炭素排出量を放出し、再生可能な資源から生産することができます。 克服すべき課題はまだありますが、イートンはその道を切り開いています。 これらの課題は、まさに同社のスイート スポット、つまり電力と機械力の収束に当てはまります。
この分野でのイートンの仕事は、生活の質と環境を改善するという会社の使命と一致しており、野心的で科学に基づいた 2030年サステナビリティ目標. Eaton は、3 年までにテクノロジーとそのバリュー チェーン全体でスコープ 15 炭素排出量を 2030% 削減することを約束しました。また、同じ時間枠で、持続可能なソリューションの研究開発に 3 億ドルを費やすことを約束しました。
車両とパワートレインの制御に関するイートンの専門知識は、ガスと電気の流れを管理する経験と相まって、将来に向けて効率的で信頼性が高く、安全で費用対効果の高いゼロエミッション ソリューションの開発に役立ちます。
出典: https://www.greenbiz.com/article/decarbonizing-heavy-duty-transportation-hydrogen-answer
