Элон Маск нүүрстөрөгч багатай эрчим хүч хадгалах зорилгоор устөрөгчийн хэрэглээг үгүйсгэх нь зөв үү, буруу юу?

Нөхцөл байдал нь чулуужсан эрчим хүчнээс сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжиж байна. Үүний нэг гол тал бол бензин эсвэл дизель хөдөлгүүртэй тээврийн хэрэгслээр тээвэрлэх, батерей эсвэл устөрөгчөөр ажилладаг цахилгаан хөдөлгүүрт шилжих явдал юм. Чулуужсан түлшний салбар нь тогтвортой тээврийн үр ашиг, өртгийн талаар санаа зовох ёстой, учир нь энэ нь газрын тосны үйлдвэрлэл, магадгүй газрын тос, байгалийн хийн үйлдвэрлэлийн бууралтад нөлөөлөх шилжилтийн хурдыг тодорхойлох болно.

Элон Маск батерейг мэддэг. Тэрээр эдгээрийг бүтээдэг: нэг дэвтэрт машин, ачааны машин, нөгөө талд нь олон зуун байшин, худалдааны аж ахуйн нэгжийн цахилгаан эрчим хүчийг хуримтлуулж, тогтворжуулдаг сүлжээний томоохон байгууламжууд руу чиглүүлдэг.

Өнгөрсөн долоо хоногт буюу 12 оны тавдугаар сарын 2022, Маск хэлэв устөрөгч бол "эрчим хүчний нөөцийн хувьд миний төсөөлж чадах хамгийн тэнэг зүйл юм." Маск өнгөрсөн жилүүдэд ийм сөрөг тайлбар хийж байсан тул энэ нь анхны тохиолдол биш юм. Хэдэн жилийн өмнө Маск сэтгүүлчдэд устөрөгчийн түлшний эсийг "маш тэнэг" гэж хэлж байсан.

Устөрөгчийн агуулахын тухай дүлий тайлбар нь маш том мэдэгдэл байв. Маск цахилгаан эрчим хүчний сүлжээний хуримтлалыг хэлж байсан уу? Эсвэл ачааны машин, автобус гэх мэт цахилгаан машинд хадгалах уу? Эсвэл хоёулаа?

Устөрөгчийн энергийн хэрэглээ, түүний батерейгаас ялгаатай нь цахилгаан эрчим хүчийг хадгалах үүргийг илүү гүнзгий авч үзье.

Устөрөгчийн сүлжээнд агуулах.

Эхлээд харахад Маск устөрөгчийг хадгалахад шаардлагатай шингэн эсвэл хийн устөрөгчийн түлшний асар том савны тухай ярьсан тул цахилгаан эрчим хүчийг сүлжээний хэмжээнд хуримтлуулах тухай ярьж байсан бололтой. Өөр нэг тайлан үүнийг дэмждэг.

Гэхдээ Теслагийн том батерейг бүү мартаарай
TSLA
сүлжээний хэмжээний бүтээн байгуулалтууд бас асар том юм. Тухайн үед дэлхийн хамгийн том том батарей 2017 онд Tesla компани Австралийн Хорнсдейл хотод 100 мега ватт (МВт) цахилгаан хадгалах зорилгоор барьсан. 2020 онд 150 МВт хүртэл шинэчилсэн.

Уг зай нь Өмнөд Австралид бараг нүүрстөрөгчгүй цахилгаан эрчим хүч гаргаж байгаа салхин цахилгаан станцын эрчим хүчийг хадгалж, тогтворжуулдаг. Батерей нь 8,000 байшинг 24 цаг, 30,000 гаруй байшинг нэг цагийн турш цэнэглэх чадалтай.

Гэхдээ Маск устөрөгчийг машин, ачааны машинд эрчим хүчний эх үүсвэр гэж хэлж байсан байж магадгүй ...

Автомашин болон ачааны машины EV-д зориулсан устөрөгчийн эрчим хүч.

Одоогийн байдлаар цахилгаан автомашины эрчим хүчний хамгийн түгээмэл эх үүсвэр нь батерейнд хуримтлагдсан цахилгаан юм.

Гэхдээ цахилгаан эрчим хүчийг химийн түлшний эсээс гаргаж авах боломжтой бөгөөд устөрөгч нь батерей шиг эсийн хүчилтөрөгчтэй урвалд орж цахилгаан, ус үүсгэдэг. Олон төрлийн түлшний эсүүд байдаг. Гэхдээ устөрөгч нь шатамхай бөгөөд гал түймэр эсвэл дэлбэрэлт үүсгэдэг. Түлшний эс нь аюултай байж болно, ялангуяа цахилгаан машин осолдсон тохиолдолд.

Устөрөгчийн түлшний эсүүд нь тодорхой давуу талуудтай: (1) лити-ион батерейг бодвол эрчим хүч хадгалах нягтрал ихтэй, (2) жолоодлогын зай ихтэй, (3) хөнгөн бөгөөд бага зай эзэлдэг, (4) дахин цэнэглэх хугацаа хамаагүй богино.

Энэ оны 1-р сарын XNUMX-ний өдөр твиттерт нэгэн гайхшралыг төрүүлсэн сэтгэгдэлд Маск зарлав устөрөгчийн түлшний эсийг ашигладаг Тесла машинуудыг танилцуулна гэж тэр. Энэ бол XNUMX-р сарын XNUMX-ний ухаалаг тоглоом бололтой.

Устөрөгчийн түлшний эсүүдтэй харьцуулахад EV батерейны чухал давуу болон сул талууд баримтжуулсан байна. Энд хураангуй байна:

“Орчин үеийн автомашины батерей нь килограмм лити-ион тутамд 250 ватт-цаг эрчим хүч хуримтлуулах чадвартай. Үүний зэрэгцээ нэг килограмм устөрөгч нь килограмм тутамд 33,200 ватт-цагтай байдаг. Үгүй ээ, энэ бол алдаа биш. Тийм ээ, устөрөгч нь ли-ион батерейгаас 100 дахин их эрчим хүч юм."

“Зайгаар ажилладаг цахилгаан машинууд гайхалтай үр ашигтай. Загвараасаа хамааран тэдгээр нь дугуйны үр ашгийг 70-80 хувиар сайрхаж чаддаг. Харьцуулбал, устөрөгчийн түлшээр ажилладаг цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (FCEV) нь эерэг хэмнэлттэй бөгөөд нийт үр ашиг нь 30-35 орчим хувьтай байдаг... Цахилгааныг устөрөгч болгон хувиргаж, дараа нь буцааж хувиргах нь хэзээ ч боломжгүй юм. батерейг шууд тэжээхтэй адил үр дүнтэй."

Энэхүү тайланд дурдсанаар түлш цэнэглэх хугацаа богино байх нь устөрөгчийн түлшний эсийг хэмнэдэг. Одоогийн цэнэглэх станцууд 6 миль зайд зайтай хагас чиргүүлийг цэнэглэхэд ойролцоогоор 500 цаг зарцуулдаг. Гэхдээ Тоёота, Кенворт хоёр 15 минутын дотор цэнэглэх боломжтой устөрөгчийн хагас чиргүүлтэй болсон байна. Энэ нь нүүрстөрөгчийн хий ялгаруулдаггүй холын зайн ачааны тээвэрлэлтийг өөрчилдөг.

Hyzon компанийн устөрөгчийн ачааны машин.

Хэдийгээр лити-ион батерей нь зорчигч болон бусад хөнгөн жинтэй EV-ийн арилжааны зах зээл боловч устөрөгчийн хүчийг хөнгөн жинтэй хөдөлгүүртэй холын зайн тээвэрлэлтэд туршиж байна.

Hyzon Motors нь Нью Йорк мужийн Рочестер хотод байдаг компани юм түлшний эсийг хөгжүүлж, ачааны машин үйлдвэрлэдэг. Hyzon 20 жилийн турш судалсны эцэст дэлхийн хамгийн өндөр хүчин чадалтай, жингийн хувьд хагас дахин хөнгөн, хагас дахин хямд түлшний эсийн яндануудыг гаргаж ирэв.

Энэ жил буюу 2022 он гэхэд туршилтын ачааны машинууд замд гарах төлөвтэй байсан. Хамгийн жижиг ачааны машины хувьд 5 устөрөгчийн цилиндрийг нэг тавиур дээр хадгалах боломжтой. Хоёрдахь хувилбар нь урт удаан аялалд зориулж 10 устөрөгчийн цилиндрийг багтаах зориулалттай.

Устөрөгчийн түлшний бусад хэрэгцээ.

Чулуужсан эрчим хүчнээс сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжиж байгаа энэ үед ногоон эрчим хүчийг ашиглахын тулд цахилгаанжуулахад хэцүү гэж нэрлэгддэг салбарууд бий.

Холын зайн ачааны машин, онгоц, хөлөг онгоц зэрэг нь батерей нь хэт том эсвэл хэт хүнд байх тохиолдол байдаг. Устөрөгч нь нэг кг дизель түлш эсвэл бензинээс гурав дахин их энерги агуулдаг.

Аж үйлдвэрийн нүүрсээр ажилладаг зуухнууд нь хэт халуун эсвэл ногоон цахилгаанаар халаахад хэтэрхий үнэтэй байдаг. Нүүрс, газрын тос, байгалийн хийн оронд устөрөгч нь тэсэлгээний зууханд шаардлагатай асар их дулааныг хангахын тулд түлш болж чаддаг. ногоон ган бий болгох. Шведийн ган үйлдвэрлэгч SSAB AB Volvo Cars-тай хамтран чулуужсан чулуугүй ган үйлдвэрлэхээр ажиллаж байна. Volvo нь концепт машинд ногоон ганг туршиж, ашигласан анхны автомашины компани болно. Ногоон гангийн арилжааны үйлдвэрлэлийг 2026 онд эхлүүлэхээр төлөвлөж байна.

Ногоон ба цэнхэр устөрөгч.

Ногоон устөрөгчийг усны электролизээр хийдэг боловч энэ нь үр ашиггүй юм. Маскийн хэлснээр, шаардагдах эрчим хүчний хэмжээ – хамгийн тохиромжтой ногоон байх ёстой цахилгаан, устөрөгчийг шахаж шингэрүүлэх эрчим хүч нь гайхалтай юм.

Цэнхэр устөрөгч нь метан хийнээс үүссэн өөр хэлбэр юм. Өнөөдөр үйлдвэрлэсэн устөрөгчийн 99% нь цэнхэр устөрөгч бөгөөд ногоон устөрөгчөөс хамаагүй хямд байдаг. Гэхдээ энэ нь түлш эсвэл эрчим хүчний хуримтлалыг нүүрстөрөгчгүй шийдэл болгон санал болгож байгаа нь худал үндэслэл юм.

Метан хий нь цэнхэр устөрөгчийг үйлдвэрлэхэд түүхий эд болгон ашигладаг. Метан нь хий эсвэл газрын тосны цооног өрөмдөх, хагарахаас үүдэлтэй бөгөөд худаг, дамжуулах хоолойд хий шатаах, метан алдагдах нь дэлхийн дулааралд ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс нэг карбонатлаг чулуужсан энергийг эрчим хүчнээс нүүрстөрөгчгүй устөрөгч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Гэхдээ метаны химийн задрал нь устөрөгч болон хоёр бүтээгдэхүүн болох CO2-д хүргэдэг тул энэ нь нүүрстөрөгчгүй биш юм.

Эдгээр хоёр сөрөг зүйлийн хооронд нүүрстөрөгчгүй түлш байдаг бөгөөд зөвхөн ус гаргаж авдаг. Энэ үйл явцыг сайжруулах нэг арга бол биохийн эх үүсвэрээс метаны түүхий эдийг авах явдал юм, тухайлбал хогийн цэг эсвэл үхрийн ялгадас.

Устөрөгч нь зөөврийн юм.

Олон улсын эрчим хүчний агентлаг (IEA) өөр нэг давуу талыг онцоллоо устөрөгчийн агуулах. Шингэн шиг авсаархан бөгөөд хол зайд болгоомжтой тээвэрлэх боломжтой. Жишээлбэл, Австрали зэрэг нар, салхины сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэртэй орнууд устөрөгчийг электролизийн аргаар гаргаж аваад Зүүн Өмнөд Азийн эрчим хүчний хомсдолтой хотуудад танкаар тээвэрлэх боломжтой.

Нью Мексико дахь устөрөгчийн үйлдвэрлэл

BayoTech бол ийм компани юм үнэндээ устөрөгчийн түлш үйлдвэрлэдэг Нью Мексикод. BayoGas Hub нь устөрөгчийг химийн үйлдвэрлэгчид болон боловсруулах үйлдвэрүүдэд хүргэдэг томоохон төвлөрсөн үйлдвэрүүдээс илүү хямд, нүүрстөрөгчийн ул мөр багатай болгодог жижиг, илүү үр ашигтай үүсгүүртэй болохыг баталж байна.

Тэжээлийн нөөц нь цэвэр байгалийн хий эсвэл нүүрстөрөгчийн сөрөг нөлөө бүхий устөрөгчийг бий болгодог бусад сэргээгдэх био хийн эх үүсвэр байж болно.

Устөрөгчийн гурван төвийг 2022 онд АНУ-д байрлуулж, сүлжээг Их Британи болон дэлхийн хэмжээнд өргөжүүлэхээр төлөвлөж байна. BayoTech-ийн сүлжээн дэх устөрөгчийн зангилаа бүр өдөр бүр 1-5 тонн устөрөгч үйлдвэрлэдэг. Устөрөгчийг хийн цилиндр бүхий өндөр даралтын тээврийн чиргүүлээр орон нутагт нийлүүлдэг.

Иллинойс мужийн Шампейн-Урбана хотод олон нийтийн тээврийн төлөвлөгөөний дагуу эрлийз болон устөрөгчийн түлшээр ажилладаг цахилгаан автобусны парк нэмэгдэж байна. Тус хот 2021 онд устөрөгчийн түлшээр ажилладаг хоёр автобус ажиллуулсан.

Газар дээрх устөрөгчийн генераторыг барьж дуусгахаас өмнө . BayoTech-ийг хангахын тулд дуудсан зөөврийн устөрөгч ажилчид автобусыг туршихын тулд түлшний эсийг цэнэглэдэг өндөр даралттай тээврийн машинд.

BayoTech-ийн мэдээлснээр устөрөгчийн түлшний эсийн автобус нь ердийн дизель автобустай адил гүйцэтгэлтэй боловч утааны яндангаас хүлэмжийн хийн ялгаруулдаггүй. Батерейгаар ажилладаг цахилгаан моторын давуу тал нь 300 миль зам туулах, ердөө 10 минут цэнэглэх хугацаа, 100 хүртэлх автобус багтаах шатахуун түгээх станцууд юм.

Их хэмжээний мөнгө буюу 8 тэрбум долларыг 2021 оны Дэд бүтцийн тухай хуулинд цэвэрхэн байгуулахад зориулсан нь анхаарал татаж байна. устөрөгчийн зангилаа, хамгийн багадаа дөрөв нь АНУ даяар.

Их Британийн Тиссайд дахь АД-ын устөрөгчийн алсын хараа.

2020 онд bp нь "Эрчим хүчний төлөв байдал 2020" тайландаа нэгтгэсэн нэгдмэл компани болж өөрийгөө шинээр зохион бүтээсэн.

Тэдний хамгийн сүүлийн үеийн сэргээгдэх эх үүсвэр бол Английн зүүн хойд эрэгт орших аж үйлдвэрийн төв болох Тессайдын устөрөгч юм.

The алсын хараа нь Teesside-д зориулагдсан Агаарын тээвэр, усан тээвэр, хүнд даацын ачааны машин зэрэг батерейны хүчийг ашиглахад хэцүү бүх салбарт устөрөгчийн томоохон төв болох. Гэхдээ энэ үзэл баримтлалд цемент, гангийн үйлдвэрлэл зэрэг хүнд хэцүү үйлдвэрлэлийн эрчим хүчийг багтаах болно.

Анхны төлөвлөгөө, H2Teesside гэж нэрлэгддэг, үүсгэх байсан цэнхэр устөрөгч метан CH4-ийн задралаар, харин CO2-ийн хоёр бүтээгдэхүүн нь CCS хэмээх процессоор баригдаж, далайд булагдах болно.

Саяхан HyGreen нэмсэнээр усыг электролиз болгох болно ногоон устөрөгч ба хүчилтөрөгч. Энэ нь электролизийн өртөг, хэрэв хэрэглэвэл цэвэр цахилгааны өртөгтэй тул илүү үнэтэй байдаг.

Bp байна харилцан ойлголцолд гарын үсэг зурлаа Дайтай хамт
DAI
mler Truck нь Их Британид түлшний эсийн устөрөгчийн ачааны машинд шаардлагатай дэд бүтцийг эхлүүлэх.

bp-ийн Teesside төслүүд нь Их Британийн засгийн газрын зорилтуудтай нийцдэг. HyGreen болон H2Teesside нийлээд 1.5 ГВт устөрөгчийн үйлдвэрлэлийг бий болгож, 30 он гэхэд засгийн газрын зорилтот 5 ГВт-ын 2030 хувийг хангах боломжтой.

Хоолны газар.

Цэнхэр устөрөгчийн ашиг тусыг бууруулж, нүүрстөрөгчийн ул мөр үлдээдэг хоёр том сөрөг тал байдаг. Ногоон устөрөгч одоогоор хэтэрхий үнэтэй байна.

дагуу Rystad эрчим хүч, одоо үнэтэй байгаа устөрөгчийн түлшний үйлдвэрийг хямд, ногоон байгууламж бий болгох нь хэтэрхий оройтсон байх болно. 2050 он гэхэд дэлхийн эрчим хүчний ердөө 7% нь агаарын тээвэр, усан тээвэр, металл, химийн үйлдвэрүүдийг түлшээр хангах гол салбар болох устөрөгч байх болно.

Ристад устөрөгчийн ирээдүйн талаар хязгаарлагдмал төсөөлөлтэй байсан ч, Элон Маск устөрөгчийг эрчим хүчний нөөц гэж буруушааж байсан ч устөрөгч нь эрчим хүчийг хадгалахад идэвхтэй үүрэг гүйцэтгэх бололтой.

Жижиг, том хэмжээний устөрөгчийн төслүүд төлөвлөлтийн шатандаа байгаа эсвэл аль хэдийн хэрэгжиж байгаа бөгөөд цаашдын шинэчлэл нь нүүрстөрөгч багатай ирээдүйн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох устөрөгчийн үнэ цэнийг бэхжүүлэх болно.