Розуміння водневих заправних станцій
Для заправки електромобілів, що працюють на паливних елементах, воднем використовуються спеціальні місця, які називаються водневими заправними станціями (HRS). Ці заправні станції зберігають водень під високим тиском і використовують спеціальні форсунки та трубопроводи для подачі водню до транспортних засобів, на відміну від традиційних заправних станцій. Система заправки воднем стає вирішальною для живлення транспортних засобів на паливних елементах, які створюють лише тепле повітря, а також водяну пару, оскільки людство рухається до низьковуглецевого транспорту.
Чим заправляти водневий автомобіль?
Для заправки водневих транспортних засобів використовується високостиснутий газоподібний водень (H2), зазвичай під тиском 350 бар або 700 бар для автомобілів. Для ефективного зберігання газу під високим тиском водень зберігається у спеціалізованих резервуарах, посилених вуглецевим волокном.
Як працюють водневі заправні станції?
Заправка транспортного засобу, виготовленого з водню, потребує кількох важливих кроків: 1. Виробництво водню: Риформінг парового метану (SMR), використання електроенергії з відновлюваних джерел або як наслідок виробничого процесу – це деякі з незалежних способів, які часто використовуються для виробництва водню для подальшого використання.
- Стиснення та зберігання газу: поблизу розташовані резервуари для зберігання, де зберігається газоподібний водень після його ретельного стиснення до високого тиску (350–700 бар).
- Попереднє охолодження: Щоб уникнути пошкодження від тепла під час швидкого наповнення, водень необхідно охолодити до -40°C перед дозуванням.
4. Дозування: Між резервуаром для зберігання автомобіля та спеціально розробленим соплом утворюється герметичне з'єднання. Ретельно контрольована процедура, яка підтримує стабільний тиск і температуру, дозволяє водню потрапляти в резервуари автомобіля.
5. Системи безпеки: Ряд захисних функцій, таких як системи пожежогасіння, автоматичне відключення та моніторинг витоків, гарантують безпеку експлуатації.
Водневе паливо проти електромобілів
Чи водневе паливо краще за електричне?
Ця реакція залежить від конкретних сценаріїв використання. Оскільки 75–90% електроенергії перетворюється на енергію, що витрачається на колеса транспортного засобу, електромобілі з акумуляторним живленням, як правило, є більш екологічними. Від сорока до шістдесяти відсотків енергії водню можна перетворити на рушійну силу для транспортних засобів на водневих паливних елементах. Однак, електромобілі з паливними елементами (FCEV) мають переваги з точки зору ефективності роботи в холодних умовах, довговічності (300–400 миль на одному баку) та часу заправки (3–5 хвилин проти 30+ хвилин для швидкої зарядки). Для великих транспортних засобів (вантажівок, автобусів), де важлива швидка заправка та великі відстані, водень може виявитися більш підходящим.
| Аспект | Транспортні засоби на водневих паливних елементах | Електричні транспортні засоби на акумуляторах |
| Час заправки/підзарядки | 3-5 хвилин | від 30 хвилин до кількох годин |
| Діапазон | 300-400 миль | 200-350 миль |
| Енергоефективність | 40-60% | 75-90% |
| Наявність інфраструктури | Обмежена кількість (сотні станцій по всьому світу) | Широкий (мільйони точок зарядки) |
| Вартість транспортного засобу | Вища (дорога технологія паливних елементів) | Стати конкурентоспроможним |
Вартість та практичні міркування
Скільки коштує заправка водневого автомобіля?
Наразі заправка автомобіля на водневому паливі з повним баком (приблизно 5–6 кг водню) коштуватиме від 75 до 100 доларів, що забезпечує запас ходу 300–400 миль. Це становить близько 16–20 доларів за кілограм водню. Ціни залежать від місцезнаходження та, як очікується, знизяться в міру розширення виробництва та використання екологічно чистого водню. Деякі регіони надають знижки, що знижують вартість для клієнтів.
Чи може звичайний автомобільний двигун працювати на водні?
Хоча це не є звичним явищем, традиційні двигуни внутрішнього згоряння можна налаштувати для роботи на водні. Запуск до запалювання, високі викиди оксидів азоту та проблеми зі зберіганням – це серед проблем, з якими водневі двигуни внутрішнього згоряння повинні стикатися з часом. Сьогодні майже всі автомобілі на водневому паливі використовують технологію паливних елементів, яка використовує водень і кисень з навколишнього середовища для виробництва енергії, що приводить в рух електродвигун, використовуючи лише воду як відхідний продукт.
Яка країна найбільше використовує водневе паливо?
Маючи понад 160 водневих заправних станцій та амбітні плани будівництва 900 станцій до 2030 року, Японія сьогодні є світовим лідером у використанні палива, виготовленого з водню. Інші великі країни включають:
Німеччина: понад 100 станцій, з яких 400 заплановано до 2035 року
Сполучені Штати: приблизно 60 станцій, переважно в Каліфорнії
Південна Корея: швидко розвивається, до 2040 року планується будівництво 1200 станцій
Китай: Здійснює важливі інвестиції, наразі працює понад 100 станцій
Зростання світового обсягу водневих заправних станцій
Станом на 2023 рік у світі налічувалося приблизно 800 водневих заправних станцій; до 2030 року прогнозується, що ця кількість зросте до понад 5000. Завдяки субсидіям урядів та відданості виробників розробці паливних елементів, Європа та Азія знаходяться на передовій цього розвитку.
Фокус на важких транспортних засобах: розширення водневої інфраструктури для вантажівок, автобусів, поїздів та морських застосувань
Час публікації: 16 грудня 2025 р.
