이 글은 협찬을 받아 작성되었습니다 이튼.
운송 부문은 계속해서 온실가스를 가장 많이 배출하는 부문이기 때문에 전기화에 대한 관심이 더욱 뜨거워지고 있습니다.
전기차 판매 증가폭이 컸다. 168년 대비 2021년 상반기 2020% 상승 — 정부 명령 및 배출 기준으로 인해 중국과 유럽에서 특히 높은 판매가 이루어지고 있습니다. 추가적으로, 12개 이상의 국가 향후 20년 동안 배기가스 제로 차량 목표 또는 내연기관 차량의 단계적 폐지를 발표했습니다.
이번주 COP26에서, 운송 부문의 탈탄소화가 주요 초점이었습니다. 그러나 세계가 전기 자동차 기술의 발전을 향해 순조롭게 나아가고 있는 동안, 탈탄소화 노력 중 아직 해결해야 할 핵심 요소가 하나 남아 있습니다. 바로 대형 차량입니다.
장시간, 한 번에 수백 마일을 주행하는 것으로 알려진 장거리 트럭과 건설 차량은 교통 배출량의 20% 이상. 그리고 이러한 차량의 탈탄소화 경로는 작업을 수행하는 데 필요한 많은 양의 전기 에너지로 인해 훨씬 더 험난합니다. 개인용 전기 자동차를 운행하려면 충전소에서 자동차 배터리에 전원을 공급하는 것만으로도 충분하지만, 대형 차량의 경우 해당 에너지의 50배 이상을 저장하려면 엄청난 배터리와 몇 시간의 충전 시간이 필요합니다.
최신 내용이라도 초고속 충전 기술, 전기 대형 차량은 충전 시간 100분당 단 XNUMX~XNUMX마일의 주행 거리를 확보하게 됩니다. 이를 관점에서 보면, 디젤 연료로 급유하면 분당 최대 XNUMX마일이 추가됩니다. 간단히 말해서, 전기화만으로는 탈탄소화에 대한 답이 될 수 없습니다. 그러나 약속이 있는 곳은 수소입니다.
수소연료전지의 약속과 도전
한 실행 가능한 솔루션 오늘날 대형 장거리 차량의 탈탄소화는 녹색 수소를 통해서입니다. 운송 산업은 경량 차량용 수소 솔루션을 성공적으로 사용했지만, 단순히 대형 차량용 기술을 확장하는 것은 그리 간단하지 않습니다.
무거운 응용 분야에 맞게 연료 전지를 확장하면 수명, 효율성 및 비용 측면에서 새롭고 매우 다른 요구 사항이 설정됩니다. 그러나 Eaton은 각 영역에서 흥미로운 솔루션을 제공하고 있습니다.
1. 적절한 공기 흐름 확보
연료전지는 수소와 산소를 물로 결합시켜 전기를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 그러나 연료 전지로의 정확한 산소 흐름은 전기 생산을 제어하는 데 매우 중요하며 큰 과제가 될 수 있습니다.
이것이 바로 Eaton이 등장하는 이유입니다. Eaton은 20년 이상 전기 구동 공기 펌프를 통해 공기 컨트롤러 기술의 선두에 서 있었습니다. 전문성으로 인해 Eaton은 미국 에너지부와 협력 이 분야에서 계속해서 발전해나가는 것입니다.
공기 펌프는 연료 전지 내부에서 가장 큰 전기를 소비하는 장치로, 전기 생산량의 약 15~20%가 펌프에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 이것이 바로 Eaton이 공기 조절 장치가 사용하는 전기량을 절반으로 줄이기 위해 노력하고 있는 이유입니다.
성능 저하 없이 이러한 수준의 효율성을 달성하는 동시에 내구성을 높이고 허용 가능한 비용을 유지하는 것이 에너지부의 핵심 부분입니다.수소 Earthshot” 대형 장거리 트럭 요구 사항에 맞게 연료 전지를 조정하는 프로그램입니다.
2. 정밀한 수소 제어
공기 흐름을 제어하는 것 외에도 Eaton은 연료 전지의 수소 공급 측면도 조사하고 있습니다. 전통적인 수소 공급 시스템은 성능과 효율성을 위해 비용과 내구성을 절충합니다. 수소 회로에 혁신을 도입한 Eaton의 접근 방식은 연료 전지로 들어가는 흐름을 효율적이고 정확하게 제어하고 초과분을 재순환시킬 수 있습니다.
정밀성을 통해 우리는 수소 낭비를 방지하고 전반적인 효율성을 더욱 향상시킵니다. 이러한 솔루션은 대형 도로용 차량과 관련이 있을 뿐만 아니라 항공기 추진 장치의 탈탄소화 발전으로 이어질 수도 있습니다.
3. 전력관리
대부분의 경량 수소 차량은 소형 연료전지를 사용하여 전기 모터를 구동하는 대형 배터리를 충전합니다. 자동차의 평균 전력 소비량이 상대적으로 낮고 짧은 시간 동안만 높은 전력만 필요하기 때문에 이 개념은 잘 작동합니다. 연료전지가 모터와 직접 상호작용하지 않기 때문에 전기 시스템도 간단하다.
그러나 이 개념을 대형 트럭으로 확장하면 EV 자동차 배터리의 약 5배에 달하는 매우 큰 배터리가 생성됩니다. 트럭의 경우 이상적인 솔루션은 모든 출력 수준에서 효율적으로 작동하고 브레이크 에너지를 시동하고 저장하는 데에만 훨씬 작은 배터리를 사용하는 연료 전지입니다.
그러나 이는 새로운 과제를 제시합니다. 전기 시스템은 세 가지 소스, 즉 연료 전지; 배터리; 그리고 전기 모터. 이는 유사한 환경에서 전력을 관리하는 광범위한 마이크로그리드 경험을 보유한 Eaton의 잘 알려진 공간입니다. 그리고 Eaton은 이러한 노하우를 수소 차량 애플리케이션에 다시 적용하여 궁극적으로 배터리의 필요성을 줄이고 있습니다.
Easton은 연료 전지 발전, 더 작은 배터리 및 전기 파워트레인을 조작하여 대형 차량의 배터리 크기를 3~5배 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다. 이는 차량의 초기 비용을 줄일 뿐만 아니라 무게도 줄여 연료 전지 트럭의 화물 용량을 향상시킵니다.
모든 각도에서의 탈탄소화
그린 수소가 순 제로 미래에서 중요한 역할을 할 것이라는 점은 분명합니다. 탄소 배출이 전혀 없으며 재생 가능한 자원으로 생산될 수 있습니다. 여전히 극복해야 할 과제가 남아 있지만 Eaton은 그 길을 닦는 데 도움을 주고 있습니다. 이러한 과제는 회사의 최적 지점인 전기 및 기계 전력의 융합에 바로 들어맞습니다.
이 분야에서 Eaton의 작업은 삶의 질과 환경을 개선하려는 회사의 사명과 야심찬 과학 기반의 목표와도 일치합니다. 2030년 지속가능성 목표. 이튼은 3년까지 IT 기술과 가치 사슬 전체에서 발생하는 Scope 15 탄소 배출량을 2030% 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 그리고 같은 기간에 지속 가능한 솔루션을 위한 연구 개발에 3억 달러를 지출할 예정입니다.
차량 및 파워트레인 제어에 대한 Eaton의 전문 지식과 가스 및 전기 흐름 관리 경험이 결합되어 미래를 위한 효율적이고 신뢰할 수 있으며 안전하고 비용 효과적인 배출가스 제로 솔루션을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.
출처: https://www.greenbiz.com/article/decarbonizing-heavy-duty-transportation-hydrogen-answer
