在2010年代,以電動(dòng)汽車為動(dòng)力的電動(dòng)汽車在埃隆·馬斯克(Elon Musk)的特斯拉(Tesla)的引領(lǐng)下成為主流,隨著這一趨勢(shì)的發(fā)展,未來(lái)十年將有跡象表明氫在運(yùn)輸中具有商業(yè)可行性,特別是對(duì)于火車和長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)戎匦蛙囕v而言。半成品需要比數(shù)噸電池組更靈活的動(dòng)力總成。
美國(guó)的第一個(gè)零排放“ hydrail”項(xiàng)目將在加利福尼亞南部,圣貝納迪諾縣交通運(yùn)輸局計(jì)劃在2024年開始運(yùn)營(yíng)瑞士供應(yīng)商Stadler提供的FLIRT H2列車。根據(jù)SBCTA的說(shuō)法,第一列火車將在圣貝納迪諾和雷德蘭茲之間的9英里通勤鐵路線上行駛,兩輛車和一個(gè)裝有燃料電池和氫罐的屋頂動(dòng)力裝置,合同價(jià)值2350萬(wàn)美元,再購(gòu)買四列火車。
法國(guó)工業(yè)集團(tuán)阿爾斯通(Alstom)已經(jīng)在通勤鐵路線上運(yùn)行了氫動(dòng)力的Coradia iLint火車,德國(guó)的火車更像法國(guó)斯塔德勒(Stadler)一樣飛往法國(guó)和英國(guó),它希望在北美,特別是在區(qū)域客運(yùn)線路上替代柴油車型。中國(guó)見(jiàn)證了首輛燃料電池電車于2015年投入運(yùn)營(yíng),政府支持的官員也越來(lái)越多地推廣氫氣。
這是隨著新興卡車制造商尼古拉汽車(Nikola Motor)籌集資金并建立合作伙伴關(guān)系以開始從2021年開始提供燃料電池半燃料電池而發(fā)生的,現(xiàn)代正推進(jìn)一項(xiàng)數(shù)十億美元的計(jì)劃,將氫能汽車,卡車和輪船商業(yè)化,而豐田則建立了一支燃料車隊(duì)在龐大的洛杉磯港運(yùn)營(yíng)的電池卡車。
電動(dòng)汽車之所以可行,是因?yàn)椤半S著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,電池成本下降了,燃料電池和可再生氫也有可能下降,”加州大學(xué)戴維斯分校的交通研究員,美國(guó)國(guó)家航空資源委員會(huì)成員丹·斯珀林說(shuō)。制定了美國(guó)最嚴(yán)格的廢氣污染法規(guī)。
“零排放車輛的壓力和需求的增加可能是氫燃料電池革命的動(dòng)力。美國(guó)會(huì)領(lǐng)導(dǎo)還是跟隨?”
電動(dòng)汽車(包括電池和氫動(dòng)力)的激增以及清潔能源市場(chǎng)的增長(zhǎng)與當(dāng)前的美國(guó)聯(lián)邦政策形成鮮明對(duì)比。在唐納德·特朗普總統(tǒng)(Donald Trump)的領(lǐng)導(dǎo)下,由于政府倡導(dǎo)家庭鉆探,采礦和壓裂,燃料經(jīng)濟(jì)法規(guī)放寬了,空氣和水污染的環(huán)境準(zhǔn)則也放寬了。然而,由于全球廣泛關(guān)注由碳排放推動(dòng)的氣候變化的成本和危險(xiǎn),數(shù)十億美元繼續(xù)用于建立消費(fèi)者和商業(yè)市場(chǎng),以提供更清潔,更可持續(xù)的替代品。
電動(dòng)火車很常見(jiàn),但傳統(tǒng)上需要昂貴的懸鏈電力線或電氣化軌道才能運(yùn)行。相比之下,在車輛上產(chǎn)生電能的燃料電池系統(tǒng)可使火車在現(xiàn)有軌道上行駛,而無(wú)需額外投資。阿爾斯通估計(jì),美國(guó)90%的鐵路網(wǎng)沒(méi)有電氣化,這意味著其下一代車輛具有巨大的潛力。這使得加利福尼亞州成為了自然的早期市場(chǎng),加利福尼亞州致力于減少有害的柴油廢氣和碳排放。
氫能技術(shù)已經(jīng)存在數(shù)十年了,用于過(guò)去的NASA航天器中,但是昂貴的材料(包括有助于發(fā)電的燃料電池膜中的貴金屬和碳纖維燃料箱)以及長(zhǎng)期的耐久性問(wèn)題限制了其在運(yùn)輸中的吸引力。而且,天然氣制氫的工業(yè)生產(chǎn)以及副產(chǎn)物碳的排放削弱了其作為綠色燃料的吸引力。但是在過(guò)去的十年中,積極的研發(fā)已經(jīng)在成本上減少了,合成替代品替代了燃料電池中的鉑等金屬,而在極端高溫和低溫下的耐久性和性能仍在不斷提高。同時(shí),
根據(jù)行業(yè)研究員Wood MacKenzie的估計(jì),從2000年到2019年底,全球僅安裝了252兆瓦的綠色氫發(fā)電。這勢(shì)必會(huì)急劇改變。它在最近的一份報(bào)告中表示:“到2025年,將在全球范圍內(nèi)再部署3,205 MW專門用于生產(chǎn)綠色氫氣的電解槽,增加量為1,272%!
在南加州獲得廉價(jià)太陽(yáng)能是尼古拉氫卡車計(jì)劃的關(guān)鍵。這家位于鳳凰城的初創(chuàng)公司與Nel合作,打算從啤酒制造商Anheuser-Busch開始,建立并運(yùn)營(yíng)一個(gè)與高速公路相鄰的加氫站的網(wǎng)絡(luò),這些加氫站也接近其最初的客戶。在企業(yè)家特雷弗·米爾頓(Trevor Milton)的帶領(lǐng)下,尼古拉計(jì)劃明年制造25輛卡車,到2021年制造400輛卡車。如果一切順利,到2022年,該公司將在每個(gè)加油站每天利用可再生電力生產(chǎn)8噸綠色氫,足以容納250輛卡車。運(yùn)行。
據(jù)美國(guó)能源部研究人員稱,盡管近期的項(xiàng)目(如雷德蘭茲通勤線和使用阿爾斯通模型的歐洲區(qū)域客運(yùn)列車)是可行的,但氫還沒(méi)有準(zhǔn)備好進(jìn)入更重的貨運(yùn)鐵路這一更大的市場(chǎng)。
能源部最近的一份報(bào)告說(shuō):“用于長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)呢涍\(yùn)機(jī)車在技術(shù)上最具挑戰(zhàn)性,但具有最高的社會(huì)價(jià)值,因?yàn)橛脷淙剂现脫Q柴油體積將顯著增加規(guī)模經(jīng)濟(jì)并降低燃料成本,” 和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的聯(lián)邦鐵路管理局。
“推動(dòng)技術(shù)向前發(fā)展的未來(lái)關(guān)鍵發(fā)展包括:更高效率的燃料電池系統(tǒng),更低的預(yù)計(jì)成本和模塊化優(yōu)勢(shì),使用先進(jìn)材料的更高耐用性的膜電極組件,更嚴(yán)格的系統(tǒng)控制和優(yōu)化的運(yùn)行條件,以及將氫氣輸送至機(jī)車以具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本!