Källa: afdc.energy.gov
Väte (H2) är ett alternativt bränsle som kan produceras från olika inhemska resurser. Även om marknaden för väte som transportbränsle är i sin linda, arbetar myndigheter och industrier för ren, ekonomisk och säker väteproduktion och distribution för utbredd användning i bränslecellselektriska fordon (FCEV). Lätta FCEV-bilar är nu tillgängliga i begränsade mängder till konsumentmarknaden i lokala regioner på hemmaplan och runt om i världen. Marknaden utvecklas också för bussar, materialhanteringsutrustning (såsom gaffeltruckar), markstödsutrustning, medel- och tunga lastbilar, marina fartyg och stationära applikationer. För mer information, se bränsleegenskaper och Hydrogen Analysis Resource Center.
Vätgas finns rikligt i vår miljö. Det lagras i vatten (H2O), kolväten (som metan, CH4) och annat organiskt material. En utmaning med att använda väte som bränsle är att effektivt utvinna det från dessa föreningar.
För närvarande står ångreformering - som kombinerar högtemperaturånga med naturgas för att utvinna väte - för majoriteten av vätgas som produceras i USA. Väte kan också framställas från vatten genom elektrolys. Detta är mer energikrävande men kan göras med förnybar energi, såsom vind eller sol, och undvika de skadliga utsläpp som är förknippade med andra typer av energiproduktion.
Nästan allt väte som produceras i USA varje år används för att raffinera petroleum, behandla metaller, producera gödningsmedel och bearbeta livsmedel.
Även om produktionen av väte kan generera utsläpp som påverkar luftkvaliteten, beroende på källan, avger en FCEV som körs på vätgas endast vattenånga och varm luft som avgaser och anses vara ett fordon med nollutsläpp. Stora forsknings- och utvecklingsinsatser syftar till att göra dessa fordon och deras infrastruktur praktiska för utbredd användning. Detta har lett till utrullningen av lätta produktionsfordon till detaljhandelskonsumenter, såväl som den initiala implementeringen av medel- och tunga bussar och lastbilar i Kalifornien och tillgång till flotta i nordöstra delstater.
Lär dig mer om väte och bränsleceller från Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office.
Väte som alternativt bränsle
Vätgas anses vara ett alternativt bränsle enligt Energy Policy Act från 1992. Intresset för väte som ett alternativt transportbränsle härrör från dess förmåga att driva bränsleceller i nollutsläppsfordon, dess potential för inhemsk produktion och bränslecellens snabba fyllningstid och hög effektivitet. Faktum är att en bränslecell kopplad till en elmotor är två till tre gånger effektivare än en förbränningsmotor som körs på bensin. Väte kan också fungera som bränsle för förbränningsmotorer. Men till skillnad från FCEV-bilar producerar dessa avgasutsläpp och är mindre effektiva. Lär dig mer om bränsleceller.
Energin i 2,2 pund (1 kilogram) vätgas är ungefär densamma som energin i 1 gallon (6,2 pund, 2,8 kilogram) bensin. Eftersom väte har en låg volymetrisk energitäthet, lagras det ombord på ett fordon som en komprimerad gas för att uppnå körräckvidden för konventionella fordon. De flesta nuvarande applikationer använder högtryckstankar som kan lagra väte vid antingen 5,000 eller 10,000 pund per kvadrattum (psi). Till exempel har de FCEV-bilar som tillverkas av biltillverkare och som finns tillgängliga hos återförsäljare 10,000 psi-tankar. Detaljhandelsautomater, som mestadels är samlokaliserade vid bensinstationer, kan fylla dessa tankar på cirka 5 minuter. Elbussar för bränsleceller använder för närvarande 5,000 psi-tankar som tar 10–15 minuter att fylla. Andra sätt att lagra väte är under utveckling, inklusive bindning av väte kemiskt med ett material som metallhydrid eller lågtemperatursorbentmaterial. Lär dig mer om vätelagring.
Data från vätgastankstationer för detaljhandeln, insamlade och analyserade av National Renewable Energy Laboratory, visar att den genomsnittliga tiden som spenderas på att tanka en FCEV är mindre än 4 minuter.
Kalifornien är ledande i landet när det gäller att bygga vätgastankstationer för FCEV. I mitten av -2021 var 47 vätgasstationer öppna för allmänheten i Kalifornien, liksom en på Hawaii, och 55 till var i olika stadier av konstruktion eller planering i Kalifornien. Dessa stationer betjänar över 8,000 FCEV. Kalifornien fortsätter att tillhandahålla finansiering för att bygga väteinfrastruktur genom sitt Clean Transportation Program. California Energy Commission är auktoriserad att tilldela upp till 20 miljoner USD per år fram till 2023 och investerar i första 100 offentliga stationer för att stödja och uppmuntra dessa nollutsläppsfordon. Dessutom planeras 14 detaljhandelsstationer för de nordöstra delstaterna, med några av dem som redan betjänar flottkunder.
Fordonstillverkare erbjuder endast FCEV till konsumenter som bor i regioner där vätgasstationer finns. Icke-detaljhandelsstationer i Kalifornien och i hela landet fortsätter också att betjäna FCEV-flottor, inklusive bussar. Flera distributionscentra använder väte för att driva materialhanteringsfordon i sin normala verksamhet. Dessutom har flera tillkännagivanden gjorts angående tillverkning av tunga fordon, såsom linjedragningslastbilar, som kommer att kräva tankstationer med mycket högre kapacitet än befintliga lätta stationer. Hitta tankstationer för vätgas i hela USA.
