Ba lợi ích tiềm tàng của việc vận chuyển bằng xe tải hydro và những gì sẽ cần để khai thác chúng

Ba lợi ích tiềm tàng của việc vận chuyển bằng xe tải hydro và những gì sẽ cần để khai thác chúng

    Ba lợi ích tiềm tàng của việc vận chuyển bằng xe tải hydro và những gì sẽ cần để khai thác chúng

    potential benefits hydrogen


    Ba lợi ích tiềm năng của vận tải đường bộ bằng hydro và những gì sẽ cần để khai thác chúng.

    80% nhu cầu năng lượng toàn cầu hiện được đáp ứng bằng nhiên liệu hóa thạch như xăng, dầu diesel, nhiên liệu máy bay, dầu hỏa và dầu hầm, bơm một lượng lớn carbon dioxide và các chất ô nhiễm có hại khác vào khí quyển.

    Điện khí hóa và xây dựng điện không phát thải sẽ đóng một vai trò quan trọng trong quá trình khử cacbon, nhưng một số ngành công nghiệp quan trọng rất khó điện khí hóa. Vận tải đường dài, hạng nặng là một trong số đó.

    Tại Hoa Kỳ, vận tải đường dài bằng xe tải hạng nặng chiếm gần một nửa lượng tiêu thụ nhiên liệu diesel thải ra carbon trên đường của quốc gia và khoảng 13% lượng khí thải nhà kính do giao thông vận tải của Hoa Kỳ. Thật không may, loại hình vận tải đường bộ này—như vận tải biển và hàng không—là trường hợp sử dụng cuối khi trọng lượng phương tiện và nhu cầu năng lượng có thể khiến việc khử cacbon chỉ bằng pin trên xe trở nên khó khăn.

    Nhiên liệu không carbon như hydro ít phát thải, không chứa carbon và không tạo ra carbon dioxide khi đốt cháy hoặc sử dụng trong pin nhiên liệu, có thể đóng một vai trò có giá trị trong quá trình khử carbon của các hệ thống khó điện khí hóa, miễn là hydro được sản xuất trong cách giảm thiểu phát thải khí nhà kính.

    Ví dụ: các cơ sở sản xuất tạo ra hydro bằng cách cải tạo khí tự nhiên cần phải được trang bị hệ thống thu giữ carbon và khí tự nhiên mà các cơ sở đó sử dụng phải được lấy từ các hệ thống đã thực hiện tất cả các bước có sẵn để giảm lượng khí thải mêtan.

    Chi phí cuối cùng của việc vận hành nền kinh tế hydro cũng sẽ rất quan trọng trong việc xác định tính hữu dụng của nó, và có những nỗ lực không ngừng để dự đoán toàn bộ các loại chi phí liên quan đến xe tải chạy bằng pin nhiên liệu hydro và so sánh những chi phí đó với chi phí của pin và nhiên liệu hóa thạch. -hệ thống hỗ trợ.

    Nghiên cứu cho đến nay cho thấy các kết quả rất khác nhau dựa trên các giả định liên quan đến các yếu tố thượng nguồn như sản xuất và vận chuyển nhiên liệu. Tuy nhiên, trong trường hợp vận tải đường dài, một báo cáo CATF mới, đầu tiên thuộc loại này so sánh hiệu suất hoạt động của xe tải chạy bằng hydro và chạy bằng pin, đồng thời xác định một số lợi thế đối với xe tải chạy bằng pin nhiên liệu hydro và cơ sở hạ tầng cung cấp nhiên liệu có thể giúp khử cacbon nhanh chóng và hiệu quả cho khu vực đó.

    1. Xe tải hydro hạng nặng dừng ít lần hơn và tốn ít thời gian hơn để tiếp nhiên liệu nói chung
    Đối với ngữ cảnh, báo cáo đã mô phỏng hiệu suất của xe tải và cơ sở hạ tầng chạy bằng pin điện (BEV) và pin nhiên liệu hydro (FCEV) như những phương án thay thế cho xe tải chạy bằng động cơ diesel trên tuyến đường dài phổ biến ở Hoa Kỳ. Người ta cũng giả định rằng năng lượng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho BEV và FCEV không có hoặc có lượng khí thải nhà kính liên quan rất thấp và tất cả các phương tiện đều có trọng lượng điển hình (xe tải Loại 8 nặng 80.000 lb) cho loại chuyến đi này.

    Một trong những lợi thế đầu tiên được ghi nhận trong so sánh này là FCEV cần thực hiện ít điểm dừng hơn BEV trong suốt hành trình.

    Do phạm vi hoạt động ngắn hơn nên xe tải BEV cần thực hiện tổng cộng 8 lần dừng, trong thời gian đó cần phải sạc một phần đáng kể pin (50 – 98%). Để so sánh, FCEV yêu cầu ba lần dừng, thông thường cần tiếp nhiên liệu cho 3/4 bình xăng và hệ thống truyền động diesel chỉ cần một lần dừng.

    Lợi thế thứ hai, và quan trọng hơn, là FCEV cần ít thời gian hơn để tiếp nhiên liệu trong suốt hành trình. Việc nạp nhiên liệu hoặc thời gian dừng này lâu hơn đáng kể đối với BEV vì mỗi lần dừng để nạp lại mất hàng giờ. Việc tính toán trạng thái sạc tại mỗi điểm dừng và tính tổng trên toàn bộ tuyến đường cho thấy BEV sạc trong 43 giờ 48 phút.

    Đây là thời điểm hàng hóa không được di chuyển, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến thời gian giao hàng và hoạt động chung của đội xe. Ngược lại, tổng thời gian nạp nhiên liệu cho FCEV là một giờ 24 phút, dài hơn khoảng một giờ so với hệ thống truyền động diesel.

    2. Xe tải hydro hạng nặng có thể có nhiều chỗ hơn cho hàng hóa
    Một lợi thế quan trọng khác của xe tải FCEV là nó có thể chở nhiều hàng hóa hơn. Điều này là do pin 1000 kWh mà BEV yêu cầu có thể gây ra tổn thất 4.000–20.000 pound trong sức chứa hàng hóa. Sức chứa hàng hóa bị mất có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động của đội xe và trong một số trường hợp có thể yêu cầu sử dụng thêm một xe tải BEV, so với chỉ một FCEV, để vận chuyển tất cả hàng hóa.

    Nói rõ hơn, xe tải FCEV cũng có pin, nhưng nó chỉ có công suất 20 kWh và được sử dụng cho các mục đích hạn chế (ví dụ: leo dốc, tăng tốc đột ngột, tận dụng phanh tái tạo). Bộ pin 20 kWh đó tăng thêm một số trọng lượng, nhưng chỉ làm giảm sức chứa hàng hóa vài trăm pound so với những gì có thể chở trên một chiếc xe tải chạy bằng dầu diesel.

    Các thiết kế FCEV khác nhau có thể chọn loại pin lớn hơn một chút, có khả năng lên tới 100 kWh, nhưng vì hydro đóng vai trò là nguồn năng lượng chính nên trọng lượng pin dự kiến sẽ không trở thành mối quan tâm lớn đối với FCEV.

    3. Cơ sở hạ tầng cung cấp nhiên liệu cho xe tải hydro hạng nặng  

    có thể dễ dàng hơn để xây dựng
    Báo cáo cũng so sánh nhu cầu của từng loại cơ sở hạ tầng sạc/tiếp nhiên liệu dọc theo cùng một tuyến đường bằng cách mô phỏng lưu lượng xe tải 24 giờ/ngày dọc theo cùng một tuyến đường, cho hai tình huống trong đó BEV hoặc FCEV chiếm 100% số lượng xe tải trên đường. .

    Nhìn chung, người ta nhận thấy rằng việc xây dựng cơ sở hạ tầng sạc cho BEV có thể sẽ yêu cầu số lượng lớn hơn hoặc các trạm lớn hơn nhiều để đáp ứng nhu cầu, chủ yếu là do BEV cần cấp điện lại thường xuyên hơn và thời gian dừng hoặc sạc lâu hơn.

    Cơ sở hạ tầng hydro cũng sẽ là một thách thức để xây dựng nhưng có lợi thế so sánh là có quy mô và số lượng trạm giống nhau hơn, cũng như hoạt động quen thuộc so với công nghệ tiếp nhiên liệu diesel, có khả năng tạo ra ít rào cản hơn đối với quá trình chuyển đổi.

    Có một tương lai cho xe tải hydro hạng nặng?
    Tóm lại, FCEV được cho là vượt trội so với BEV về số lần dừng cần thiết (ba so với tám), tổng thời gian tiếp nhiên liệu (1,4 giờ so với 43,8 giờ) và chỗ trống cho hàng hóa (chiếm trọng lượng của hệ thống truyền động ).

    Ngoài ra, trong khi việc xây dựng cơ sở hạ tầng sạc và tiếp nhiên liệu cho BEV và FCEV có thể gây ra thách thức không kém, các trạm FCEV sẽ có diện tích nhỏ hơn và có thể không cần nhiều như vậy, do phạm vi hoạt động của phương tiện FCEV và thời gian tiếp nhiên liệu nhanh.

    Vì vậy, điều đó có nghĩa là tương lai của đội xe tải hạng nặng, đường dài sẽ chứa đầy xe tải hydro? Không cần thiết. Vẫn còn một vài điều cần phải xảy ra trước khi thực hiện loại thay đổi đó.

    Chúng tôi cần tài trợ cho nghiên cứu và phát triển để đảm bảo xe tải hydro hoạt động hiệu quả bằng hoặc hiệu quả hơn xe tải diesel phát thải cao. Chúng tôi cũng cần nghiên cứu và phát triển thêm để đạt được thời gian nạp nhiên liệu bằng với động cơ diesel cũng như giảm trọng lượng bộ phận của hệ thống truyền động để giảm thiểu những hạn chế về sức chứa hàng hóa tiềm ẩn.
    Chúng ta cần hiểu rõ hơn việc chuyển đổi sẽ ảnh hưởng như thế nào đến lợi nhuận của các tài xế xe tải và công ty vận tải. Báo cáo này không đánh giá tổng chi phí sở hữu cho một trong hai hệ thống truyền động thay thế, một phân tích có khả năng làm nổi bật các rào cản chính khác, chẳng hạn như chi phí sản xuất, vận chuyển và phân phối hydro có thể ảnh hưởng xấu đến chi phí vận hành đội xe như thế nào.
    Chúng ta cần tiếp tục xây dựng nền kinh tế hydro phát thải thấp và nhận ra toàn bộ tiềm năng của nhiên liệu không carbon, bao gồm bằng cách:
    Phát triển cơ sở hạ tầng kết nối như đường ống hydro chuyên dụng để dự đoán nhu cầu thị trường ngày càng mở rộng nhằm tránh tắc nghẽn nguồn cung;
    Thương mại hóa việc sản xuất hydro dưới dạng nhiên liệu không carbon trên quy mô lớn, ở Hoa Kỳ thông qua các biện pháp như chương trình Trung tâm Hydrogen sạch Khu vực; Và
    Phát triển chuỗi cung ứng hydro giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ khí thải từ quá trình sản xuất.
    Xe tải điện chạy bằng pin có thể sẽ đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang phương tiện không phát thải, nhưng do sự không chắc chắn về cấu trúc công nghệ trong tương lai của ngành vận tải khử cacbon, việc tận dụng lợi thế của cả công nghệ BEV và FCEV hydro là một điều quan trọng chiến lược khử cacbon nhanh chóng và hiệu quả cho vận tải đường dài hạng nặng.

    Zalo
    Hotline