Οι στόλοι υδρογόνου είναι πολύ πιο ακριβοί στη συντήρηση από την μπαταρία και το ντίζελ - CleanTechnica

ΕΓΓΡΑΦΕΙΤΕ ΓΙΑ καθημερινές ενημερώσεις ειδήσεων από την CleanTechnica στο email. Ή ακολουθήστε μας στις Ειδήσεις Google!

---

Ένα από τα ενδιαφέροντα πράγματα που έχω κάνει είναι να συμμετέχω σε μια ομάδα ανασκόπησης για μια ευρωπαϊκή μελέτη σχετικά με τις συγκρίσεις και τις προσομοιώσεις απανθρακοποίησης βαρέων οχημάτων. Αυτό σημαίνει, μεταξύ άλλων, ότι σκέφτομαι τις υποθέσεις που χρησιμοποιούνται.

Καθώς η εργασία είναι υπό εξέταση και οι υποθέσεις δοκιμάζονται και βελτιώνονται, δεν θα προσδιορίσω τον συγγραφέα ή τον οργανισμό αυτή τη στιγμή. Δεν πρόκειται για λάθος ή δίκιο, αλλά για μια δέσμη υποθέσεων που γίνονται σχετικά με τη συντήρηση βαρέων οχημάτων κυψελών καυσίμου που δεν αντέχουν σε έλεγχο, αλλά βρίσκονται σε πολλές μελέτες που θεωρούνται αξιόπιστες.

Ας ξεκινήσουμε με τις πρώτες αρχές. Ένα βαρέως τύπου όχημα κυψελών καυσίμου όπως ένα φορτηγό ή ένα λεωφορείο μεταφοράς είναι ένα ηλεκτρικό όχημα με μπαταρία με πρόσθετα εξαρτήματα αμαξοστοιχίας κίνησης κυψελών καυσίμου. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα τροφοδοσίας μπαταρίας διαθέτει μπαταρίες, σύστημα φόρτισης ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς κινούμενα μέρη εκτός από το πτερύγιο πάνω από το βύσμα, μια μονάδα διαχείρισης ενέργειας για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας μέσω των καλωδίων στον κινητήρα και έναν κινητήρα. Υπάρχουν αισθητήρες, ηλεκτρονικά χειριστήρια και παρόμοια, αλλά πολύ λίγα κινούμενα μέρη και πολύ λίγα που απαιτούν πολλή συντήρηση. Αυτό προκύπτει από μελέτες συντήρησης ηλεκτρικών οχημάτων αμιγώς μπαταρίας.

Ένα όχημα κυψελών καυσίμου είναι ένα υβριδικό όχημα υδρογόνου με μπαταρία. Προσθέτει μια εξελιγμένη δεξαμενή υδρογόνου 700 ατμοσφαιρών ή μια ακόμη πιο εξελιγμένη δεξαμενή υγρού υδρογόνου με αισθητήρα πίεσης και συστήματα ανακούφισης, ένα σύνθετο σύστημα κίνησης καυσίμου υδρογόνου που πρέπει να αντιμετωπίσει πολύ μεγάλες αλλαγές πίεσης στην περίπτωση των δεξαμενών υπό πίεση ή πολύ μεγάλου όγκου και Ως εκ τούτου, η πίεση αλλάζει καθώς το υγρό υδρογόνο θερμαίνεται σε αέρια μορφή, πολύ μεγάλες προκλήσεις θερμικής διαχείρισης και ως εκ τούτου αισθητήρες θερμικής διαχείρισης, ενεργοποιητές και εξαρτήματα και στις δύο περιπτώσεις, μια ακριβή και περιορισμένης διάρκειας κυψέλη καυσίμου που απαιτεί καθαρό υδρογόνο και καθαρό αέρα, εισαγωγή αέρα και σύστημα φιλτραρίσματος ως αποτέλεσμα και ένα σύστημα εξάτμισης για τη μετακίνηση του προκύπτοντος νερού από την κυψέλη καυσίμου έξω από το όχημα χωρίς να παγώσει, επομένως ένα διάλυμα θέρμανσης.

Αυτό το διάγραμμα μόνο της διαδικασίας διαχείρισης αέρα, το οποίο δεν απαιτείται για τα ηλεκτρικά οχήματα με μπαταρία θυμηθείτε, θα πρέπει να καθιστά σαφές ότι τα πρόσθετα εξαρτήματα ενός οχήματος κυψελών καυσίμου δεν είναι ασήμαντα. Υπάρχουν πολλά περισσότερα σημεία πιθανής αστοχίας και πολλά άλλα πράγματα που απαιτούν προγραμματισμένη συντήρηση.

Το πλησιέστερο παράδειγμα είναι τα υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα. Τα δεδομένα από ελαφρά οχήματα δείχνουν ότι η συντήρηση στο σύστημα μετάδοσης κίνησης κοστίζει πολύ περισσότερο στα υβριδικά οχήματα από ό,τι στα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα με μπαταρία, περίπου το ίδιο με τα οχήματα εσωτερικής καύσης.

Ένα από τα πράγματα που εγώ επέκρινε Η βαθιά ελαττωματική μελέτη μεταφοράς φορτηγών του Διεθνούς Συμβουλίου για τις Καθαρές Μεταφορές σχετικά με το περασμένο έτος ήταν ότι είχαν σημαντικές βελτιώσεις στο κόστος συντήρησης για φορτηγά υδρογόνου και καμία για ηλεκτρικά φορτηγά με μπαταρία. Στην πραγματικότητα, υπέθεσαν ότι τα φορτηγά μεγάλης εμβέλειας βαρέως τύπου - το μόνο τμήμα όπου ορισμένοι οργανισμοί εξακολουθούν να έχουν ελπίδες για κυψέλες καυσίμου - θα είχαν πολύ παρόμοιο κόστος συντήρησης με το ηλεκτρικό μπαταρίας μετά το 2030 και ισοδύναμο κόστος συντήρησης με τα φορτηγά ντίζελ αμέσως.

Τα νούμερα είναι όλα σε ευρώ ανά 100 χιλιόμετρα.

Όταν το επανεξέτασα για πρώτη φορά, σκέφτηκα να δώσω το πλεονέκτημα της αμφιβολίας για την ωρίμανση φορτηγών κυψελών καυσίμου υδρογόνου έναντι ηλεκτρικών φορτηγών με μπαταρία. Εξάλλου, τα λεωφορεία κυψελών καυσίμου λειτουργούν σε όλο τον κόσμο σε δοκιμές από το 2000 και οι ανυψωτές περονιών κυψελών καυσίμου για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Τα ηλεκτρικά φορτηγά και τα λεωφορεία με μπαταρία είναι σχετικά καινούργια.

Αλλά τώρα σκέφτομαι γιατί όλοι πιστεύουν ότι τα βαρέα οχήματα με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου θα έχουν καθόλου χαμηλή συντήρηση.

Συλλέγω ανέκδοτα δεδομένα σχετικά με το κόστος συντήρησης. Ο χειριστής στόλου Pau, Γαλλία κατέστησε σαφές όταν εγκατέλειψαν τα λεωφορεία υδρογόνου το 2023 μετά από τέσσερα χρόνια λειτουργίας, ότι είχαν πολύ υψηλή συντήρηση και ότι η διατήρησή τους σε λειτουργία ήταν μια συνεχής πρόκληση.

«Ο σταθμός παραγωγής έχει περισσότερα προβλήματα από τα αναμενόμενα και τα λεωφορεία έχουν πολλές πολύ μικρές βλάβες. Όσο για μένα, περνάω τα τρία τέταρτα των ημερών μου εκεί παρόλο που είναι μόνο μία από τις 17 γραμμές!».

Ομοίως, βρέθηκε η εμπειρία του Whistler, BC από μια δεκαετία νωρίτερα διπλασιάσει το κόστος συντήρησης, ανά τον ίδιο τον Μπάλαρντ.

Σύμφωνα με την Ballard Power Systems της Burnaby, η οποία κατασκευάζει κινητήρες κυψελών καυσίμου, η συντήρηση των λεωφορείων υδρογόνου της Whistler κοστίζει 1.34 δολάρια ανά χιλιόμετρο, έναντι 65 σεντς ανά χιλιόμετρο για τα λεωφορεία που κινούνται με ντίζελ.

Δύο χειριστές λεωφορείων, που τους χωρίζει μια δεκαετία και ένας ωκεανός, είχαν και οι δύο πανομοιότυπες εμπειρίες με λεωφορεία διαφορετικών κατασκευαστών. Αλλά και πάλι, ανέκδοτο. Αν ήταν όλα αυτά τα δεδομένα, θα τα διέγραφα σε μερικές κακές εμπειρίες.

Αλλά όταν ένα στέλεχος πωλήσεων OEM σιδηροδρόμων για τη Stadler στη Γερμανία το έχει αυτό πει για τα δικά του προϊόντα, νόμιζα ότι κάτι συμβαίνει.

«Επιπλέον, οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου απαιτούν πολύ περισσότερη συντήρηση από ό,τι οι μπαταρίες από μόνες τους, απαιτώντας αντικατάσταση μέσα σε τρία χρόνια κατά μέσο όρο.

«Εξαιτίας αυτού και της δεξαμενής υδρογόνου στο σκάφος, η προσπάθεια συντήρησης είναι φυσικά πιο περίπλοκη σε σύγκριση με τα τρένα με μπαταρία», εξήγησε ο Obst, προσθέτοντας ότι τα τρένα υδρογόνου απαιτούν επίσης μια μπαταρία για εφεδρική ισχύ.

Ως αποτέλεσμα, όταν είδα υποθέσεις πολύ χαμηλού κόστους συντήρησης στη μελέτη που εξετάζω, παρείχα αυτό το υλικό και πρότεινα ότι οι υποθέσεις για σχεδόν πανομοιότυπα κόστη συντήρησης ήταν ακατάλληλες. Ο επικεφαλής ερευνητής έδειξε την πηγή, οπότε πήγα σε αυτό. Ήταν μια γερμανική μελέτη ομάδας εργασίας, στην ίδια προσπάθεια με τη μελέτη I αξιολογήθηκε πριν από μερικούς μήνες.

Η μελέτη, που μεταφράστηκε χάρη σε μια πολύ εύχρηστη διαδικτυακή ιστοσελίδα που θα μου στέλνει ικετευτικά email για να τους δίνω χρήματα για πάντα τώρα, ήταν το 2020 Έκθεση εργαστηρίου Αλλαγή της κίνησης των επαγγελματικών οχημάτων: Τρόποι για την απανθρακοποίηση πιο δύσκολων φορτηγών με εστίαση στην ηλεκτροδότηση από τη Γερμανική Εθνική Πλατφόρμα: Το μέλλον της προσπάθειας κινητικότητας.

Περιμένω σε αυτό περιμένοντας να βρω μια αναφορά σε μελέτες και εμπειρικά δεδομένα. Αυτό που βρήκα ήταν ότι τρεις ερευνητές από δύο ιδρύματα — ο Wolfgang Schade του M-Five και οι Patrick Fieltsch και Heike Flamig από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Αμβούργου είχαν παράσχει ισχυρισμούς συντήρησης χωρίς αναφορά ή παραπομπές. Δεν υπήρχε τίποτα στη βιβλιογραφία που θα μπορούσε να τα εξηγήσει. Δεν μπόρεσα να βρω άλλες σπουδές στα γερμανικά που θα μπορούσαν να ήταν η πηγή, αλλά το γκουγκλάρισμα στα γερμανικά δεν είναι η κορυφαία μου δεξιότητα, επομένως μπορεί να έχασα κάτι.

Έτσι, έχουμε τα ICCT, M-Five και TUHH που δηλώνουν χαμηλά νούμερα για συντήρηση και μέχρι στιγμής δεν υπάρχουν δεδομένα ή μελέτες που να τα υποστηρίζουν.

Επέστρεψα στη μελέτη ICCT TCO για να εξετάσω τους αριθμούς συντήρησής τους και αναφέρει μια άλλη δημοσίευση του 2023 από τον κύριο συγγραφέα, οπότε πήγα να εξετάσω αυτήν τη μελέτη. Παραπέμπει σε μια εργασία του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Davis από το 2022 από τους Wang et al, Εκτίμηση του κόστους συντήρησης και επισκευής για φορτηγά βαρέως τύπου ηλεκτρικών μπαταριών και κυψελών καυσίμου.

Έχει στοιχεία; Όχι, όχι δεν κάνει. Απαριθμεί τις εκθέσεις στις οποίες βασίστηκε, δήλωσε ξεκάθαρα ότι δεν υπήρχαν δεδομένα για να βασιστεί κανείς και ότι όλοι υπέθεταν ότι τα φορτηγά κυψελών καυσίμου θα ήταν περίπου τα ίδια με τα ηλεκτρικά φορτηγά με μπαταρία ή ίσως λίγο πιο ακριβά.

Μέχρι στιγμής έχω κάνει μισή ντουζίνα αναφορές σε δύο ηπείρους σε δύο γλώσσες και δεν έχω βρει τίποτα εκτός από εικασίες. Αλλά έχω δύο αποσπάσματα από φορείς εκμετάλλευσης στόλου λεωφορείων, έναν τύπο οχήματος που είναι πολύ γειτονικό και παρόμοιο με βαρέα φορτηγά με υψηλό κύκλο λειτουργίας, μια δεκαετία διαφορά που καθιστά σαφές ότι είναι πολύ υψηλό κόστος συντήρησης και ένα απόσπασμα από στέλεχος OEM τρένου που καθιστά σαφές ότι το κόστος συντήρησης του προϊόντος κυψελών καυσίμου είναι επίσης πολύ υψηλότερο. Μάλιστα, λέει ότι κανείς δεν θα το αγόραζε εκτός αν το αίτημα για πρόταση ζητούσε ρητά τρένα υδρογόνου και τίποτα άλλο.

Αυτό με οδήγησε να πάω και να κοιτάξω τα δεδομένα συντήρησης λεωφορείων κυψελών καυσίμου, με την ελπίδα ότι παρά όλες τις αστοχίες που έχουν σαρωθεί κάτω από το χαλί τα 25 χρόνια που τα λεωφορεία υδρογόνου έχουν δοκιμαστεί και εγκαταλειφθεί σε δεκάδες μέρη σε όλο τον κόσμο, κάποιος θα είχε συλλάβει πραγματικά κάποια δεδομένα.

Και ιδού, η Καλιφόρνια πέρασε. Όπως πάντα με τις ΗΠΑ, δημοσιεύουν τα πάντα για τους εαυτούς τους, καθιστώντας διαθέσιμα δεδομένα σε αναλυτές όπως εγώ για να προσπαθήσουν να επεκτείνουν σε μέρη με πολύ χαμηλότερους προϋπολογισμούς ή οποιαδήποτε αίσθηση ότι όλοι θα νοιάζονται για αυτά.

Βρήκα τρεις μελέτες για στόλους λεωφορείων σε τρεις διαφορετικούς οργανισμούς διέλευσης στην Καλιφόρνια,

Αυτός ο διαλογισμός στα Μελέτη OSTI των ΗΠΑ ενός στόλου δέκα λεωφορείων κυψελών καυσίμου στο Όκλαντ της Καλιφόρνια για ολόκληρο το έτος 2020 διαπίστωσε ότι η μέση συντήρηση για την απόσταση που διανύθηκε ήταν πολύ υψηλότερη από το κόστος συντήρησης των λεωφορείων ντίζελ, περίπου 59 σεντς ανά μίλι έναντι 35 σεντς ανά μίλι. Παρεμπιπτόντως, αυτό ήταν πολύ κοντά στον στόλο ντίζελ υβριδικών μπαταριών, που ήταν στα 62 σεντς.

Αυτός ο διαλογισμός στα μελέτη από τη Νότια Καλιφόρνια από το NREL των 10 λεωφορείων κυψελών καυσίμου για 16 μήνες βρέθηκε ότι το κόστος ανά διαδρομή που διανύθηκε είναι χαμηλότερο από τη μελέτη OSTI στα 42 σεντς ανά μίλι, αλλά εξακολουθεί να είναι υψηλότερο από τα 35 σεντς ανά μίλι ντίζελ. Συγκεκριμένα, η συντήρηση που σχετίζεται με την πρόωση ήταν 37.3% του συνόλου.

Αυτός ο διαλογισμός στα Μελέτη NREL καλύπτοντας έξι χρόνια συντήρησης για λεωφορεία κυψελών καυσίμου στην κομητεία Riverside, τη μακροχρόνια κομητεία Sunline, δίπλα στην πόλη Coachella, διαπίστωσε ότι το κόστος συντήρησης ήταν 2.5 φορές υψηλότερο για τον στόλο των κυψελών καυσίμου από τον παλαιότερο στόλο CNG για την περίοδο, 56 σεντ ανά μίλι ή πολύ κοντά στην πρώτη μελέτη.

Λίγο περισσότερη αναζήτηση δεν βρήκε άλλα εμπειρικά δεδομένα διαθέσιμα στα αγγλικά σχετικά με το κόστος συντήρησης. Κοίταξα μερικά χαρτιά πιρουνιού υδρογόνου, αλλά δεν ανακάλυψαν τα έξοδα συντήρησης ή άλλα έξοδα με χρήσιμο τρόπο. Σημειωτέον ότι σχεδόν όλα τα περίπου 50,000 περονοφόρα ανυψωτικά υδρογόνου βρίσκονται στις ΗΠΑ σε κέντρα διανομής που έλαβαν πολλά χρήματα από το DOE των ΗΠΑ για σταθμούς ανεφοδιασμού με υδρογόνο και για την αρχική αγορά περονοφόρου ανυψωτικού. Και ως άλλη σημείωση, 1.2 εκατομμύρια ηλεκτρικά περονοφόρα ανυψωτικά με μπαταρία αγοράστηκαν παγκοσμίως μόνο το 2022.

Τώρα λοιπόν το σύνολο δεδομένων είναι το εξής:

• Μελέτες στόλου λεωφορείων από την Καλιφόρνια, που συνολικώς υπερβαίνουν τα οκτώ χρόνια μεταξύ τριών στόλων, βρήκαν πολύ υψηλότερο κόστος συντήρησης από ό,τι για ένα βασικό ντίζελ.
• Δημοσιευμένα άρθρα με αποσπάσματα από τους φορείς εκμετάλλευσης στόλου Whistler, BC και Pau, Γαλλία καθιστούν σαφές ότι το κόστος συντήρησης για τους στόλους λεωφορείων τους, τόσο η εμπειρία 14 ετών Whistler όσο και η εμπειρία ενός έτους Pau ήταν πολύ υψηλά. Μια δεκαετία με μηδενική κίνηση δεν είναι ενδεικτική μιας βιομηχανίας που ωριμάζει.
• Το στέλεχος της Stadler έχει δηλώσει ότι το κόστος συντήρησης είναι πολύ υψηλότερο για τα ολοκαίνουργια τρένα τους.

Για μένα αυτό που φαίνεται ξεκάθαρο είναι ότι υπάρχουν πολλοί ερευνητές μεταφορών που όλοι μαντεύουν βασισμένοι στην κυριολεξία καμία απόδειξη ότι σαφώς πιο περίπλοκα και επιρρεπή σε αστοχίες φορτηγά υδρογόνου θα είναι περίπου τα ίδια με τα πολύ πιο απλά ηλεκτρικά φορτηγά με μπαταρία ή ίσως λίγο πιο ακριβό. Επιπλέον, όλοι υποθέτουν ότι θα είναι πολύ φθηνότερα στη συντήρησή τους από τα φορτηγά ντίζελ, όπου τουλάχιστον έχουν το σύστημα μετάδοσης στο οποίο πρέπει να αναφέρουν.

Κανένας από αυτούς δεν φαίνεται να έχει πάει για να εξετάσει δεδομένα συντήρησης για κοντινά γειτονικά λεωφορεία υδρογόνου όπου υπάρχει 25ετή ιστορία, ούτε εξέτασε τις δηλώσεις του σιδηροδρομικού φορέα, αν και αυτό το απόσπασμα ήταν αρκετά πρόσφατο. Κανένας από αυτούς δεν φαίνεται να έχει πάει σε OEM που έχουν κάνει δοκιμές φορτηγών υδρογόνου και ρώτησε για εμπειρίες συντήρησης. Κανείς από αυτούς δεν φαίνεται να έχει προσέξει τη χρέωση αντικατάστασης κυψελών καυσίμου $100,000+ που είχε ένας ιδιοκτήτης αυτοκινήτου Hyundai και άρχισε να κάνει ερωτήσεις.

Ως υπενθύμιση, σχεδόν όλα αυτά τα λεωφορεία έχουν κυψέλες καυσίμου Ballard, τεχνολογία που πουλάει η Ballard παγκοσμίως για περισσότερα από 25 χρόνια, με ζημίες 1.3 δισεκατομμυρίων δολαρίων από το 2000. Αυτή δεν είναι μια ανώριμη τεχνολογία, απλώς αποτυγχάνει να εμπορευματοποιηθεί σε κλίμακα μετά από κάθε δοκιμή.

Όπως η υπόθεση του φθηνού πράσινου υδρογόνου, η υπόθεση των φορτηγών κυψελών καυσίμου χαμηλής συντήρησης δεν αντέχει στο παραμικρό έλεγχο. Οι ερευνητές των οδικών εμπορευματικών μεταφορών τη δεκαετία του 2010 έκαναν κάποιες αβάσιμες και χαμηλές υποθέσεις και στη δεκαετία του 2020 αυτές οι υποθέσεις θεωρούνται έγκυρες επειδή έχουν αναφερθεί τόσο συχνά.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://cleantechnica.com/2024/01/26/hydrogen-fleets-are-much-more-expensive-to-maintain-than-battery-even-diesel/