Ūdeņradis tvertnē

Ūdeņradis tvertnē

automotive.at:Geringera kungs, jūs esat Austrijas Motorizēto transportlīdzekļu tehnoloģiju asociācijas ÖVK priekšsēdētājs un starptautiskā Vīnes Motoru simpozija, kas katru gadu notiek Vīnes Hofburgā, organizators. Kādas tēmas ir šopavasar programmā?

Bernhards Geringers: Viens no akcentiem šogad ir klimatneitrāla piedziņa, tostarp degvielas elementi un ūdeņraža dzinēji, kā arī, protams, tīri elektriskā piedziņa un dažādi hibrīda risinājumi. Uzmanības centrā ir arī mobilitātes enerģijas avoti un autobūves nozares ceļš uz autonomiem transportlīdzekļiem. Šai aizraujošajai diskusijai par partneri varējām uzvarēt Vīnes augsto tehnoloģiju uzņēmumu TTTech, kas ar savu iniciatīvu “The Autonomous” ir autonomas braukšanas funkciju attīstības priekšgalā.

Austrijas federālā valdība savas ūdeņraža stratēģijas ietvaros vēlas veicināt klimatneitrāla ūdeņraža ražošanu. Tātad drīzumā benzīna vai dīzeļdegvielas vietā uzpildīsim ūdeņradi?

Dažās lekcijās dzinēju simpozijā tiek runāts par ūdeņraža dzinēju, kurā ūdeņradis sadedzina līdzīgi kā dabasgāzes vai šķidrās gāzes dzinējā. Šī patiesībā ir interesanta alternatīva fosilajam kurināmajam, it īpaši, ja ūdeņradi ražo, izmantojot elektroenerģiju no atjaunojamiem avotiem. Dzinēju izstrādātājiem tagad ir izdevies panākt ūdeņraža dzinēja veiktspēju tādā pašā līmenī kā benzīna dzinējam, izmantojot jaudīgu uzlādi. Šī piedziņas risinājuma lielā ekonomiskā priekšrocība ir tā, ka esošie iekšdedzes dzinēji ir tikai mēreni jāpielāgo. Ātrumkārba arī paliek tā pati, tikai tvertne jānomaina pret gāzes spiediena tvertni.

BMW ieviesa ūdeņraža iekšdedzes dzinēju jau 2005. gadā ar Hydrogen 7 modeli. Kāpēc tas toreiz neņēma virsroku?

BMW Hydrogen 7 ražoja tikai 260 ZS, un tā griezes moments bija 390 Nm. Salīdzinājumam, 760i ar benzīna dzinēju bija iespaidīgi 445 ZS un 600 Nm griezes moments. Taču attīstība nav apstājusies, un mūsdienu ūdeņraža iekšdedzes dzinēji ir pat efektīvāki par benzīna dzinējiem, un to efektivitāte ir līdz 43 procentiem. Turklāt tagad gāze ilgstoši bez zudumiem tiek uzglabāta spiedtvertnēs, savukārt pirms 18 gadiem tā tika atdzesēta līdz mīnus 253 grādiem pēc Celsija un sašķidrināta. Lai gan tobrīd tvertnes bija labi izolētas, ūdeņradis no tām iztvaikoja dažu dienu laikā.

Tātad tehnoloģija jau šodien ir gatava sērijveida ražošanai?

Ūdeņraža iekšdedzes dzinējs sērijveidā nonāks 2024. gadā un noteikti ir interesanta piedziņas alternatīva tālsatiksmes kravas automašīnām un speciālajiem transportlīdzekļiem. Tomēr infrastruktūras trūkums neļauj tālāk izplatīties vieglo automobiļu sektorā. Pašlaik Austrijā ir tikai piecas ūdeņraža uzpildes stacijas, kurām gāze jāpiegādā ar kravas automašīnu – tas nav ideāli. Visā valstī vajadzētu būt degvielas uzpildes stacijām, kuras tiek piegādātas pa cauruļvadiem.

Vai ūdeņraža izmantošana degvielas šūnā nav ievērojami efektīvāka nekā iekšdedzes dzinējā?

Degvielas elementam kombinācijā ar elektromotoru faktiski ir augstāka efektivitāte daļējas slodzes diapazonā, kurā galvenokārt tiek darbināta automašīna. Pilnas slodzes režīmā, kurā galvenokārt darbojas kravas automašīna, ūdeņraža iekšdedzes dzinējs ir vadībā. Vēl viens izaicinājums kurināmā elementu darbībā ir augstā vismaz 99,97 procentu tīrības pakāpe, kam jābūt ūdeņradim, lai degvielas šūna priekšlaicīgi nenovecotu. Šī tehnoloģija prasa arī sarežģītu siltuma pārvaldību, jo darbības laikā tā tikai izkliedē siltuma pārpalikumu caur dzesēšanas ūdeni un tāpēc prasa divreiz lielāku radiatora virsmas laukumu nekā mūsdienu dzinējiem.

Vai ūdeņraža dzinēji patiešām ir pilnīgi klimatiski neitrāli?

Tikai tā sauktais “zaļais” ūdeņradis, kas tiek ražots ar elektrību no fotoelementiem, vēja vai hidroenerģijas, ir klimatneitrāls, ja to lieto. Ja ražošanai izmanto ogļu spēkstaciju elektroenerģiju, šis “brūnais” vai “melnais” ūdeņradis ir kaitīgs klimatam un nav ilgtspējīgs. Klimatam kaitīgs CO2 rodas arī tad, ja ūdeņradi ražo no dabasgāzes, izmantojot tvaika riformingu vai metāna šķelšanu, un radioaktīvos atkritumus ražo, izmantojot kodolenerģiju. Tāpat kā jebkurā sadegšanas procesā, ūdeņraža sadegšana dzinējā rada arī slāpekļa oksīdus, kurus lielā mērā var neitralizēt ar parasto SCR katalītisko neitralizatoru līdzīgi kā dīzeļdzinējā, pievienojot AdBlue. Rezumējot, var teikt, ka ūdeņraža dzinējam noteikti ir savas priekšrocības kā tilta tehnoloģijai – ar nosacījumu, ka to darbina zaļais ūdeņradis.

Daudzi Austrijas piegādātāji automobiļu rūpniecībai ir specializējušies iekšdedzes dzinēju komponentos. Vai ūdeņraža iekšdedzes dzinējs varētu būt jūsu nākotnes perspektīva?

Faktiski vairāki Austrijas uzņēmumi jau strādā pie ūdeņraža tehnoloģijas. AVL List Grācā tiek izstrādātas ne tikai ūdeņraža kravas automašīnas, bet arī ūdeņraža sacīkšu dzinējs. Bosch arī intensīvi strādā pie ūdeņraža risinājumiem, sākot no elektrolīzes līdz automobiļu lietojumiem. Ekonomiskas iespējas ir arī mazākiem piegādātājiem, jo ​​ūdeņraža piedziņai ir nepieciešamas daudzas sastāvdaļas, tostarp tvertņu sistēmas, blīves, sensori, slēgierīces, dzesēšanas sistēmas, sūkņi, pārslēgšanas vārsti utt.