Flotele cu hidrogen sunt mult mai scumpe de întreținut decât bateria și chiar și dieselul – CleanTechnica

Înscrieți-vă pentru actualizări zilnice de știri de la CleanTechnica pe email. Sau urmăriți-ne pe Google News!

---

Unul dintre lucrurile interesante pe care le-am făcut este să particip la un grup de revizuire pentru un studiu european privind comparațiile și simulările privind decarbonizarea vehiculelor grele. Asta înseamnă, printre altele, că mă uit la ipotezele folosite.

Deoarece lucrarea este în revizuire și ipotezele sunt testate și îmbunătățite, nu voi identifica autorul sau organizația în acest moment. Nu este vorba despre faptul că ei au greșit sau au dreptate, ci despre o grămadă de presupuneri care se fac despre întreținerea vehiculelor grele cu celule de combustie, care nu rezistă controlului, dar sunt în multe studii care sunt considerate credibile.

Să începem cu primele principii. Un vehicul greu cu celule de combustibil, cum ar fi un camion de marfă sau un autobuz de tranzit, este un vehicul electric cu baterii, cu componente suplimentare pentru trenul de propulsie cu celule de combustibil. Aceasta înseamnă că trenul de alimentare a bateriei are baterii, un sistem de încărcare a energiei electrice fără piese în mișcare, cu excepția clapei peste mușcă, o unitate de gestionare a energiei pentru a transporta electricitatea prin firele către motor și un motor. Există senzori, comenzi computerizate și altele asemenea, dar foarte puține părți mobile și foarte puține care necesită multă întreținere. Acest lucru este determinat de studiile de întreținere ale vehiculelor electrice cu baterie pură.

Un vehicul cu pile de combustibil este un vehicul hibrid cu baterie cu hidrogen. Se adaugă un rezervor de hidrogen sofisticat de 700 de atmosfere sau un rezervor de hidrogen lichid și mai sofisticat cu senzor de presiune și sisteme de descărcare, un sistem complex de mișcare a combustibilului cu hidrogen care trebuie să facă față schimbărilor de presiune foarte mari în cazul rezervoarelor sub presiune sau volum foarte mare și prin urmare, presiunea se schimbă pe măsură ce hidrogenul lichid este încălzit la formă gazoasă, provocări foarte mari de management termic și, prin urmare, senzori de management termic, actuatori și componente în ambele cazuri, o pilă de combustibil costisitoare și cu durată limitată de viață, care necesită hidrogen pur și aer curat, o admisie de aer. și ca rezultat un sistem de filtrare și un sistem de evacuare pentru deplasarea apei rezultate din pila de combustibil din vehicul fără înghețare, deci o soluție de încălzire.

Această diagramă a procesului de gestionare a aerului, care nu este necesară pentru vehiculele electrice cu baterie, ar trebui să clarifice faptul că componentele adăugate ale unui vehicul cu celule de combustibil nu sunt banale. Există mult mai multe puncte de defecțiune potențială și multe alte lucruri care necesită întreținere programată.

Cel mai apropiat exemplu sunt vehiculele electrice hibride. Datele de la vehiculele ușoare arată că întreținerea trenului de propulsie costă mult mai mult la vehiculele hibride decât la vehiculele electrice cu baterie pură, aproximativ la fel ca vehiculele cu ardere internă.

Unul dintre lucrurile pe care eu criticat Studiul profund defectuos al Consiliului Internațional pentru Transport Curat privind camioanele despre anul trecut a fost că au avut îmbunătățiri semnificative ale costurilor de întreținere pentru camioanele cu trenuri cu hidrogen și niciuna pentru camioanele electrice cu baterie. De fapt, ei au presupus că camioanele grele, cu rază lungă de acțiune – singurul segment în care unele organizații încă mai au speranță pentru celulele de combustibil – ar avea costuri de întreținere foarte asemănătoare cu cele ale bateriei electrice după 2030 și costuri de întreținere echivalente cu camioanele cu motorină imediat.

Cifrele sunt toate în euro pe 100 de kilometri.

Când l-am revizuit pentru prima dată, mă zgâriam în privința acordării beneficiului îndoielii maturizării camioanelor cu pile de combustibil cu hidrogen față de camioanele electrice cu baterie. La urma urmei, autobuzele cu celule de combustie funcționează în întreaga lume în teste din anul 2000, iar motostivuitoarele cu celule de combustibil de mai mult timp. Camioanele și autobuzele electrice cu baterie sunt relativ noi.

Dar acum mă zgâriesc de ce toată lumea crede că vehiculele grele cu celule de combustibil cu hidrogen vor avea nevoie de întreținere redusă.

Am adunat date anecdotice despre costurile de întreținere. Operatorul de flotă din Pau, Franța clarificat când au renunțat la autobuzele cu hidrogen în 2023, după patru ani de funcționare, că au fost întreținute foarte mult și că menținerea lor în funcțiune era o provocare constantă.

„Stația de producție are mai multe probleme decât se aștepta, iar autobuzele au o mulțime de avarii foarte mici. În ceea ce mă privește, îmi petrec trei sferturi din zile acolo, deși este doar una din cele 17 rânduri!”

În mod similar, experiența din Whistler, BC cu un deceniu mai devreme a descoperit dublează costurile de întreținere, conform lui Ballard.

Potrivit Ballard Power Systems de la Burnaby, care produce motoare cu celule de combustie, autobuzele cu hidrogen ale lui Whistler costă 1.34 USD pe kilometru pentru întreținere, față de 65 de cenți pe kilometru pentru autobuzele cu motor diesel.

Doi operatori de autobuze, despărțiți de un deceniu și de un ocean, ambii au avut experiențe identice cu autobuze de la diferiți producători. Dar totusi, anecdotic. Dacă acestea ar fi toate datele, le-aș renunța la câteva experiențe proaste.

Dar atunci când un director de vânzări OEM pentru transportul feroviar pentru Stadler din Germania are acest lucru spune despre propriile sale produse, am crezut că se întâmplă ceva.

„În plus, pilele de combustibil cu hidrogen necesită mult mai multă întreținere decât bateriile singure, necesitând înlocuirea în medie în trei ani.

„Din cauza acestui lucru și a rezervorului de hidrogen de la bord, efortul de întreținere este, desigur, mai complex în comparație cu trenurile cu baterii”, a explicat Obst, adăugând că trenurile cu hidrogen necesită, de asemenea, o baterie pentru alimentare de rezervă.”

Ca urmare, când am văzut ipoteze ale costurilor de întreținere foarte scăzute în studiul pe care îl revizuiesc, am furnizat acest material și am sugerat că ipotezele privind costurile de întreținere aproape identice sunt inadecvate. Cercetatorul principal a arătat sursa, așa că m-am dus la asta. A fost un studiu de grup de lucru german, în același efort ca și studiul I evaluat acum câteva luni.

Studiul, tradus datorită unei pagini web online foarte la îndemână, care îmi va trimite e-mailuri de rugăciune pentru a le oferi bani pentru totdeauna, a fost 2020 Raport de atelier Schimbarea conducerii vehiculelor comerciale: Modalități de decarbonizare a camioanelor mai dificile, cu accent pe electrificare de la Platforma Națională Germană: Viitorul efortului de mobilitate.

M-am cufundat în asta așteptând să găsesc o referință la studii și date empirice. Ceea ce am descoperit a fost că trei cercetători de la două instituții – Wolfgang Schade de la M-Five și Patrick Fieltsch și Heike Flamig de la Universitatea Tehnică din Hamburg au furnizat afirmații de întreținere fără referințe sau citate. Nici în bibliografie nu era nimic care să le explice. Nu am putut găsi alte studii în germană care ar fi putut fi sursa, dar să caut pe Google în germană nu este abilitățile mele de top, așa că poate am omis ceva.

Deci avem ICCT, M-Five și TUHH care afirmă ceea ce par a fi cifre scăzute pentru întreținere și până acum nu există date sau studii care să le susțină.

M-am întors la studiul ICCT TCO pentru a vedea numerele lor de întreținere și citează o altă publicație din 2023 a autorului principal, așa că m-am dus să mă uit la acel studiu. Se referă la o lucrare de la Universitatea din California, Davis din 2022 de Wang și colab. Estimarea costurilor de întreținere și reparații pentru camioanele grele electrice cu baterii și cu celule de combustibil.

Are date? Nu, nu, nu. Enumeră rapoartele pe care s-a bazat, a declarat clar că nu există date de care să se bazeze și că toată lumea presupunea că camioanele cu celule de combustibil ar fi aproximativ la fel cu camioanele electrice cu baterie sau poate ceva mai scumpe.

Până acum am o jumătate de duzină de rapoarte pe două continente în două limbi și nu am găsit nimic în afară de ghicire. Dar am două citate de la operatorii de flote de autobuze, un tip de vehicul care este puternic adiacent și asemănător camioanelor grele cu un ciclu de funcționare ridicat, la un deceniu distanță, care arată clar că costurile de întreținere sunt foarte mari și o ofertă de la un director OEM de trenuri care arată clar că și costurile de întreținere ale produsului său cu celule de combustibil sunt mult mai mari. De fapt, el spune că nimeni nu l-ar cumpăra decât dacă cererea de propunere cere în mod explicit trenuri cu hidrogen și nimic altceva.

Acest lucru m-a determinat să mă uit la datele de întreținere a autobuzelor cu celule de combustibil, cu speranța că, în ciuda tuturor defecțiunilor care au fost măturate sub covor în cei 25 de ani în care autobuzele cu hidrogen au fost testate și abandonate în zeci de locuri din întreaga lume, cineva ar fi captat de fapt niște date.

Și iată, California a trecut. Ca întotdeauna în SUA, ei publică totul despre ei înșiși, punând datele la dispoziție pentru analiștii ca mine pentru a încerca să extrapoleze în locuri cu bugete mult mai mici sau cu orice sentiment că toată lumea le va pesa de ei.

Am găsit trei studii despre flote de autobuze în trei organizații de tranzit diferite din California,

Acest Studiu US OSTI a unei flote de zece autobuze cu celule de combustibil din Oakland, California, pentru întregul an 2020, a constatat că întreținerea medie pentru distanța parcursă a fost mult mai mare decât costurile de întreținere pentru autobuzele diesel, aproximativ 59 de cenți pe milă față de 35 de cenți pe milă. De altfel, asta era foarte aproape de flota de motorină cu baterii hibride, care era la 62 de cenți.

Acest studiu din sudul Californiei, de către NREL din 10 autobuze cu celule de combustibil timp de 16 luni, a constatat că costurile pe distanță parcursă sunt mai mici decât studiul OSTI la 42 de cenți pe milă, dar totuși mai mari decât valoarea de bază diesel de 35 de cenți pe milă. În special, întreținerea legată de propulsie a fost de 37.3% din total.

Acest Studiu NREL care acoperă șase ani de întreținere pentru autobuzele cu celule de combustie din județul Riverside, județul Sunline de lungă durată, orașul adiacent Coachella, a constatat că costurile de întreținere au fost de 2.5 ori mai mari pentru flota de celule de combustie decât flota mai veche CNG pentru perioada respectivă, 56 de cenți pe milă sau foarte aproape de primul studiu.

Un pic mai mult de căutare nu a găsit alte date empirice disponibile în limba engleză despre costurile de întreținere. M-am uitat la câteva hârtii pe lista de furculițe cu hidrogen, dar nu au evidențiat costurile de întreținere sau alte costuri într-un mod util. Ca o notă, aproape toate cele aproximativ 50,000 de stivuitoare cu hidrogen se află în SUA în centre de distribuție care au primit mulți bani DOE pentru stațiile de alimentare cu hidrogen și achiziția inițială a stivuitorului. Și ca o altă notă, 1.2 milioane de stivuitoare electrice cu baterii au fost achiziționate la nivel global numai în 2022.

Deci acum setul de date este următorul:

• Studiile flotei de autobuze din California, însumând peste opt ani între trei flote, au constatat costuri de întreținere mult mai mari decât pentru o linie de bază diesel.
• Articolele publicate cu citate de la Whistler, BC și Pau, Franța, operatorii de flote arată clar că costurile de întreținere pentru flotele lor de autobuze, atât experiența Whistler de 14 ani, cât și experiența Pau de un an, au fost foarte mari. Un deceniu cu mișcare zero nu indică o industrie în curs de maturizare.
• Executivul Stadler a spus că costurile de întreținere sunt mult mai mari pentru noile lor trenuri.

Pentru mine, ceea ce pare să fie clar este că există o grămadă de cercetători în domeniul transporturilor care toți ghicesc pe baza literalmentelor nicio dovadă că camioanele cu hidrogen în mod clar mai complexe și predispuse la defecțiuni vor fi aproximativ la fel ca camioanele electrice cu baterie mult mai simple, sau poate puțin. mai scump. În plus, toți presupun că vor fi mult mai ieftin de întreținut decât camioanele cu motorină, unde cel puțin au sistemul de transmisie spre care să se îndrepte.

Niciunul dintre ei nu pare să se fi uitat la datele de întreținere pentru autobuzele pe hidrogen apropiate, unde există o istorie de 25 de ani, sau să se fi uitat la declarațiile operatorului feroviar, deși citatul a fost destul de recent. Niciunul dintre ei nu pare să fi mers la OEM care au testat camioane cu hidrogen și au întrebat despre experiențele de întreținere. Niciunul dintre ei nu pare să fi observat taxa de înlocuire a celulei de combustibil de peste 100,000 de dolari pe care o avea un proprietar de mașină Hyundai și a început să pună întrebări.

Pentru a ne aminti, practic toate aceste autobuze au celule de combustibil Ballard, tehnologie pe care Ballard o vinde la nivel global de peste 25 de ani, cu pierderi de 1.3 miliarde de dolari din 2000. Aceasta nu este o tehnologie imatură, pur și simplu nu reușește să se comercializeze la scară după fiecare încercare.

La fel ca ipoteza hidrogenului verde ieftin, ipoteza camioanelor cu celule de combustibil care necesită întreținere redusă nu rezistă nici măcar o analiză. Cercetătorii în domeniul transportului rutier de marfă din anii 2010 au făcut niște ipoteze fără temei și neîntemeiate, iar în anii 2020 aceste ipoteze sunt considerate valide deoarece au fost citate atât de des.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://cleantechnica.com/2024/01/26/hydrogen-fleets-are-much-more-expensive-to-maintain-than-battery-even-diesel/