Erfüllung der Anforderungen von Wasserstofffahrzeugen und emissionsfreier Technologie auf der ACT Expo

Erfüllung der Anforderungen von Wasserstofffahrzeugen und emissionsfreier Technologie auf der ACT Expo

Shiv Shankar, Senior Global Market Manager

Emissionsreduzierung und Effizienz sind treibende Kräfte für Automobil-OEMs, und neue saubere Transporttrends und -technologien wurden auf der diesjährigen Advanced Clean Transportation (ACT) Expo in Kalifornien umfassend präsentiert.

Die Transportbranche entwickelt sich weiter und die ACT Expo hat sich in den letzten Jahren entsprechend verschoben. Heute konzentriert sich ein Großteil der Messe stark auf emissionsfreie und emissionsarme Fahrzeuge – Technologien, die viele als die Zukunft des Transportwesens ansehen.

Dies geschieht aus mehreren Gründen. Neue Akteure kommen in den Transport- und Mobilitätsbereich und stören typische Modelle sowohl der Technologie als auch des Geschäftsbetriebs. Neue Anreize sind auch auf den Märkten auf der ganzen Welt vorhanden, um neue Entwicklungen in sauberer Transporttechnologie voranzutreiben und Emissionen einzudämmen. Aus diesem Grund wird es ernster denn je genommen.

Eines war mir während meines Messeauftritts klar:Mit der Weiterentwicklung der Technologie entstehen neue Herausforderungen für OEMs, die erfolgreich sein wollen. Hier sind einige wichtige Beobachtungen, die ich während meiner Teilnahme an der ACT Expo 2019 gemacht habe:

Herausforderungen hinsichtlich Leistung, Reichweite und Infrastruktur

Mehrere Faktoren werden die verstärkte Einführung von Fahrzeugen und Ausrüstungen mit sauberer Technologie beeinflussen, und Zulieferer arbeiten daran, Lösungen zu liefern.

Ein Schwerpunkt liegt auf Elektrofahrzeugen (EVs). Die reinen Elektrofahrzeuge von heute sind sauber, und da die Batteriekosten weiter sinken, werden diese Fahrzeuge zu kostengünstigen Lösungen für das Pendeln auf kurzen Strecken. Sie haben jedoch einige inhärente Herausforderungen. Beispielsweise müssen sich Flottenbetreiber im Schwerlast- und Nutzfahrzeugverkehr auf eine große Batteriereichweite verlassen können, um Lasten über lange Strecken zu transportieren. Auch die Ladezeit ist ein Problem, die Ladezeiten reichen von 30 Minuten bis zu 10 Stunden. Diese Fahrzeuge müssen sich auch auf eine Ladestationsinfrastruktur verlassen können, von der viele außerhalb bestimmter geografischer Gebiete noch nicht existieren. Schließlich sind die für die Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge benötigten Rohstoffe etwas knapp, insbesondere in den Vereinigten Staaten. Wenn sie knapper werden, können die Kosten steigen, und es wird eine weitere bedeutende Herausforderung bei der Abfallwirtschaft zu bewältigen sein, wenn viele dieser Batterien das Ende ihrer Lebensdauer erreichen.

Das macht eine alternative Technologie immer attraktiver:Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge. Diese Fahrzeuge verwenden Wasserstoffgas und Sauerstoff, um einen Elektromotor anzutreiben, und können eine Reihe praktischer Vorteile bieten, darunter Null-Emissionen, große Pferdestärken und das für Hochleistungsanwendungen erforderliche Drehmoment. Wenn diese Fahrzeuge mit sauberer, erneuerbarer Energie erzeugt werden, können sie echte Null-Emissionen erreichen. Es gibt auch weniger Nachteile. OEMs von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen haben vielversprechende Reichweiten demonstriert, die mit herkömmlichen Technologien mithalten können (mehr als 300 Meilen), zusammen mit dem Potenzial für kürzere Betankungszeiten an Wasserstofftankstellen.

Obwohl es derzeit auch eine Infrastrukturbeschränkung für den Wasserstofftransport gibt, tätigen einige OEMs erhebliche Investitionen, um dies zu ändern. Die Nikola Corporation, ein auf elektrische Sattelschlepper und Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge spezialisiertes Unternehmen und Hauptdarsteller auf der ACT Expo, hat zugesagt, bis 2028 700 Wasserstofftankstellen in den Vereinigten Staaten zu errichten, indem sowohl die Fahrzeugproduktion als auch die Infrastrukturprobleme gleichzeitig angegangen werden könnte das einzigartige Geschäftsmodell des Unternehmens diese Fahrzeuge für Endverbraucher attraktiver machen.

Effiziente Infrastruktur für Wasserstofffahrzeuge schaffen

Die Schaffung einer zuverlässigen Infrastruktur für Wasserstofffahrzeuge ist der Schlüssel, um sie zu einer tragfähigen Technologie im kommerziellen und Verbraucherbereich zu machen. Eine sichere und effiziente Wasserstoffspeicherung in Fahrzeugen und an Wasserstofftankstellen ist ein wichtiger Bestandteil dieser Gleichung.

Für den praktischen Einsatz auf der Straße müssen einige Dinge beachtet werden. Wasserstoff hat die höchste Energie pro Masse aller Brennstoffe, aber eine geringe Energie pro Volumeneinheit, was fortschrittliche Speichermethoden erfordert, die das Potenzial für eine höhere Energiedichte nutzen können. Wasserstoff in seiner flüssigen Form benötigt für die Speicherung kryogene Temperaturen, was ihn für Fahrzeuge derzeit weniger attraktiv macht. In seiner gasförmigen Form erfordert die Speichereffizienz von Wasserstoff also Hochdrucktanks und Kraftstoffsysteme, die in Fahrzeuganwendungen typischerweise zwischen 350 und 700 bar liegen, was einem typischen Personenkraftwagen bis hin zu einem Nutzfahrzeug entspricht.

Die Effizienz der Wasserstoffspeicherung und -eindämmung muss in der gesamten Lieferkette erreicht werden. Wasserstoff wird entweder vor Ort erzeugt oder über Rohrtrailer an Wasserstofftankstellen geliefert, wo er dann für die stationäre Speicherung in Tanks vor Ort verdichtet wird. Von diesen Tanks wird das Gas zu der vom Endbenutzer betriebenen Zapfsäule – der Wasserstoffversion einer typischen Zapfsäule – umgefüllt, wo es schließlich das Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug befüllt. Wichtig ist, dass der Druck an Tankstellen noch höher sein muss – zwischen 900 und 1.000 bar – um den Druckbedarf in den Fahrzeugen selbst effektiv zu decken.

Die Aufrechterhaltung akzeptabler hoher Drücke und die Vermeidung kostspieliger Lecks an jedem Punkt der Wasserstofftransportinfrastruktur sind entscheidend, um die Technologie für eine Vielzahl von Transportanwendungen praktikabel, effizient und praktisch zu machen. Design und Materialauswahl für diese neue Art von Wasserstoff-Brennstoffarchitektur müssen diese hohen Drücke und leckdichten Eigenschaften berücksichtigen.

Dies sind nur einige der sauberen Transporttrends in der Branche, die es wert sind, verfolgt zu werden. Es ist wichtig, zu einer nachhaltigeren Zukunft beizutragen, und wir bei Swagelok sind bestrebt, unsere Unterstützung, Unterstützung und Qualitätsprodukte für OEMs bereitzustellen, die in den kommenden Jahren und Jahrzehnten an der Entwicklung tragfähiger, emissionsfreier oder emissionsarmer Fahrzeugtechnologie arbeiten. Wir verfügen über umfangreiche Erfahrung in den Bereichen Materialwissenschaft, extreme Drücke und Temperaturen und liefern zuverlässige leckdichte Verbindungen in kritischen Anwendungen. Wir sind bestrebt, dieses Fachwissen für saubere Transportanforderungen einzusetzen. Davon hängt es ab, die Kundenerwartungen in Bezug auf Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit zu erfüllen.