Hiểu biếtTrạm tiếp nhiên liệu hydroHướng dẫn toàn diện

Nhiên liệu hydro đã trở thành một giải pháp thay thế khả thi khi toàn cầu chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch hơn. Bài viết này sẽ đề cập đến các trạm tiếp nhiên liệu hydro, những thách thức mà chúng phải đối mặt và những ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực giao thông vận tải.

Trạm tiếp nhiên liệu hydro là gì?

Pin nhiên liệu cho xe điện có thể nhận nhiên liệu hydro từ các trạm tiếp nhiên liệu hydro (HRS). Mặc dù được thiết kế để xử lý hydro, một loại khí đòi hỏi các biện pháp an toàn đặc biệt và máy móc chuyên dụng, nhưng các trạm này về mặt hình thức lại tương tự như các trạm xăng thông thường.

Hệ thống sản xuất hoặc phân phối hydro,bể làm mát và lưu trữ, Vàmáy phân phốiTrạm tiếp nhiên liệu hydro gồm ba bộ phận chính. Hydro có thể được vận chuyển đến cơ sở bằng đường ống hoặc xe bồn chở ống, hoặc có thể được sản xuất tại chỗ bằng phương pháp cải tạo khí metan với hơi nước.Điện phân để tạo ra nó.

Các thành phần chính của trạm tiếp nhiên liệu hydro:

Thiết bị dùng để sản xuất hoặc vận chuyển hydro đến các bình chứa.

các thiết bị nén để tăng áp suất của các bình chứa hydro dùng để lưu trữ hydro áp suất cực cao.

 

Máy phân phối nhiên liệu với vòi phun đặc biệt dành cho xe FCEV

các chức năng an toàn như phát hiện rò rỉ và tắt máy trong trường hợp khẩn cấp

Vấn đề lớn nhất của nhiên liệu hydro là gì?

Thiết bị sản xuất hoặc vận chuyển hydro đến các bình chứa, các đơn vị nén để tăng áp suất của các bể chứa hydro dùng để lưu trữ hydro áp suất cực cao.dMáy phân phối nhiên liệu với vòi phun FCEV đặc biệt có các chức năng an toàn như phát hiện rò rỉ và tự động tắt trong trường hợp khẩn cấp..Chi phí sản xuất và hiệu quả năng lượng là những vấn đề chính mà nhiên liệu hydro đang phải đối mặt. Hiện nay, phương pháp cải tạo khí metan bằng hơi nước – sử dụng khí tự nhiên và tạo ra khí thải carbon – được sử dụng để sản xuất phần lớn hydro. Mặc dù "hydro xanh" được sản xuất bằng phương pháp điện phân sử dụng năng lượng tái tạo sạch hơn, nhưng chi phí vẫn cao hơn nhiều.

Đây là những thách thức thậm chí còn quan trọng hơn: Vận chuyển và lưu trữ: Vì hydro có lượng năng lượng nhỏ so với thể tích của nó, nên nó chỉ có thể được nén hoặc làm lạnh ở áp suất khí quyển cao, gây ra sự phức tạp và chi phí cao.

Cải thiện cơ sở hạ tầng: Việc xây dựng một số lượng lớn trạm tiếp nhiên liệu tốn rất nhiều nguồn lực.

Tổn thất năng lượng: Do tổn thất năng lượng trong quá trình sản xuất, khử và trao đổi, pin nhiên liệu làm từ hydro có hiệu suất "từ nguồn đến bánh xe" thấp hơn so với ô tô điện trang bị pin.

Bất chấp những khó khăn này, sự hỗ trợ của chính phủ và các nghiên cứu đang diễn ra đang thúc đẩy sự phát triển công nghệ, có thể làm tăng tính khả thi về kinh tế của hydro.

Nhiên liệu hydro có tốt hơn nhiên liệu điện không?

Việc lựa chọn giữa xe điện chạy bằng pin (BEV) và xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro rất khó khăn vì, tùy thuộc vào vấn đề sử dụng, mỗi loại công nghệ đều có những ưu điểm riêng.

Nhân tố	Xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro	Xe điện chạy bằng pin
Thời gian tiếp nhiên liệu	3-5 phút (tương tự như xăng)	Từ 30 phút đến vài giờ
Phạm vi	Đi được 300-400 dặm mỗi bình xăng.	Quãng đường đi được 200-300 dặm mỗi lần sạc.
Cơ sở hạ tầng	Số lượng trạm tiếp nhiên liệu có hạn	Mạng lưới trạm sạc rộng khắp
Hiệu quả năng lượng	Hiệu suất từ ​​giếng đến bánh xe thấp hơn	Hiệu quả năng lượng cao hơn
Ứng dụng	Vận tải đường dài, xe tải hạng nặng	Di chuyển trong đô thị, xe hạng nhẹ

Xe điện dùng pin hữu ích hơn cho việc đi lại hàng ngày và sử dụng trong thành phố, trong khi xe chạy bằng hydro phù hợp với các ứng dụng yêu cầu quãng đường dài và tiếp nhiên liệu nhanh chóng, chẳng hạn như xe buýt và xe tải.

Trên thế giới hiện có bao nhiêu trạm tiếp nhiên liệu hydro?

Tính đến năm 2026, hơn 1.000 trạm tiếp nhiên liệu hydro đã đi vào hoạt động trên toàn thế giới và dự kiến ​​sẽ có sự tăng trưởng mạnh mẽ trong những năm tiếp theo. Có một số khu vực cụ thể mà...trạm tiếp nhiên liệu hydrolàdi dời:

Với hơn fihàng trămCác trạm, châu Á chiếm lĩnh thị trường, chủ yếu bao gồm các quốc gia Hàn Quốc (hơn 100 trạm) và Nhật Bản (hơn 160 trạm). Trung QuốcchợNó đang phát triển nhanh chóng vì chính phủ có những mục tiêu đầy tham vọng.

Với gần 100 nhà ga, Đức dẫn đầu châu Âu, nơi có khoảng hai trăm nhà ga. Đến năm 2030, Liên minh châu Âu đặt mục tiêu tăng số lượng nhà ga lên hàng nghìn.

Hơn 80 đài phát thanh có chi nhánh tại Bắc Mỹ, chủ yếu ở California, và một số đài khác ở Canada và vùng đông bắc Hoa Kỳ.

Với dự báo cho thấy có thể có hơn 5.000 trạm tiếp nhiên liệu hydro trên toàn thế giới vào năm 2030, các quốc gia trên khắp thế giới đã đưa ra các chính sách nhằm thúc đẩy việc xây dựng các trạm tiếp nhiên liệu hydro.

Tại sao nhiên liệu hydro lại tốt hơn xăng?

So với các loại nhiên liệu truyền thống được sản xuất từ ​​dầu mỏ, nhiên liệu hydro có nhiều ưu điểm khác biệt:

Không gây ô nhiễm không khí: pin nhiên liệu chạy bằng hydro tránh được khí thải độc hại từ ống xả, vốn là nguyên nhân gây ô nhiễm không khí và làm nóng lên toàn cầu, do chỉ tạo ra hơi nước như một tác dụng phụ.

Nhu cầu năng lượng xanh: Chu trình năng lượng sạch có thể được tạo ra bằng cách sản xuất hydro từ các nguồn tự nhiên như ánh sáng mặt trời và năng lượng gió.

An ninh năng lượng: việc sản xuất hydro trong nước từ nhiều nguồn khác nhau giúp giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ nước ngoài.

Hiệu suất cao hơn: So với các phương tiện chạy bằng động cơ đốt xăng, xe chạy bằng pin nhiên liệu có hiệu suất cao hơn từ hai đến ba lần.

Vận hành êm ái: Vì xe chạy bằng hydro hoạt động hiệu quả, chúng giúp giảm ô nhiễm tiếng ồn trong các thành phố.

Những lợi ích về môi trường của hydro khiến nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn để thay thế nhiên liệu trong quá trình chuyển đổi sang giao thông vận tải sạch hơn, tuy nhiên, các vấn đề về sản xuất và vận chuyển vẫn còn tồn tại.

Cần bao lâu để xây dựng một trạm tiếp nhiên liệu hydro?

Tiến độ xây dựng trạm tiếp nhiên liệu hydro phụ thuộc rất nhiều vào một số yếu tố như kích thước của trạm, địa điểm hoạt động, các quy định về cấp phép và liệu hydro được cung cấp hay sản xuất tại chỗ.

Đối với số lượng nhà ga ít hơn, có các bộ phận được chế tạo sẵn và thiết kế đơn giản, tiến độ thi công thường nằm trong khoảng từ sáu đến mười hai tháng.

Đối với các nhà máy lớn hơn và phức tạp hơn, có cơ sở sản xuất tại chỗ, thời gian sản xuất sẽ mất từ ​​12 đến 24 tháng.

Các yếu tố sau đây là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian xây dựng: lựa chọn địa điểm và lập kế hoạch.

Các phê duyệt và giấy phép cần thiết

Tìm kiếm và cung cấp thiết bị

Xây dựng và thiết lập

Thiết lập và đánh giá an toàn

Việc triển khai các nhà máy điện hydro hiện nay hiệu quả hơn nhờ những tiến bộ mới trong thiết kế trạm dạng mô-đun, giúp rút ngắn thời gian thiết kế.

1 kg hydro tạo ra bao nhiêu điện năng?

Hiệu suất của hệ thống pin nhiên liệu phụ thuộc vào lượng điện năng có thể tạo ra từ một kilogram hydro. Trong các ứng dụng hàng ngày:

Một kilogram hydro có thể cung cấp năng lượng cho một chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu thông thường đi được khoảng 60–70 dặm.

Một kilogram hydro chứa gần 33,6 kWh năng lượng.

Một kilogram hydro có thể tạo ra khoảng 15–20 kWh điện năng có thể sử dụng được sau khi đã tính đến độ tin cậy của pin nhiên liệu (thường là 40–60%).

Để dễ hình dung hơn, một hộ gia đình bình thường ở Mỹ sử dụng gần 30 kWh điện mỗi ngày, điều này cho thấy rằng, nếu được chuyển đổi thành công, 2 kg hydro có thể cung cấp điện cho một hộ gia đình trong một ngày.

Hiệu suất chuyển đổi năng lượng:

Các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu hydro thường có hiệu suất "từ nguồn đến bánh xe" từ 25–35%, trong khi xe điện chạy bằng pin thường có hiệu suất từ ​​70–90%. Sự khác biệt này chủ yếu do tổn thất năng lượng trong quá trình sản xuất hydro, giảm áp suất, vận chuyển và chuyển đổi trong pin nhiên liệu.