Kaliforniya'nın Hidrojen İstasyonları, Yıllık %15 Yatırım Harcama Oranıyla Pompalamadan Daha Fazla Saat Süreyle Sabitleniyor - CleanTechnica

Websitesine kayıt olun : CleanTechnica'dan günlük haber güncellemeleri e-postada. Veya bizi Google Haberler'de takip edin!

---

Son zamanlarda hidrojen kamyonlarıyla ilgili çalışmaları gözden geçiriyorum çünkü burası, ciddi ulaşım araştırma kuruluşlarının enerji taşıyıcısı için hâlâ umut beslediği az sayıdaki yerden biri. Avrupa ve Kuzey Amerika'daki birçok ülkeden 2010 yılına kadar yapılan çalışmalara baktım.

Son zamanlarda, temel olarak hidrojen, akülü elektrik ve elektrikli yol sistemleri, biyoyakıtlar ve dizel arasında başka bir toplam sahip olma maliyeti simülasyonu yapan bir Avrupa araştırmasının hakemli grubunun bir parçası oldum. Dikkatimi çeken şeylerden biri, hidrojenli araçların bakımına ilişkin varsayımların çok düşük görünmesiydi; çalışma, bunun akülü elektrikten çok az daha fazlası olacağını gösteriyordu.

Daha yüksek filo bakım maliyetlerine ilişkin anekdot niteliğindeki kanıtların ve yüksek basınçlar, aşırı sıcaklık aralıkları, hava saflığı gereklilikleri ve hidrojenin özelliklerine ilişkin ilk ilkelerin bunun da daha fazla olması gerektiğini önerdiğinin farkındaydım. Bu yüzden daha fazla veri aradım.

Kaliforniya filo bakım raporları, üç toplu taşıma organizasyonundaki hidrojen yakıt hücreli otobüslerin ve toplam sekiz yıllık çalışmanın bakım maliyetlerinin 200.000'den fazla olduğunu gösterdi. Dizel otobüslere göre ortalama %50 daha yüksek kat edilen aynı mesafeler için. Bunu araştırırken ve yazarken, karmaşık yakıt ikmal istasyonlarının da benzer bakım sorunlarına sahip olup olmadığını kısaca merak ettim, ancak bunu başka bir güne bıraktım. Görünüşe göre bugün o gün.

Yayının ardından, bir kimya mühendisi tanıdığım bana, bakım maliyetlerinin genellikle toplam sahip olma maliyeti çalışmalarında yıllık sermaye harcamalarının %3'ü olarak sunulduğunu, ancak 350 atmosferik basınçlı yakıt ikmali çözümünü değerlendirirken yakıt ikmalcilerinden aldığı alıntıların şunu gösterdiğini söyledi: bunun yerine sermaye harcamalarının %10'u olmalıdır. Ne yazık ki bunları paylaşamadı.

Tabii ki, Uluslararası Temiz Ulaşım Konseyi'nin hidrojen yakıt ikmal istasyonları hakkındaki varsayımlarına baktığımda şunu buldum: Re-Tweet:

Önceki çalışmalara benzer şekilde, yıllık sabit işletme bakım ve işçilik maliyetinin sistem sermaye maliyetinin %4'ü olduğunu varsayıyoruz (Brynolf ve diğerleri, 2018; Matute ve diğerleri, 2019).

Anekdotsal olarak, bunun, hidrojen kamyonuna yakıt ikmali konusunda sistemik toplam sahip olma maliyetine fayda sağlayan ölçekteki bir başka önemli nokta olduğu görülüyor. Peki bu gerçekten doğru mu? ICCT ve diğerlerinin dikkate alması gereken veriler var mı?

Bir kaynağın izini sürmek biraz zaman aldı ama Kaliforniya ve ABD NREL yine başarıya ulaştı. 2022 yılına ait bir rapor buldum. Yeni Nesil Hidrojen İstasyonu Analizi, DOE Hidrojen Programının bir parçası olarak Yıllık Liyakat İncelemesi ve Akran Değerlendirme Toplantısında sunulmuştur. Eyaletteki yakıt hücresi pompalarına ilişkin altı yıllık bakım verilerini içeriyordu. Veriler 2'in 2021. çeyreğinden sonra sona erdi, ancak bu, COVID sonrası bir artış görmek için yeterliydi ve elbette COVID öncesi veriler de vardı.

Veriler, çoğunlukla hafif araçlara yönelik olan ve Toyota Mirais, Hyundai Nexos ve benzerlerine 55 atmosferde hidrojen pompalayan 700 perakende istasyonunu kapsıyordu. Birçoğunun yalnızca tek bir pompası var çünkü daha fazlasına talep yok. Orada ayrıca birkaç ağır araç istasyonu da vardı, ancak bunlar ayrı ayrı bölünmemişti; bu da talihsiz bir durum çünkü eklenen karmaşıklık şüphesiz bakım maliyetlerini artırıyor. Devletin inşa etmeyi planladığı 110 yeni istasyon hiçbir zaman hayata geçirilmedi ve mevcut sayı birkaç yıl sonra 55 olarak kaldı.

Neden karmaşıklık eklendi? Hafif araçlara yönelik yakıt ikmali pompaları yavaştır ve gerçek oranlara ilişkin NREL raporuna göre dakikada ortalama 0.93 kg hidrojen dağıtır, bu da bir Toyota Mirai'yi boştan doldurmanın yaklaşık beş dakika sürdüğü anlamına gelir. Bu, ABD'de dakikada 10 galon hızla çalışan gaz pompalarıyla karşılaştırılır; bir galon, bir kilogram hidrojenin enerji eşdeğeridir. Yakıt hücreli arabalar içten yanmalı arabalardan daha verimlidir, bu yüzden bir arabanın beş dakikadaki on galona eşdeğeri kadardır.

Bu, elbette, yakıt ikmali sırasında 50 ila 100 kilogram veya daha fazla hidrojen gerektiren ağır kamyonlar için tamamen yetersizdir ve yakıt ikmali sürelerinin, akülü elektrikli kamyonların şarj sürelerinden daha uzun, yani 90 dakikaya kadar çıkmasına neden olur. Ayrıca orta büyüklükteki teslimat araçları için de yetersizdir çünkü bu hafif araç istasyonları, uzun bir yeniden sıkıştırma döngüsünden geçmeden önce yaklaşık beş kilogram teslimat yapacak şekilde optimize edilmiştir. Bu, bir araştırmadan elde edilen raporun bir kısmı orta boy teslimat minibüsünün denemesi Birleşik Krallık'ta yakıt ikmali sadece 15 kilogram hidrojen elde etmek için üç kat daha uzun sürdü, yaklaşık 10 dakika.

Bu nedenle, ağır araç yakıt ikmal istasyonlarına, onları biraz daha iyi hale getirmek için, daha yüksek kalitede ve daha yüksek maliyetli bir dizi ek ekipman eklenir. Hala harika değil. Bir test ortamındaki NREL, basınçlı hidrojen ile dizel pompa hızlarını yaklaşık olarak hesaplamayı başardı, ancak bu özel bir test tesisidir ve uzaktan ekonomik veya ticarileştirilebilir olacağına dair hiçbir garanti yoktur.

Raporun sekizinci sayfasındaki grafikler, pompalanan hidrojen miktarı ile bakım gereksinimleri arasında güçlü, makul ölçüde tahmine dayalı, doğrusal bir korelasyon olduğunu açıkça ortaya koyuyor; bu, benim baktığım benzin istasyonu çalışmalarıyla aynı. Dört kat daha fazla hidrojen pompalayın, dört kat daha fazla bakım yapın.

Ancak hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının ne kadar bakım gerektirdiğini açıkça belirtmiyorlar. Raporun farklı sayfalarında sunulan sayılarla matematik gerekiyordu.

İlk sayı pompalanan hidrojenin kilogramıydı. 2021'in ilk yarısını, yani pompalanan hidrojen tonajlarının program tarihindeki en yüksek seviyede olduğu ve hidrojen pompalarında ve operasyonel mükemmellik programlarında beş yıllık iyileştirmelerin kendi rotasını tamamlamak için zaman bulduğu, COVID'den sonraki altı aylık verileri seçtim.

55 istasyonda, Kaliforniya'daki 540,000'den fazla hidrojenli araca 13,000 kilogram hidrojen dağıtıldı. Evet, bu ABD eyaletinin yollarında Çin dahil dünyanın herhangi bir ülkesinden daha fazla hidrojenli araç bulunuyor. Ancak bu hâlâ istasyon başına ortalama 236 araç anlamına geliyor.

Bazı istasyonlar günde 300 kilograma kadar dağıtım yapıyordu; bu, ortalama bir pompanın günlük olarak dağıttığı galon benzin miktarının çok küçük bir kısmıydı. Elbette bu kilogramları ulaştırmak 10 kat daha uzun sürdü, dolayısıyla istasyonlar olduğundan daha yoğun görünüyor.

55 istasyon ve 540,000 kilogramın son iki çeyrekteki verileri, istasyon başına günlük ortalama sadece 54 kilogramdır. Araç başına 3 kilogram (%60) yakıt ikmali yapıldığını varsayarsak, her istasyon günde yalnızca 18 araç görüyor. Bu da ortalama 13 günde bir yakıt ikmali yaptıkları anlamına geliyor. Bu, ortalama yakıt hücreli aracın günde yaklaşık 15 mil sürüldüğü anlamına gelir; bu, ABD için günlük ortalama 37 mil'in çok altında bir mesafedir.

Aynı dönemde, planlı ve plansız etkinlikler, önleyici bakım ve yanlış giden şeylerin düzeltilmesi arasında 3,250 bakım etkinliği kaydedildi. Raporun o dönem için olay başına bakım saati yoktur, ancak başka bir sayfada olay başına 3.6 saatlik beş yıllık tarihsel ortalamaya yer verilmiştir.

Çok az matematik, 55 istasyonun görmüş gibi göründüğünü gösteriyor Altı ayda 11,700 saat bakım, istasyon başına yaklaşık 212 saat veya günde yaklaşık 1.2 saat. Anladığım kadarıyla bunların hiçbiri günlük muayene ve cıvata sıkma değil, pompayı hizmet dışı bırakan planlı ve plansız bakım olayları. Bakım olaylarının %27'sinin giderilmesi bir saat veya daha az sürdü; ortalama değer 2.5 saat gibi oldukça yüksekti ve pek çok olayın düzeltilmesi bir düzine saatten, hatta 24 saatten fazla sürüyordu.

Bu yüksek mi? Öyle görünüyordu. Benzin istasyonları için eşdeğer verileri aramaya gittim. 2013 yılında yapılan bir araştırma buldum. Benzin İstasyonları Zinciri İçin Bakım Operasyonlarının Analizi ve Programlanması570 istasyondaki 40 pompaya ait veriler. Orta derecede arızalı istasyonlarda dağıtıcı başına saatte 0.002 arıza yaşandığını buldu. İstasyon başına ortalama 14 pompanın bulunduğu bu istasyonlar, düşük hacimli tozlu istasyonlar değil, oldukça yoğun istasyonlardı. 'Saatlerin' aktif olarak kullanılan saat mi yoksa toplam saat mi olduğunu belirleyemedim, ancak büyüklük sırası farkı bile saat başına çok fazla arıza olmazdı.

Çalışma, bakım gerektiren arızalar arasındaki ortalama süreye ve önleyici bakımın faydalarına odaklanmıştı, dolayısıyla bakım faaliyetlerinin süresi yoktu ancak ortalama önleyici bakımla 14 pompalı bir istasyonun her 550 saatte bir arıza gördüğünü açıkça ortaya koydu ya da öyle ya da herhangi bir pompa orada öylece duruyor ve yılın üçte biri boyunca incelemeden, silmeden ve cıvataları sıkmadan çalışıyor.

Peki Kaliforniya'nın hidrojen yakıt ikmal istasyonları nasıl görünüyor? Çoğunun benzin istasyonunda yalnızca bir veya iki pompası olduğunu unutmayın.

Ortalama 0.93 kilogramlık akış hızı göz önüne alındığında, bu istasyonların pompaladıkları her 3.6 kilogram hidrojen için 46 saatlik bakıma ihtiyaç duyduğu ortaya çıktı.

Toplam bakım saatleri - bir kez daha belirtilen ortalama süre ve olay sayısından türetilmiş ancak NREL raporunda açıkça belirtilmemiştir - şu şekildedir: 11,700'in ilk altı ayında 55 istasyonda 2021 saat. 

0.93 akış hızında hidrojen pompalamanın toplam süresi 9,677 saat.

Kaliforniya'nın hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının onarımı ve bakımı, 2,000'in ilk yarısında hidrojen pompalamak için harcadıklarından 2021 saat daha fazla zaman harcadı.

Bu raporu ben yazmış olsaydım, bu ilk bulgu büyük çığlık atan harflerle ön planda ve merkezde olurdu. Bunun yerine, onu bulmak için çok kazmak zorunda kaldım. Peki ya maliyetler?

Okyanus yüzeyinin dört milden fazla altına eşdeğer olan 700 atmosfer basıncıyla karşı karşıya olduğumuz göz önüne alındığında, Joe'nun Benzin İstasyonu Bakımı'ndaki ucuz teknisyenlerden bahsetmiyoruz.

Raporun 14. sayfasında, herhangi bir bağlam olmaksızın, bakım başına maliyetin istasyon başına çeyrek başına 10,000 ABD dolarının veya yıllık 40,000 ABD dolarının üzerinde olduğu duyuruluyor. Bunu daha da derinleştirdim ve bakım maliyetlerinin kullanımla birlikte doğrusal olarak arttığını ve kullanımın çok düşük kaldığını gösteren temel veri setini buldum. Verilerinin son dört çeyreği, istasyon başına yıllık yaklaşık 50,000 doları gösteriyordu.

O zamanlar 55 istasyon için iki çeyrek boyunca toplam harcama $ idi.1,375,000. Bu, saatlik bakım maliyetini 118 dolara çıkarıyor. 

Benzin istasyonlarına göre kullanım ne kadar düşük? Ortalama bir pompa, normal kullanımda yılda 300,000 galonun üzerinde, yani günde yaklaşık 900 galon hareket edecek şekilde tasarlanmıştır. Benzin istasyonları raporundaki ortalama benzin istasyonunda 14 pompa vardı, yani günde 10,000 galonun üzerinde. En büyük hidrojen yakıt ikmal istasyonu için günde 300 kilogram, homeopatik bir miktardır ve çok yüksek sermaye maliyetleri vardır; kişi başına günde dağıtılan hidrojenin kilogramı başına 1,200 ile 3,000 dolar arasında değişir. 2020 DOE Hidrojen Programı raporu, çok fazla kilogram üzerinden amortismana tabi tutulmaz.

Bu rapor, tüm Kaliforniya'daki en yoğun istasyonların sadece 770 kg'a ulaştığı sırada, satın alınan istasyonların 1,620 kg/gün ila 300 kg/gün kapasiteye sahip olduğunu gösterdi. Açık olmak gerekirse, mevcut yakıt ikmal istasyonları daha fazla hidrojen sağlama kapasitesine sahipti, ancak onlardan bunu yapmaları istenmiyordu çünkü çok az sayıda hidrojen aracı vardı ve çok az kullanılıyorlardı.

Biraz maliyet varsayımları yapalım. Hidrojen maliyetleri üzerine yapılan çalışma, maliyetlerin düştüğünü açıkça ortaya koydu. Mevcut 55 istasyonun, dağıtılan hidrojenin kilogramı başına 3,000 ABD doları olan aralığın çok yüksek ucunda olduğunu varsayalım. Teslim ettiklerinden çok daha fazlasını taşıyacak büyüklükte olduklarını ve açıkça günde 300 kilogramın üzerinde olduklarını varsayalım. 770 kg/gün aralığının en alt sınırını varsayalım. Bu, ortalama istasyonun sermaye maliyetini 2.3 milyon dolar yapıyor; 55 tanesinin maliyeti ise yaklaşık 130 milyon dolar.

Yatırım harcamalarının %4'ü tutarındaki bakım gideri, yılda yaklaşık 5 milyon dolar harcayacaklarını, ancak yılda yalnızca 1,375,000 dolar harcayacaklarını gösteriyor. İyi görünüyor.

Ancak istasyon başına günde yalnızca 54 kilogram pompalıyorlar ve verilerin gösterdiği gibi bakım, teslim edilen kilogramla doğrusal olarak artıyor. 54 kilogramın ortalama 770 kilograma ölçeklendirilmesi, istasyonların planlanan kapasitede çalışması durumunda gerçek bakım maliyetinin yılda 20 milyon dolar olacağını gösteriyor.

Bu sermaye harcamasının %15'i, sermaye harcamasının %4'ü değil. Ve bu, görünüşe göre hidrojen yakıt istasyonu satış elemanlarının vaat ettiği yatırım harcamalarının %10'u değil. Açıkçası ihalelerde yaptıkları şey, alıcıları hidrojen yakıt ikmali gibi daha da kötü bir gerçekliğe hazırlamaktır.

Referans Sınıfı Tahmini konusuna kısa bir giriş yapalım. Bu, Profesör Bent Flyvbjerg ve ekibinin mega projelere ilişkin veri toplamak için harcadıkları neredeyse 30 yıl boyunca tasarladıkları tahmin yöntemidir.

İşte kısaca RCF. Yapmaya çalıştığınız şey hakkında mümkün olan tüm verileri alın. Ortalamayı bulun. Tahminlerinizde bunu kullanın. Bir köprü inşa ediyorsanız, inşa edilen köprülerin gerçek maliyetlerinin tamamını bulabilirsiniz. Ortalamasını çıkar. Bununla başla. Yalnızca özel olduğunuza inanmak için gerçekten güçlü bir nedeniniz varsa yukarı veya aşağı doğru ayarlama yapın.

Flyvbjerg'i ve ortak yazar Dan Gardner'ın kitabını okuduysanız, Büyük İşler Nasıl Yapılır?2023'ün en iyi iş kitapları listesinde sıklıkla en üstte yer alan RCF'yi ve nasıl uygulanacağını okumuşsunuzdur. Büyük Şeyler'i okumadıysanız hemen okuyun.

Bu, toplam sahip olma maliyeti çalışmaları açısından ne anlama geliyor? Eğer istasyonlara maliyet çıkarıyorlarsa ki öyle olmalı, bakıma sermaye harcamalarının %15'ü değil, sermaye harcamalarının %4'i kadar maliyet vermeliler.

Eğer DOE'nin yıllık toplantısını bildiriyor olsaydım ve bulduğum raporu sunuyor olsaydım, bu, daha da büyük harflerle, pompalama bulgusundan 2,000 saat daha fazla bakımın hemen altında olurdu.

Tamam, bu veriyi açıklamak için kaç tane bahane üretebiliriz? Bu, argümanların önceden yüklenmesine yardımcı olur.

#1: Teknoloji henüz olgunlaşmadı ve her şey daha iyi olacak! 

Hidrojen yakıt ikmal istasyonları 25 yılı aşkın bir süredir küresel olarak kullanılıyor, Kaliforniya diğer ülkelerden daha fazla sayıda istasyona sahip ve bu altı yıllık verilerin son birkaç çeyreği, dolayısıyla limonları bir kenara bırakıp bakımı optimize etmek için zaman var.

#2: Gerçek bakım maliyetlerini artırmak adil değil!

Pompalanan kilogram ve bakım olaylarına ilişkin eğri uyumu, kendi verilerine göre doğrusaldır ve benzin istasyonu pompalama bakım çalışmaları tarafından desteklenmektedir. Onlara maliyet ve kapasite konusundaki şüphe avantajını kullanarak %15'e inmelerini sağladım. İlk rakamlar daha kötüydü, bu yüzden onları üç kez kontrol edip yeniden yapıyorum. Daha iyi bir metodoloji önerin ve bunu verilere uygulayın.

#3: Bu veriler hafif araç istasyonları içindir ve daha ağır araç istasyonları daha güvenilir olacaktır!

Hayır, yüksek hızlı hidrojen transferine yönelik artan karmaşıklık ve gereksinimler, güvenilirliğe ulaşmayı daha az değil, daha da zorlaştırıyor. Bu %15'lik bulgunun kamyonlar için çok düşük olması muhtemeldir. Bir hatırlatma olarak, %10'luk anekdotsal veriler 350 atmosfer basınçlı pompalama sistemleri içindi.

#4: Önemli değil çünkü onun yerine sıvı hidrojen kullanacağız!

Hayır, hidrojeni mutlak sıfırın 20° üzerinde depolamak ve pompalamak, 700 atmosfer basınçlı gazdan çok daha karmaşıktır. Isı ve basınç yönetimiyle ilgili zorluklar ve tehlikeler katlanarak artıyor. Sıvı hidrojenin kullanımı o kadar zor ki, uzay endüstrisi sıvı hidrojenden metan gazına doğru ilerliyor.

#5: Kimse onları kullanmadığı için parçalanıyorlar ve daha fazla kullanıldığında daha iyi olacaklar!

Bu aslında bir hidrojen savunucusunun gerçekten belirtmek istediği bir noktaya işaret etmiyor ve 2. noktaya bakın.

#6: Veriler kötü, yazar tarafından uydurulmuş!

Verilerin tümü, gerçek benzin istasyonlarındaki gerçek bulgular hakkındaki NREL hidrojen programı raporlarından alınmıştır.

#7: Önemsiz bir hata tespit ettim, bu yüzden değerlendirmenin tamamını geçersiz kılma iznini kendime veriyorum!

O kişi olma.

#8: Sonuçları beğenmedim!

Bu durumda, gerçekten diğer makalemin yanında durmalısınız - Önyargılar ve Eksik Veriler Arasında İklim Çözümlerini Açıkça Görmek Zorlayıcıdır - bir süreliğine ve yaşam tercihleriniz üzerine düşünün.

---

Özetlemek gerekirse, milyonlarca kilogram hidrojenin teslim edildiği altı yıl boyunca 55 istasyonu kapsayan en büyük halka açık veri setindeki hidrojen yakıt ikmal istasyonları, hidrojen istasyonlarının hidrojen pompaladıkları süreden %20 daha fazla hizmet dışı kaldığını ve yıllık bakım masrafları yatırım harcamalarının %15'ü değil %4'idir.

ICCT, Daimler, hidrojen yakıt ikmali satıcıları ve ABD DOE'nin artık %15 kullanmaya başlamasını bekliyor muyum? Hayır, Kaliforniya'nın verilerini ve sermaye harcamalarına ilişkin daha gerçek verileri kullanarak az önce yaptığım çalışmayı yeniden oluşturmalarını ve %4'ten çok daha gerçekçi bir rakam bulmalarını bekliyorum. Şahsen ben %15'ten memnunum ve bunu kullanacağım ve etkileşimde bulunduğum gruplara da bunu kullanmalarını önereceğim.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://cleantechnica.com/2024/01/27/californias-hydrogen-stations-being-fixed-more-hours-than-pumping-at-15-capex-per-year/