Deall Gorsafoedd Ail-lenwi Hydrogen: Canllaw Cynhwysfawr

Mae tanwydd hydrogen wedi dod yn ddewis arall derbyniol wrth i'r byd drawsnewid i ffynonellau pŵer glanach. Mae'r erthygl hon yn trafod gorsafoedd ail-lenwi â thanwydd hydrogen, yr heriau maen nhw'n eu hwynebu, a'u defnyddiau tebygol ar gyfer cludiant.

Beth yw Gorsaf Ail-lenwi Hydrogen?

Gall celloedd tanwydd ar gyfer ceir trydanol dderbyn tanwydd hydrogen o safleoedd penodol o'r enw gorsafoedd ail-lenwi hydrogen (HRS). Er eu bod wedi'u gwneud ar gyfer delio â hydrogen, nwy sy'n galw am ragofalon diogelwch penodol a pheiriannau arbennig, mae'r gorsafoedd hyn yn esthetig debyg i orsafoedd petrol arferol.

System gweithgynhyrchu neu gyflenwi hydrogen, tanciau oeri a storio, a dosbarthwyr yw tair prif ran gorsaf ail-lenwi hydrogen. Gellir cyflenwi'r hydrogen i'r cyfleuster gan bibellau neu drelars tiwb, neu gellir ei gynhyrchu ar y safle gan ddefnyddio diwygio methan gyda stêm neu electrolysis i'w gynhyrchu.

Cydrannau Allweddol Gorsaf Ail-lenwi Hydrogen:

l Offer ar gyfer cynhyrchu neu gludo hydrogen i longau

l unedau cywasgu i gynyddu pwysau tanciau hydrogen sy'n storio hydrogen pwysedd uchel iawn

l Dosbarthwyr gyda ffroenellau FCEV arbennig

l swyddogaethau diogelwch fel canfod gollyngiadau a chau i lawr mewn argyfyngau

Beth yw'r broblem fwyaf gyda thanwydd hydrogen?

Offer ar gyfer cynhyrchu neu gludo hydrogen i longau sy'n cywasgu unedau i gynyddu pwysau tanciau hydrogen sy'n storio hydrogen pwysedd uchel iawnddosbarthwyr gyda ffroenellau FCEV arbennig swyddogaethau diogelwch fel canfod gollyngiadau a chau i lawr mewn argyfyngau.Cost cynhyrchu ac effeithlonrwydd ynni yw'r prif faterion sy'n wynebu tanwydd hydrogen. Y dyddiau hyn, defnyddir diwygio methan stêm—sy'n defnyddio nwy naturiol ac yn cynhyrchu allyriadau carbon—i gynhyrchu'r rhan fwyaf o hydrogen. Er bod "hydrogen gwyrdd" a wneir trwy electrolysis gydag ynni adnewyddadwy yn lanach, mae'r gost yn dal yn llawer uwch.

Dyma heriau hyd yn oed yn bwysicach: Cludo a Storio: Gan fod gan hydrogen ychydig bach o ynni am ei gyfaint, dim ond ar bwysau atmosfferig uchel y gellir ei gywasgu na'i oeri, gan achosi cymhlethdod a chostau.

Gwella Cyfleusterau: mae'n costio llawer o adnoddau i adeiladu nifer fawr o orsafoedd ail-lenwi tanwydd.

Colli Pŵer: Oherwydd colledion ynni yn ystod y cynhyrchiad, y gostyngiad a'r cyfnewid, mae gan gelloedd tanwydd wedi'u gwneud o hydrogen berfformiad "o'r ffynnon i'r olwyn" is na cheir trydan sydd â batris.

Er gwaethaf yr anawsterau hyn, mae cefnogaeth y llywodraeth ac ymchwil barhaus yn sbarduno datblygiadau technolegol a allai gynyddu hyfywedd economaidd hydrogen.

A yw Tanwydd Hydrogen yn Well na Thrydan?

Mae'r dewis rhwng ceir trydan batri (BEVs) a cheir sy'n cael eu pweru gan gelloedd tanwydd hydrogen yn anodd oherwydd, yn seiliedig ar y broblem defnydd, mae pob math o dechnoleg yn cynnig manteision penodol.

Mae ceir trydan gyda batris yn fwy defnyddiol ar gyfer cludiant bob dydd a defnydd mewn dinasoedd, tra bod ceir sy'n cael eu pweru gan hydrogen yn gweithio'n dda ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am bellteroedd hir ac ail-lenwi â thanwydd yn gyflym, fel bysiau a lorïau.

Faint o Orsafoedd Ail-lenwi Hydrogen Sydd yn y Byd?

Roedd mwy na 1,000 o orsafoedd ail-lenwi hydrogen yn weithredol ledled y byd erbyn 2026, a bydd twf mawr yn cael ei gynllunio yn y blynyddoedd dilynol. Mae sawl maes penodol lle mae'rgorsaf ail-lenwi â thanwydd hydrogenywwedi'i ail-leoli:

Gyda dros ficannoeddgorsafoedd, mae Asia yn cymryd drosodd y farchnad, sy'n cynnwys yn bennaf wledydd De Corea (mwy na 100 o orsafoedd) a Japan (mwy na 160 o orsafoedd). Tsieinamarchnadyn tyfu'n gyflym oherwydd bod gan y llywodraeth amcanion uchelgeisiol.

Gyda bron i 100 o orsafoedd, mae'r Almaen ar y blaen i Ewrop, gan frolio tua dau gant o orsafoedd. Erbyn 2030, mae'r Undeb Ewropeaidd yn bwriadu cynyddu nifer y gorsafoedd i filoedd.

Mae gan fwy nag 80 o orsafoedd allfeydd yng Ngogledd America, yn bennaf o California, gydag ychydig mwy yng Nghanada a rhanbarth gogledd-ddwyrain yr Unol Daleithiau.

Gyda rhagamcanion yn awgrymu y gallai fod mwy na 5,000 o orsafoedd ledled y byd erbyn 2030, mae gwladwriaethau ym mhobman wedi cyflwyno polisïau a gynlluniwyd i feithrin y cynnydd mewn gorsafoedd hydrogen.

Pam mae Tanwydd Hydrogen yn Well na Petrol?

O'i gymharu â thanwydd traddodiadol a wneir o olew, mae gan danwydd hydrogen lawer o fanteision gwahanol:

Dim Llygredd Aer: mae celloedd tanwydd sy'n cael eu pweru gan hydrogen yn osgoi allyriadau pibell wastraff niweidiol sy'n tanio llygredd aer ac yn cynhesu tymereddau trwy gynhyrchu anwedd dŵr yn unig fel sgil-effaith.

Galw am Ynni Gwyrdd: Gellir creu cylch ynni glân trwy greu hydrogen gan ddefnyddio ffynonellau naturiol fel golau haul ac ynni gwynt.

Diogelwch Ynni: mae cynhyrchu hydrogen yn genedlaethol o nifer o ffynonellau yn lleihau dibyniaeth ar betroliwm tramor.

Effeithlonrwydd Uwch: O'u cymharu â cherbydau sy'n cael eu pweru gan beiriannau sy'n llosgi gasoline, mae cerbydau celloedd tanwydd tua dwy a thair gwaith mor effeithlon.

Gweithrediadau Tawel: Gan fod y ceir hydrogen yn rhedeg yn effeithlon, maent yn lleihau llygredd sŵn mewn dinasoedd.

Mae manteision gwyrdd hydrogen yn ei gwneud yn opsiwn deniadol i gymryd lle tanwydd wrth symud i drafnidiaeth lanach, fodd bynnag mae problemau gweithgynhyrchu a chludiant yn dal i godi.

Pa mor hir mae'n ei gymryd i adeiladu gorsaf ail-lenwi hydrogen?

Mae amserlen adeiladu gorsaf ail-lenwi â thanwydd hydrogen yn dibynnu'n fawr ar nifer o ffactorau megis dimensiynau'r orsaf, lleoliad gweithredu, rheolau trwyddedu, a pha un a ddarperir neu a gynhyrchir hydrogen ar y safle.

Ar gyfer llai o orsafoedd gyda chydrannau sydd wedi'u paratoi ymlaen llaw a dyluniadau llai, mae'r amserlenni nodweddiadol o fewn chwech a deuddeg mis.

Ar gyfer gorsafoedd mwy a mwy cymhleth gyda chyfleusterau gweithgynhyrchu ar y safle, mae'n cymryd 12 i 24 mis.

Mae'r ffactorau canlynol yn ffactorau pwysig sy'n effeithio ar amser adeiladu: dewis safle a chynllunio

Cymeradwyaethau a thrwyddedau gofynnol

Dod o hyd i offer a'i ddarparu

Adeiladu a sefydlu

Sefydlu ac asesiadau diogelwch

Mae defnyddio gorsafoedd pŵer hydrogen bellach yn fwy effeithiol diolch i ddatblygiadau newydd mewn dyluniadau gorsafoedd modiwlaidd sydd â llinellau amser dylunio cywasgedig.

Faint o Drydan sy'n dod o 1 kg o Hydrogen?

Mae perfformiad y system celloedd tanwydd yn dibynnu ar faint o drydan y gellir ei gynhyrchu gan ddefnyddio un cilogram o hydrogen. Mewn cymwysiadau bob dydd:

Gall un cilogram o hydrogen bweru cerbyd nodweddiadol sy'n cael ei bweru gan gelloedd tanwydd am tua 60–70 milltir.

Mae gan un cilogram o hydrogen bron i 33.6 kWh o ynni.

Gallai un cilogram o hydrogen gynhyrchu tua 15–20 kWh o drydan y gellir ei ddefnyddio ar ôl ystyried dibynadwyedd celloedd tanwydd (fel arfer 40–60%).

I roi hyn mewn cyd-destun, mae cartref Americanaidd arferol yn defnyddio bron i dri deg kWh o drydan y dydd, sy'n dangos, os caiff ei drawsnewid yn llwyddiannus, y gallai 2 kg o hydrogen redeg preswylfa am ddiwrnod.

Effeithlonrwydd Trosi Ynni:

Yn gyffredinol, mae gan gerbydau sy'n cael eu pweru gan gelloedd tanwydd hydrogen effeithiolrwydd "o'r ffynnon i'r olwyn" rhwng 25–35%, tra bod gan geir trydan batri berfformiad o 70–90% fel arfer. Colli ynni wrth gynhyrchu hydrogen, dadgywasgu, cludo, a throsi celloedd tanwydd yw prif achosion y gwahaniaeth hwn.