الهيدروجين في الخزان

الهيدروجين في الخزان

auto.at:السيد جيرينجر، أنت رئيس الجمعية النمساوية لتكنولوجيا السيارات ÖVK ومنظم ندوة فيينا الدولية للسيارات التي تعقد سنويًا في فيينا هوفبورج. ما هي المواضيع المطروحة في البرنامج هذا الربيع؟

برنهارد جيرينجر: أحد التركيزات هذا العام هو القيادة المحايدة للمناخ، بما في ذلك خلايا الوقود والمحركات الهيدروجينية بالإضافة إلى المحركات الكهربائية النقية والحلول الهجين المختلفة. وينصب التركيز أيضًا على مصادر الطاقة اللازمة للتنقل وطريق صناعة السيارات نحو المركبات ذاتية القيادة. في هذه المناقشة المثيرة، تمكنا من الفوز بشركة التكنولوجيا الفائقة الفيينية TTTech كشريك، والتي هي في طليعة تطوير وظائف القيادة الذاتية من خلال مبادرتها "The Autonomous".

تريد الحكومة الفيدرالية النمساوية تعزيز إنتاج الهيدروجين المحايد للمناخ كجزء من استراتيجيتها للهيدروجين. فهل سنتزود بالوقود قريباً بالهيدروجين بدلاً من البنزين أو الديزل؟

وتتناول بعض المحاضرات في ندوة المحرك محرك الهيدروجين، حيث يتم حرق الهيدروجين بطريقة مشابهة لمحرك الغاز الطبيعي أو الغاز السائل. وهذا في الواقع بديل مثير للاهتمام للوقود الأحفوري، خاصة إذا تم إنتاج الهيدروجين باستخدام الكهرباء من مصادر متجددة. لقد نجح مطورو المحرك الآن في رفع محرك الهيدروجين إلى نفس مستوى أداء محرك البنزين من خلال الشحن القوي. الميزة الاقتصادية الكبيرة لحل القيادة هذا هي أن محركات الاحتراق الحالية تحتاج فقط إلى التكيف بشكل معتدل. يظل صندوق التروس أيضًا كما هو، ويجب استبدال الخزان فقط بخزان ضغط الغاز.

قدمت شركة BMW محرك احتراق الهيدروجين في عام 2005 مع طراز Hydrogen 7. لماذا لم يسود هذا في ذلك الوقت؟

أنتجت سيارة BMW Hydrogen 7 قوة 260 حصانًا فقط وعزم دوران يبلغ 390 نيوتن متر. وبالمقارنة، فإن سيارة 760i المزودة بمحرك بنزين تتمتع بقوة مذهلة تبلغ 445 حصانًا و600 نيوتن متر من عزم الدوران. لكن التطوير لم يتوقف، وأصبحت محركات احتراق الهيدروجين اليوم أكثر كفاءة من محركات البنزين، حيث تصل كفاءتها إلى 43 بالمائة. بالإضافة إلى ذلك، يتم الآن تخزين الغاز في خزانات الضغط لفترة طويلة دون خسارة، بينما تم تبريده قبل 18 عامًا إلى درجة حرارة 253 درجة مئوية تحت الصفر وتسييله. وعلى الرغم من أن الخزانات كانت معزولة جيدًا في ذلك الوقت، إلا أن الهيدروجين تبخر منها خلال أيام قليلة.

فهل التكنولوجيا جاهزة بالفعل للإنتاج المتسلسل اليوم؟

سيدخل محرك احتراق الهيدروجين إلى سلسلة الإنتاج في عام 2024 وهو بالتأكيد بديل قيادة مثير للاهتمام لشاحنات المسافات الطويلة والمركبات الخاصة. ومع ذلك، فإن الافتقار إلى البنية التحتية يمنع المزيد من الانتشار في قطاع سيارات الركاب. لا يوجد حاليًا سوى خمس محطات تعبئة الهيدروجين في النمسا والتي يجب تزويدها بالغاز عن طريق الشاحنات - وهذا ليس مثاليًا. يجب أن تكون هناك محطات وقود على مستوى البلاد يتم إمدادها عبر خطوط الأنابيب.

أليس استخدام الهيدروجين في خلية الوقود أكثر كفاءة بكثير منه في محرك الاحتراق الداخلي؟

تتمتع خلية الوقود مع محرك كهربائي بكفاءة أعلى في نطاق التحميل الجزئي، الذي يتم فيه تشغيل السيارة بشكل أساسي. في عملية التحميل الكامل، التي تعمل فيها الشاحنة بشكل أساسي، يكون محرك احتراق الهيدروجين في المقدمة. التحدي الآخر في تشغيل خلايا الوقود هو درجة النقاء العالية التي لا تقل عن 99.97 بالمائة والتي يجب أن يتمتع بها الهيدروجين حتى لا تشيخ خلية الوقود قبل الأوان. وتتطلب هذه التقنية أيضًا إدارة حرارية معقدة، حيث أنها أثناء التشغيل لا تقوم إلا بتبديد الحرارة المهدرة عبر مياه التبريد، وبالتالي تتطلب ضعف مساحة سطح الرادياتير الموجودة في محركات اليوم.

هل المحركات الهيدروجينية محايدة تمامًا للمناخ؟

فقط ما يسمى بالهيدروجين "الأخضر"، والذي يتم إنتاجه بالكهرباء من الخلايا الكهروضوئية أو طاقة الرياح أو الطاقة الكهرومائية، يكون محايدًا للمناخ عند استخدامه. إذا تم استخدام الكهرباء من محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم في الإنتاج، فإن هذا الهيدروجين "البني" أو "الأسود" ضار بالمناخ وغير مستدام. كما يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون المدمر للمناخ عندما يتم إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي باستخدام إعادة تشكيل البخار أو تقسيم الميثان، ويتم إنتاج النفايات المشعة عند إنتاجها باستخدام الطاقة النووية. كما هو الحال مع أي عملية احتراق، ينتج عن احتراق الهيدروجين في المحرك أيضًا أكاسيد النيتروجين، والتي يمكن تحييدها إلى حد كبير بواسطة المحول الحفاز SCR التقليدي كما هو الحال في محرك الديزل عن طريق إضافة AdBlue. باختصار، يمكن القول أن محرك الهيدروجين يتمتع بالتأكيد بمزاياه كتقنية جسرية - بشرط أن يتم تشغيله بالهيدروجين الأخضر.

لقد تخصص العديد من الموردين النمساويين لصناعة السيارات في مكونات محركات الاحتراق الداخلي. هل يمكن أن يمثل محرك احتراق الهيدروجين آفاقًا مستقبلية بالنسبة لهم؟

وفي الواقع، تعمل العديد من الشركات النمساوية بالفعل على تكنولوجيا الهيدروجين. في AVL List في غراتس، لا يتم تطوير شاحنات الهيدروجين فحسب، بل يتم أيضًا تطوير محرك سباق الهيدروجين. وتعمل Bosch أيضًا بشكل مكثف على حلول الهيدروجين، بدءًا من التحليل الكهربائي وحتى تطبيقات السيارات. هناك أيضًا فرص اقتصادية للموردين الصغار، لأن العديد من المكونات مطلوبة لدفع الهيدروجين، بما في ذلك أنظمة الخزانات، والأختام، وأجهزة الاستشعار، وأجهزة الإغلاق، وأنظمة التبريد، والمضخات، وتبديل الصمامات، وما إلى ذلك.