Vil billig naturgass gjenopplive hydrogenbilen?


Les del 1, del 2 og del 3 i denne serien. Bare filmstjerner og utvalgte forbrukere har klart å få tak i brenselcellekjøretøyer i USA de siste årene, men nå er disse nullutslippsbilene klar til å knuse seg på scenen på en stor måte rundt 2015 til 2017 . Et begrenset antall brenselcelle elektriske kjøretøyer (FCEVs) er tilgjengelig for leieavtale i dag, og nesten alle i California, hvor bensinstasjoner sakte skar opp. Tidligere

Les del 1, del 2 og del 3 i denne serien.

Bare filmstjerner og utvalgte forbrukere har klart å få tak i brenselcellekjøretøyer i USA de siste årene, men nå er disse nullutslippsbilene klar til å knuse seg på scenen på en stor måte rundt 2015 til 2017 .

Et begrenset antall brenselcelle elektriske kjøretøyer (FCEVs) er tilgjengelig for leieavtale i dag, og nesten alle i California, hvor bensinstasjoner sakte skar opp.

Tidligere i år ble modellskuespilleren Diane Kruger oppdaget i Mercedes-Benz F-Cell, selskapets kompakte brenselcellebil med en kombinert US EPA-vurdering på 52 mpg og en serie på 190 miles per tank med hydrogen.

Skuespilleren Jamie Lee Curtis, en annen kjent tidlig adopter, har blitt sett på å kjøre Honda Motor Co. FCX Clarity, som har en EPA-vurdering på 60 mpg og 240 kilometer.

EPA betraktet hydrogenbrenselcellekjøretøy "spillbyttende" for å redusere klimagassutslippene i de nye føderale brenseløkonomiske standarder som krever at lette kjøretøyer skal nå en flåte gjennomsnittlig vurdering på 54, 5 mpg innen 2025. Byrået inneholdt kreditter for bilprodusentene å bygge FCEVs i forskriften i håp om å akselerere debut på markedet.

California har ledet veien på veien til høyere drivstofføkonomi. Statlige forskrifter presser for 15 prosent av flåten til å være null-utslippsbiler frem til 2025. Og i 2050, California Air Resources Board prosjekter at de fleste biler i staten kan kjøre på hydrogen.

FCEVs har mange fordeler med elektrisk stasjon: De er stille, håndterer godt og har ingen utslipp av utslipp. I motsetning til plug-in biler, er de ikke begrenset av størrelse, rekkevidde eller lange oppladningstider. Drivere fyller bare på hydrogen - hvor det er tilgjengelig - og går.

"Det er mye fokus på plug-in-biler fordi de blir solgt i dag. Men fra staten og et politisk perspektiv og bilprodusenters perspektiv innser de at [elbiler] skal ha begrenset appell, sier Catherine Dunwoody, administrerende direktør for California Fuel Cell Partnership, et offentlig-privat samarbeid som arbeider for å fremme kommersialisering av brenselcellekjøretøyer.

"De ser virkelig brenselcellebilen som et all-elektrisk, null-utslippskøretøy som virkelig erstatter bilene vi kjører i dag, " sa hun.

50.000 biler i California om 5 år?
Selv om det fortsatt er et langt skudd, synes ideen om at FCEVer en dag kunne erstatte konvensjonelle bensinbiler, mer sannsynlig enn i dag.

Avdeling for energiforskning har bidratt til å redusere kostnadene ved bilbrenselceller med 80 prosent. Resultatene av en nasjonal FCEV-demonstrasjon viste at selv om det er mindre enn rekkevidden på bensin, har rekkevidden på en tank av hydrogen økt, og nå er det tusenvis av biler som er forberedt på å slå markedet.

Etter flere tiår med testing, forventes bilprodusentene å legge 50.000 brenselcellekjøretøy på veiene i California innen 2017, ifølge Dunwoody.

Mercedes har sagt det planlegger å frigjøre en masseprodusert FCEV i 2014 og vil starte en hydrogendrevet SUV eller stor sedan i de kommende årene. Honda Global CEO Takanobu Ito sa forrige uke at Honda vurderer FCEV "det ultimate miljøansvarlige kjøretøyet" og vil lansere en helt ny brenselcellemodell i Japan, etterfulgt av USA og Europa fra 2015.

Jim Lentz, president og administrerende direktør i Toyota Motor Corps amerikanske divisjon, sa at selskapet vil også legge til en brenselcelle sedan til sin lineup i 2015 ( Greenwire, 15. august).

Den sydkoreanske bilprodusenten Hyundai Motor Co. er "veldig sterkt bullish" på brenselcellekjøretøy, sier John Krafcik, Hyundai Motor America, på den femte internasjonale miljøvennlige kjøretøykonferansen tidligere denne måneden, hvor selskapet presenterte sin Tucson ix FCEV. Hyundai planlegger å produsere så mange som 10.000 FCEV innen 2015.

General Motors Co. har ikke gjort noen kunngjøringer, men ser ut til å frigjøre et brenselcellealternativ i 2017-tidsrammen, sier Daniel Frakes, leder av kjøretøy, drivstoff og avansert teknologipolitikk for GM.

Ford Motor Co. har jobbet med FCEVs i 20 år og fortsetter å undersøke brenselcellestabelteknologi i samarbeid med Daimler AG. Men selskapet vil bare legge til et brenselcelle drivaggregat til sin lineup "når vi kan tilby kostnadseffektiv, høyverdig ytelse til våre kunder, samtidig som vi gir forretningsfølelse til Ford, " sa Scott Staley, sjefingeniør for elektrifiseringsforskning.

Renault-Nissan Alliance bygger også et brenselcellebil i et strategisk partnerskap med Daimler AG. I fjor annonserte Nissan at det hadde sluttet seg til 12 andre selskaper for å lansere FCEV og utvikle hydrogeninfrastruktur i Japan. Selskapet forventer å tilby et FCEV på markedet de neste fem årene for rundt $ 50.000 til $ 60.000, ifølge Mark Perry, direktør for produktplanlegging og strategi på Nissan North America.

"Men hvis du tror EV [elektrisk bil] infrastruktur er tøff, bare vent på hydrogen, " sa Perry.

Hvor er bensinstasjoner?
USA vil trenge mye mer drivstasjonstasjoner for både EV og FCEVer før enten alternativet kan betraktes som praktisk. Men i det minste går det elektriske nettet over hele landet. Hydrogen er i sammenligning mye vanskeligere å finne.

California Air Resources Board planlegger å lansere et nettverk av 68 hydrogenstasjoner innen utgangen av 2015 for å betjene det voksende FCEV-markedet. Staten har for øyeblikket ni offentlige aksessstasjoner, 14 private stasjoner og ytterligere 14 som har blitt finansiert eller utviklet, ifølge DOEs 2011 Fuel Cell Technologies Market Report.

Ifølge Dunwoody vil det koste rundt 65 millioner dollar for å nå 68-stasjonsmarkedet. Sværheten er å få energiselskapene til å ponere opp for stasjonene før bilene treffer veiene.

Den neste utfordringen er å få hydrogen til stasjonene.

En mulighet er å lastebil den inn fra sentraliserte produksjonsanlegg, hovedsakelig langs Gulf Coast, hvor hydrogen brukes til oljeraffinaderier for å desulfurisere drivstoff. Men den beste og billigste ruten til å øke det voksende antall FCEVer kan være å piggyback på det eksisterende naturgassrørledningssystemet som allerede krysser landet, og leverer omtrent en fjerdedel av USAs energi.

Hydrogen kan fremstilles uten oppstrøms utslipp ved bruk av fornybar energi for å skille hydrogen fra et vannmolekyl i en prosess som kalles elektrolyse. Men det meste hydrogen i dag er laget av naturgass, noe som bringer hydrogenprisen nærmere nær bensin, men gjør FCEV ca 50 prosent mindre karbonintensiv enn et bensinbil.

Den amerikanske skiferbommen har skapt det som bransjeeksperter forventer å være langsiktige, lave og stabile priser på naturgass. Denne transformasjonen har satt nytt liv i utviklingen av både dedikerte naturgasskjøretøy og brenselcellebiler.

"Før dette ble det antatt at vi måtte bygge frittstående stasjoner, " sa Edward Kiczek, global forretningsdirektør for Air Products and Chemicals Inc., en stor hydrogenprodusent. "Jeg tror det er en realisering av behovet for å dra nytte av all eksisterende infrastruktur der ute i dag for å overgå til et nytt drivstoff."

Kombinert naturgass (CNG) personbiler ble gitt incentiver i EPAs klimagassregel for modellår 2017-2025 på grunnlag av at de ville bidra til å bane vei for kommersialisering av FCEVs.

Ifølge EPA, kan forbedringer av CNG-drivstofftankene stave direkte gevinster for brennstofftanker fordi de står overfor de samme utfordringene for å lagre et gassformig brensel uten å begrense kjøretøyets rekkevidde. Forbedre tilgjengeligheten av CNG-biler kan også bringe naturgass til flere tankstasjoner, som kan konverteres til hydrogen på stedet og bidra til å overvinne FCEVs infrastrukturhastighetstopp.

En allianse med naturgassstasjoner og biler?
Men CNG-kjøretøy for passasjerbruk har sine egne hindringer å overvinne. Som med FCEVer er offentlige bensinstasjoner få i antall, bilene kommer til en premie, og deres drivstofftanker er store og avgrensende ( EnergyWire, 20. juli).

Honda Civic Natural Gas er for tiden den eneste lette CNG-modellen som tilbys i USA. Den kjører som en vanlig bensindrevet bil, men produserer 20-30 prosent mindre drivhusgassutslipp enn en bensin eller dieselbil. På grunn av lave naturgasspriser, kan Civic Natural Gas også tilby 30-40 prosent brensel kostnadsbesparelser. Men drivstofftanken spiser opp det meste av bagasjerommet, og med en klistremerkepris på rundt 7000 dollar høyere enn en tradisjonell Civic, må bilen dekke mye bakken for å få tak i kostnaden.

Honda vil motta en liten kreditt for å produsere CNG-biler under de nye drivstofføkonomiens regler for 2017-2025, men i mellomtiden har de til hensikt å holde produksjonen stabil på rundt 2000 til 3000 på fabrikken i Greensburg, Ind.

For å møte 2025-målet, presser selskapet alle sine teknologier på en gang, inkludert Earth Dreams powertrain-teknologien som forbedrer drivstofføkonomien til konvensjonelle bensinbiler med 10 prosent.

"Vi er ikke ved å satse på gården på en hvilken som helst teknologi. Vi går videre med CNG, brenselceller, plug-in hybrider og batterielektroder fordi det ikke er noen teknologi som holder nøkkelen til verdens energibilde, " sa Robert Bienenfeld, senior leder av miljø- og energistrategi for amerikansk Honda.

Andre bilprodusenter jobber også med en rekke drivstoffeffektive teknologier. En rekke store bilprodusenter tilbyr CNG-kompatible biler internasjonalt, men ingen synes i et rush å komme inn på det amerikanske CNG-personbilmarkedet.

Ford har for eksempel tilbudt minst to CNG-biler i Tyskland, Ford C-MAX CNG og Ford Focus CNG, og Ford Ikon Flair CNG i India. Selskapet tilbyr lette CNG-kjøretøy i USA for flåtebruk, men har ikke annonsert noen planer om å tilby dedikerte CNG-personbiler til offentligheten.

På samme måte tilbyr Volkswagen AG CNG-kjøretøyer i Europa, men tilbyr ikke dem i USA, og har ikke laget planer fordi infrastrukturen mangler og forbrukernes etterspørsel er svært lav.

Fiat, verdensledende innen produksjon av CNG-kjøretøy, tilbyr alle typer, inkludert små personbiler, busser og store lastebiler. Selskapet kommandoer mer enn 80 prosent av det europeiske markedet for CNG-kjøretøy og kunne være en stor aktør i det amerikanske naturgassbilmarkedet nedover linjen.

Chrysler Group LLC, Fiats globale forretningspartner, er "begeistret for muligheten for at naturgassdrevne kjøretøy blir vellykkede på markedet", sa Reg Modlin, direktør for regulatoriske saker ved Chrysler, i sitt vitnesbyrd om Senatets energi- og naturressurserkomité i Juli. Men for nå fokuserer selskapet på den tunge sektoren, fordi lastebiler og varebiler lettere kan akseptere en stor drivstofftank.

Naturgassdrevne biler spiller oppfanging
Selv om det er hjem for et vell av naturgass, er USA godt bak andre land når det gjelder å vedta naturgasskjøretøy. Det er 15 millioner naturgasskjøretøyer over hele verden og bare 120.000 til 130.000 i USA, der de representerer mindre enn 1 prosent av det nye kjøretøysalget.

Laget "har mer å gjøre med det faktum at energilandskapet har endret seg så vesentlig, og at markedet jobber med å fange opp, sier Kathryn Clay, administrerende direktør for Drive Natural Gas Alliance, en gruppe som representerer naturgassindustrien som Lobbed hardt for kreditter under den nye drivstofføkonomien. "Men det er å fange opp."

Noen fremskrivninger har salgsnivåer som hopper til 10 prosent de neste to tiårene.

Men det er i beste fall å tenke at naturgasskjøretøy vil rulle ut raskt nok til å spre brennstoffstasjoner over hele landet slik at FCEVer kan få tilgang til hydrogen.

Det er for tiden ingen kostnadseffektiv måte å fange kullsyreproduksjonen på ved å produsere hydrogen fra naturgass på en bensinstasjon, noe som vil undergrave eventuelle klimapenger. Karbonfangst ville være mer gjennomførbart på et sentralisert anlegg.

Den virkelige barrieren er imidlertid logistikken for å koordinere utvidelsen av to naserende, dyre og potensielt konkurrerende teknologier.

"Det ville ikke være en god strategi for naturgassfolk å håpe og vente på hydrogenbrenselcellekjøretøy for å gjøre en felles strategi, " sa Nicholas Lutsey, programleder ved Det internasjonale rådet for ren transport. "Og hvis jeg egentlig ville ha drivstoffcellebiler, tror jeg ikke det ville være et nødvendig skritt for å gå gjennom naturgasskjøretøy heller."

Reprinted from Climatewire med tillatelse fra Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500

Sporty Science: Mekanikken i et karnevalspillGamle romerske metall brukt til fysikkeksperiment ignorerer vitenskapsfudPartikler funnet å reise raskere enn lysets hastighetDenne uken, verdensmøtet om endring av menneskene, utforsker etiske grenserAstronomer Bruk Shadowy Alien Worlds til peer Inside StarsAnbefalt: Princeton Field Guide til DinosaurerFree-Fall Forensics: Flytende dråper Gjør nysgjerrige kratereOppdrett et gift for å holde avlinger sunt