مزايا ومعوقات مركبة خلايا الوقود الهيدروجينية

باعتبارها قوة مختلفة لمركبات الطاقة الجديدة، تُعرف مركبات خلايا الوقود الهيدروجيني باسم 'الحل النهائي' لمركبات الطاقة الجديدة، ومزاياها واضحة:

الأول هو إعادة شحن الأميال.على سبيل المثال، تم تجهيز مركبة NEXO التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين من هيونداي بثلاثة صهاريج لتخزين الهيدروجين من نفس الطراز.يمكنها تحميل حوالي 2 كجم من الهيدروجين تحت ضغط 70 ميجا باسكال (المعيار الدولي).تظهر نتائج الاختبارات الرسمية أن دورة القيادة الأوروبية الجديدة (NEDC) يمكنها الاستمرار في السير لمسافة تبلغ حوالي 866 كيلومترًا عند امتلاءها بالكامل.لقد تخلصت بالفعل من حجم ووزن البطارية كما أن صعوبة تحسين قوة التحمل أقل بكثير من تلك الموجودة في مركبات بطاريات الليثيوم في المستقبل.بالإضافة إلى ذلك، تتمتع السيارة التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجيني أيضًا بميزة التحكم في وزن السيارة بأكملها، وتحسين قدرة القيادة من زاوية أخرى.

ثانيا، وقت تجديد الطاقة.بشكل عام، الوقت اللازم لمركبة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين لتمتلئ بالهيدروجين هو من 3 إلى 5 دقائق، وهو أقصر بكثير من وقت شحن مركبة تعمل ببطارية الليثيوم.

ثالثًا، تعتبر درجة الحرارة المنخفضة قاتلًا رئيسيًا لبطاريات الليثيوم، في حين أن قدرة تحمل خلايا وقود الهيدروجين لن تتأثر بدرجة الحرارة.وفي بعض مناطق الهضاب يمكن أداء القيادة العادية مع تعديل ضاغط الهواء، ويمكن أن تصل متانة نظام خلايا الوقود الهيدروجيني إلى 160 ألف كم/10 سنوات.

رابعا، يمكن أن تصل كفاءة توليد الطاقة لخلية وقود الهيدروجين إلى أكثر من 50%، وهو ما لا مثيل له من بطاريات الليثيوم والبنزين والديزل التقليديين.

ومع الضغوط البيئية الناجمة عن الاستخدام طويل الأمد للطاقة البتروكيماوية التقليدية، فمن الضروري تعزيز تطوير صناعة الطاقة الجديدة والاستخدام الفعال للطاقة الجديدة.إن المزايا المذكورة أعلاه لمركبات خلايا الوقود الهيدروجيني تجعلها واعدة فيما يتعلق بمركبات الطاقة النظيفة.وبالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من مصادر موارد الطاقة، والتي لن تقتصر على موارد الطاقة التقليدية.ولذلك، على الرغم من أن صناعة مركبات خلايا وقود الهيدروجين هي صناعة ناشئة، إلا أنها أصبحت ساخنة للغاية.ومن المتوقع أنه بحلول عام 2020، سينمو إنتاج المركبات التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجيني بشكل هائل؛وعلى نحو متحفظ، سوف يتجاوز 30 ألفاً بحلول عام 2025؛وبحلول عام 2030، من المتوقع أن يصل إلى مئات الآلاف.

في الوقت الحاضر، السياسة الوطنية قوية جدا.وذكر 'الكتاب الأزرق للبنية التحتية لصناعة الهيدروجين في الصين' أنه بحلول عام 2030، سيتم بناء 1000 محطة للتزود بالوقود الهيدروجيني في الصين، وسيتم بناء مليون مركبة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين.وفي 'تقرير عمل الحكومة' لعام 2019، تم أيضًا كتابة الطاقة الهيدروجينية لأول مرة، مما يتطلب تعزيز إنشاء البنية التحتية مثل الشحن والهدرجة.ولم يتم التعبير عن دعم المركبات التي تعمل بوقود الهيدروجين على المستوى الوطني فحسب، بل قدمت الحكومة المحلية الممثلة بشانغهاي أيضًا الدعم والدعم ذي الصلة بوضوح.بحلول عام 2030، ستصل تكنولوجيا وتصنيع مركبات خلايا الوقود إلى نفس المستوى في الخارج، وستتجاوز قيمة الإنتاج السنوي لسلسلة صناعة مركبات خلايا الوقود بأكملها في شانغهاي 300 مليار يوان.والتي تم إصدارها في 'خطة تطوير مركبات خلايا الوقود في شنغهاي'.وبالإضافة إلى ذلك، أصدرت أكثر من 20 مقاطعة ومدينة محلية على التوالي السياسات ذات الصلة بشأن المركبات التي تعمل بوقود الهيدروجين.شنغهاي وبكين وقوانغدونغ وجيانغسو قد تستهل في التنمية الأولى.

حافلة تعمل بخلايا الوقود H2، تشجيانغ، الصين

حافلة تعمل بخلايا الوقود H2، شنغهاي، الصين

على الرغم من أن مركبات خلايا وقود الهيدروجين يمكن أن تصل إلى الصفر من الانبعاثات وسوف تصبح الهدف النهائي لثورة الطاقة، إلا أنها تواجه قيودًا متعددة، مما يقيد بشكل كبير عملية تصنيع مركبات خلايا وقود الهيدروجين.

بادئ ذي بدء، تعتبر تكلفة خلايا الوقود في مكانة عالية بسبب استخدام وحجم المحفزات المعدنية الثمينة.كما يحتاج إنتاج ونقل الهيدروجين إلى مراعاة العديد من العوامل مثل التكلفة وتوفير الطاقة والسياسات والنماذج.سواء كان ذلك طفرة تكنولوجية أو تطوير الصناعة بأكملها، فلا يمكن إكماله على المدى القصير.

ثانياً، هذه التكنولوجيا لم تنضج بعد، وقد تم التشكيك في أمنها مراراً وتكراراً.ولا تزال الانفجارات الهيدروجينية المتعاقبة في النرويج والولايات المتحدة وكوريا الجنوبية مثيرة للقلق.

ثالثا، في الوقت الحاضر، لا تتمتع تكنولوجيا الطاقة الهيدروجينية في الصين بالقدرة على الإنتاج الضخم لأسباب فنية فيما يتعلق بأغشية تبادل البروتونات، والمحفزات، وضواغط الهواء.ولا يزال يعتمد على الاستيراد.تكنولوجيا الطاقة الهيدروجينية الحالية المستخدمة هي تلك التي كانت موجودة منذ سنوات عديدة ولم تصبح تكنولوجيا الهيدروجين الجديدة بالكامل تكنولوجيا تطبيقية واسعة النطاق.