MemahamiStesen Pengisian Bahan Api HidrogenPanduan Komprehensif

Bahan api hidrogen telah menjadi pengganti yang boleh diterima tatkala dunia beralih kepada sumber kuasa yang lebih bersih. Artikel ini membincangkan tentang stesen pengisian bahan api hidrogen, cabaran yang dihadapinya, dan kemungkinan kegunaannya untuk pengangkutan.

Apakah Stesen Pengisian Bahan Api Hidrogen?

Sel bahan api untuk kereta elektrik boleh menerima bahan api hidrogen dari tapak tertentu yang dipanggil stesen pengisian bahan api hidrogen (HRS). Walaupun ia dibuat untuk mengendalikan hidrogen, sejenis gas yang memerlukan langkah berjaga-jaga keselamatan khusus dan jentera khas, stesen-stesen ini secara estetiknya serupa dengan stesen minyak biasa.

Sistem pembuatan atau penghantaran hidrogen,tangki penyejukan dan penyimpanan, dandispenseradalah tiga bahagian utama stesen pengisian bahan api hidrogen. Hidrogen boleh dihantar ke kemudahan melalui paip atau treler tiub, atau ia boleh dihasilkan di tapak menggunakan pembentukan semula metana dengan stim atauelektrolisis untuk menghasilkannya.

Komponen Utama Stesen Pengisian Bahan Api Hidrogen:

Peralatan untuk mengeluarkan atau mengangkut hidrogen ke kapal

unit pemampatan untuk meningkatkan tekanan tangki hidrogen yang menyimpan hidrogen bertekanan sangat tinggi

 

Dispenser dengan muncung FCEV khas

Fungsi keselamatan seperti mencari kebocoran dan menutup dalam kecemasan

Apakah Masalah Terbesar dengan Bahan Api Hidrogen?

Peralatan untuk mengeluarkan atau mengangkut hidrogen ke vesel yang memampatkan unit untuk meningkatkan tekanan tangki hidrogen yang menyimpan hidrogen bertekanan sangat tinggidispenser dengan muncung FCEV khas fungsi keselamatan seperti mencari kebocoran dan menutup dalam kecemasan.Kos pengeluaran dan kecekapan tenaga merupakan isu utama yang dihadapi oleh bahan api hidrogen. Pada masa kini, pembaharuan metana stim—yang menggunakan gas asli dan menghasilkan pelepasan karbon—digunakan untuk menghasilkan sebahagian besar hidrogen. Walaupun "hidrogen hijau" yang dihasilkan melalui elektrolisis dengan tenaga boleh diperbaharui adalah lebih bersih, kosnya masih jauh lebih tinggi.

Ini adalah cabaran yang lebih penting: Pengangkutan dan Penyimpanan: Oleh kerana hidrogen mempunyai sedikit tenaga untuk isipadunya, ia hanya boleh dipadatkan atau disejukkan pada tekanan atmosfera yang tinggi, menyebabkan kerumitan dan kos.

Penambahbaikan Kemudahan: ia memerlukan banyak sumber untuk membina sebilangan besar stesen pengisian bahan api.

Kehilangan Kuasa: Disebabkan oleh kehilangan tenaga semasa pengeluaran, pengurangan dan pertukaran, sel bahan api yang diperbuat daripada hidrogen mempunyai prestasi "dari telaga ke roda" yang berkurangan berbanding kereta elektrik yang dilengkapi dengan bateri.

Walaupun terdapat kesukaran ini, sokongan kerajaan dan penyelidikan berterusan sedang memacu perkembangan teknologi yang boleh meningkatkan kemungkinan ekonomi hidrogen.

Adakah Bahan Api Hidrogen Lebih Baik daripada Elektrik?

Pilihan antara kereta elektrik bateri (BEV) dan kereta yang dikuasakan oleh sel bahan api hidrogen adalah sukar kerana, berdasarkan masalah penggunaan, setiap jenis teknologi menawarkan kelebihan tertentu.

Faktor	Kenderaan Sel Bahan Api Hidrogen	Kenderaan Elektrik Bateri
Masa Pengisian Bahan Api	3-5 minit (sama seperti petrol)	30 minit hingga beberapa jam
Julat	300-400 batu setiap tangki	200-300 batu setiap cas
Infrastruktur	Stesen pengisian bahan api terhad	Rangkaian pengecasan yang luas
Kecekapan Tenaga	Kecekapan telaga ke roda yang lebih rendah	Kecekapan tenaga yang lebih tinggi
Aplikasi	Pengangkutan jarak jauh, kenderaan berat	Perjalanan ulang-alik bandar, kenderaan ringan

Kereta elektrik dengan bateri lebih berguna untuk pengangkutan dan penggunaan harian di bandar-bandar, manakala kereta berkuasa hidrogen berfungsi dengan baik untuk aplikasi yang memerlukan jarak jauh dan pengisian bahan api yang cepat, seperti bas dan trak.

Berapa Banyak Stesen Pengisian Bahan Api Hidrogen yang Terdapat di Dunia?

Lebih daripada 1,000 stesen pengisian bahan api hidrogen telah beroperasi di seluruh dunia sehingga 2026, dan pertumbuhan besar akan dirancang pada tahun-tahun berikutnya. Terdapat beberapa bidang tertentu di manastesen pengisian bahan api hidrogenialahdipindahkan:

Dengan lebih daripada five ratusanstesen, Asia mengambil alih pasaran, terutamanya yang terdiri daripada negara-negara Korea Selatan (lebih daripada 100 stesen) dan Jepun (lebih daripada 160 stesen). Chinapasaranberkembang pesat kerana kerajaan mempunyai objektif yang bercita-cita tinggi.

Dengan hampir 100 stesen, Jerman mendahului Eropah, dengan kira-kira dua ratus stesen. Menjelang 2030, Kesatuan Eropah merancang untuk meningkatkan bilangan stesen kepada ribuan stesen.

Lebih daripada 80 stesen mempunyai cawangan di Amerika Utara, terutamanya dari California, dengan beberapa lagi di Kanada dan wilayah timur laut Amerika Syarikat.

Dengan unjuran yang menunjukkan bahawa mungkin terdapat lebih daripada 5,000 stesen di seluruh dunia menjelang 2030, negeri-negeri di merata tempat telah merangka dasar yang direka untuk menggalakkan pembinaan stesen hidrogen.

Mengapa Bahan Api Hidrogen Lebih Baik daripada Petrol?

Berbanding dengan bahan api tradisional yang diperbuat daripada minyak, bahan api hidrogen mempunyai banyak kelebihan yang berbeza:

Pencemaran Udara Sifar: sel bahan api berkuasa hidrogen mengelakkan pelepasan ekzos berbahaya yang mencetuskan pencemaran udara dan pemanasan suhu dengan menghasilkan hanya wap air sebagai kesan sampingan.

Permintaan Tenaga Hijau: Kitaran tenaga bersih boleh diwujudkan dengan menghasilkan hidrogen menggunakan sumber semula jadi seperti cahaya matahari dan tenaga angin.

Keselamatan Tenaga: pembuatan hidrogen negara daripada beberapa sumber mengurangkan pergantungan kepada petroleum asing.

Kecekapan yang Lebih Tinggi: Berbanding dengan kenderaan yang dikuasakan oleh enjin yang menggunakan petrol, kenderaan sel bahan api adalah kira-kira dua hingga tiga kali lebih cekap.

Operasi Senyap: Oleh kerana kereta hidrogen berjalan dengan cekap, ia dapat mengurangkan pencemaran bunyi di bandar-bandar.

Manfaat hijau hidrogen menjadikannya pilihan yang menarik untuk menggantikan bahan api dalam peralihan kepada pengangkutan yang lebih bersih, namun isu pembuatan dan pengangkutan masih berlaku.

Berapa Lama Masa Diperlukan untuk Membina Stesen Pengisian Bahan Api Hidrogen?

Garis masa pembinaan stesen pengisian bahan api hidrogen sangat bergantung kepada beberapa faktor seperti dimensi stesen, tempat operasi, peraturan permit dan sama ada hidrogen disediakan atau dikeluarkan di tapak.

Bagi stesen yang lebih sedikit dengan komponen pasang siap dan reka bentuk yang dikurangkan, jadual biasa adalah dalam tempoh enam dan dua belas bulan.

Bagi stesen yang lebih besar dan lebih rumit dengan kemudahan pembuatan di tapak, ia mengambil masa 12 hingga 24 bulan.

Faktor-faktor berikut adalah faktor penting yang mempengaruhi masa pembinaan: memilih tapak dan merancang

Kelulusan dan permit yang diperlukan

Mencari dan menyediakan peralatan

Membina dan menyediakan

Penetapan dan penilaian keselamatan

Penggunaan loji janakuasa hidrogen kini lebih berkesan hasil daripada kemajuan baharu dalam reka bentuk stesen modular yang mempunyai garis masa reka bentuk yang dimampatkan.

Berapakah Elektrik daripada 1 kg Hidrogen?

Prestasi sistem sel bahan api bergantung pada kuantiti elektrik yang boleh dijana menggunakan satu kilogram hidrogen. Dalam aplikasi harian:

Satu kilogram hidrogen boleh menggerakkan kenderaan berkuasa sel bahan api biasa sejauh kira-kira 60–70 batu.

Satu kilogram hidrogen mempunyai hampir 33.6 kWh tenaga.

Satu kilogram hidrogen boleh menjana kira-kira 15–20 kWh elektrik yang boleh digunakan selepas kebolehpercayaan sel bahan api (biasanya 40–60%) diambil kira.

Untuk meletakkan ini dalam konteks, sebuah isi rumah Amerika yang biasa menggunakan hampir tiga puluh kWh elektrik setiap hari, yang menunjukkan bahawa, jika ditukar dengan jayanya, 2 kg hidrogen mungkin dapat mengendalikan sebuah kediaman selama sehari.

Kecekapan Penukaran Tenaga:

Kenderaan yang dikuasakan oleh sel bahan api hidrogen secara amnya mempunyai keberkesanan "baik untuk roda" antara 25–35%, manakala kereta elektrik bateri biasanya mempunyai prestasi 70–90%. Kehilangan tenaga dalam pembuatan hidrogen, penyahmampatan, pengangkutan dan penukaran sel bahan api adalah punca utama perbezaan ini.