Ta članek sponzorira Eaton.
Ker je promet še vedno sektor z največjimi emisijami toplogrednih plinov, se poudarek na elektrifikaciji povečuje.
Rast prodaje električnih avtomobilov je bila precejšnja, v prvi polovici leta 168 v primerjavi z letom 2021 narasel za 2020 odstotkov — s posebno močno prodajo na Kitajskem in v Evropi zaradi vladnih nalog in emisijskih standardov. Poleg tega več kot ducat držav so napovedali cilje brezemisijskih vozil ali postopno opuščanje vozil z motorji z notranjim zgorevanjem v naslednjih dveh desetletjih.
Ta teden na COP26je bil glavni poudarek na razogljičenju prometnega sektorja. Toda medtem ko je svet na dobri poti k napredku v tehnologiji električnih vozil, je treba še rešiti en ključni del prizadevanj za razogljičenje: težka vozila.
Tovornjaki za dolge razdalje in gradbena vozila, ki so znani po dolgih urah vožnje in več sto kilometrov naenkrat, predstavljajo več kot 20 odstotkov emisij iz prometa. In pot do razogljičenja za ta vozila je veliko težja zaradi velike količine električne energije, ki je potrebna za opravljanje njihove naloge. Kadar napajanje avtomobilskega akumulatorja na polnilni postaji zadostuje za delovanje vašega osebnega električnega avtomobila, bi težka vozila potrebovala ogromne baterije in več ur polnjenja, da bi shranila več kot 50-krat toliko energije.
Tudi z najnovejšimi tehnologija ultra hitrega polnjenja, bi električno težko vozilo doseglo le dve do tri milje na minuto časa polnjenja. Če pogledamo to v perspektivo, polnjenje z dizelskim gorivom doda do 100 milj na minuto. Skratka, samo elektrifikacija ni rešitev za razogljičenje. Kjer pa se obeta, je vodik.
Obljube in izzivi vodikovih gorivnih celic
One izvedljiva rešitev razogljičenje težkih vozil na dolge razdalje je danes z zelenim vodikom. Transportna industrija je bila uspešna pri uporabi vodikovih rešitev za lahka tovorna vozila, vendar preprosto prilagajanje tehnologije za težka tovorna vozila ni tako preprosto.
Povečanje gorivnih celic za težke aplikacije postavlja nove in zelo drugačne zahteve glede življenjske dobe, učinkovitosti in stroškov. Eaton pa ponuja vznemirljive rešitve na vsakem področju:
1. Ustrezen pretok zraka
Gorivna celica je naprava za pretvorbo energije, ki proizvaja elektriko z združevanjem vodika in kisika v vodo. Natančen pretok kisika v gorivne celice pa je ključnega pomena, saj nadzira proizvodnjo električne energije - in je lahko velik izziv.
Tu nastopi Eaton. Eaton je že več kot 20 let v ospredju tehnologije zračnih krmilnikov s svojimi električno gnanimi zračnimi črpalkami. Eaton je zaradi svojega strokovnega znanja sodeluje z ministrstvom za energijo ZDA da še naprej napredujemo v tem prostoru.
Zračna črpalka je največji porabnik električne energije v gorivni celici, saj se približno 15-20 odstotkov električne energije porabi za napajanje črpalke. Zato si Eaton prizadeva za polovico zmanjšati količino električne energije, ki jo porabi krmilnik zraka.
Doseganje te ravni učinkovitosti brez žrtvovanja zmogljivosti, ob hkratnem povečanju vzdržljivosti in ohranjanju sprejemljivih stroškov, je ključni del Ministrstva za energijo “Vodikov posnetek zemlje” program za prilagoditev gorivnih celic za potrebe težkih tovornjakov na dolge razdalje.
2. Natančen nadzor vodika
Poleg nadzora pretoka zraka Eaton pregleduje tudi stran za dovod vodika v gorivne celice. Tradicionalni sistemi za oskrbo z vodikom nadomestijo stroške in vzdržljivost za zmogljivost in učinkovitost. Z uvedbo inovacije v krogotoku vodika je Eatonov pristop sposoben učinkovito in natančno nadzorovati pretok, ki vstopa v gorivno celico, in recirkulacijo presežka.
Z natančnostjo se izognemo izgubi vodika in tako dodatno izboljšamo splošno učinkovitost. Te rešitve niso pomembne samo za težka cestna vozila, ampak lahko vodijo tudi k napredku pri razogljičenju pogona letal.
3. Upravljanje električne energije
Večina lahkih vozil na vodik uporablja majhno gorivno celico za polnjenje velike baterije, ki nato poganja električni motor. Ta koncept dobro deluje, ker imajo avtomobili razmeroma nizko povprečno porabo moči in visoko moč potrebujejo le kratek čas. Električni sistem je tudi preprost, ker gorivna celica ne vpliva neposredno na motor.
Toda razširitev tega koncepta na težka tovorna vozila bi povzročila izjemno velike baterije – približno petkrat večje od baterij električnih avtomobilov. Za tovornjake je idealna rešitev gorivna celica, ki deluje učinkovito pri vseh ravneh moči in uporablja veliko manjšo baterijo samo za zagon in shranjevanje zavorne energije.
Vendar pa to predstavlja nov izziv: električni sistem mora postati veliko bolj zapleten, saj mora mešati moč iz treh virov: gorivne celice; baterija; in električni motor. To je spet dobro znan prostor za Eaton, ki ima bogate izkušnje z mikromrežami pri upravljanju električne energije v podobnih okoljih. In Eaton ponovno uporablja to znanje in izkušnje pri aplikacijah vozil na vodik, da bi na koncu zmanjšal potrebo po baterijah.
Z manipulacijo proizvodnje električne energije z gorivnimi celicami, manjšo baterijo in električnim pogonskim sklopom želi Easton zmanjšati velikost baterije v težkih vozilih za faktor tri do pet. To ne zmanjša samo začetnih stroškov vozila, temveč tudi njegovo težo, s čimer se izboljša tovorna zmogljivost tovornjaka na gorivne celice.
Razogljičenje z vseh zornih kotov
Jasno je, da bo zeleni vodik igral ključno vlogo v prihodnosti z ničelnim neto. Ne sprošča emisij ogljika in se lahko proizvaja iz obnovljivih virov. In čeprav je še vedno treba premagati izzive, Eaton pomaga utirati pot. Ti izzivi spadajo naravnost v sladko točko podjetja: konvergenca električne in mehanske moči.
Eatonovo delo v tem prostoru je tudi v skladu s poslanstvom podjetja – izboljšati kakovost življenja in okolja – ter z njegovim ambicioznim, znanstveno utemeljenim Trajnostni cilji do leta 2030. Eaton se je zavezal, da bo do leta 3 zmanjšal svoje emisije ogljika Scope 15 iz IT tehnologij in v celotni vrednostni verigi za 2030 odstotkov. In da bo v istem časovnem okviru porabil 3 milijarde dolarjev za raziskave in razvoj za trajnostne rešitve.
Eatonovo strokovno znanje in izkušnje na področju krmiljenja vozil in pogonskega sklopa bodo v kombinaciji z njegovimi izkušnjami pri upravljanju plinskih in električnih tokov pomagali razviti učinkovite, zanesljive, varne in stroškovno učinkovite rešitve brez emisij za prihodnost.
Vir: https://www.greenbiz.com/article/decarbonizing-heavy-duty-transportation-hydrogen-answer
