Waterstofbrandstofcellen ontmaskerd: myths ontkracht over veiligheid, kosten, duurzaamheid

Mythes ontkrachten: De waterstofvoertuig- en tankconomie

Chuck Hayes, Principal Applications Engineer voor Clean Energy, Swagelok

Er is geen twijfel dat de economie voor waterstofbrandstofcelvoertuigen en tanken groeit. Maar naarmate de technologie meer prominentie krijgt, kan misinformatie alledaags worden. Voor waterstof draaien deze mispercepties typisch om de veiligheid, haalbaarheid als mobiliteitsbrandstof, kosten en milieueffect.

Waterstof heeft het potentieel om te voldoen aan moderne voertuigtankbehoeftes, biedend veiligheid, betrouwbaarheid, kosteneffectiviteit en milieuvriendelijkheid. En waterstof zou de juiste, beste weg voorwaarts kunnen zijn voor de wereldwijde economie naarmate de wereld zich richt op het bereiken van een groenere en duurzamere toekomst voor de planeet.

Hier zijn vier veelvoorkomende mythen over waterstof die de heroverweging waard zijn, alsook gerelateerde feiten over waterstof's haalbaarheid als brandstofbron.

Spring naar:

Mythos: Waterstofgas is gevaarlijk om te gebruiken of op te slaan

Waterstof presenteert dezelfde, zo niet minder, gevaren dan andere brandstoffen vanwege zijn niet-toxische en lage-vluchtigheidskenmerken. Bovendien worden talloze veiligheidsprocedures en -protocollen overwogen gedurende elk ontwerpstadium van zowel waterstofvoertuigen als waterstoftankinfrastructuur om veilige en betrouwbare prestaties mogelijk te maken. En wanneer correct afgehandeld, biedt waterstoftanktechnologie een efficiënte en economische oplossing voor moderne mobiliteitsbehoeftes.

Feit: Waterstof is 14 keer lichter dan lucht en 57 keer lichter dan benzinedamp. Het zal typisch oplopen en snel disperseren wanneer het lekt, wat het risico op ontbranding op grondniveau aanzienlijk vermindert.

Relatieve dampdichtheid

Feit: Waterstof is niet-toxisch, in tegenstelling tot conventionele brandstoffen. Een waterstoflek of -lek zal het milieu niet verontreinigen of de gezondheid van mensen of dieren bedreigen, zoals fossiele brandstoffen kunnen.

Feit: De lucht rond de vlam van waterstof is niet zo heet als rond een benzinevlam. Daarom is het risico op een secundaire brand lager.

Feit: Hoewel waterstof explosief kan zijn met zuurstofconcentraties tussen 18% en 59%, kan benzine explosief zijn bij zuurstofconcentraties tussen 1% en 3%. Tegelijkertijd heeft benzine een zelfontbrandingstemperatuur van 280°C, wat half is van die van H₂ (535°C).

Feit: Voertuigen met geperstegaasopslagtanks zijn niet nieuw. Er is een bestaande wereldwijde multibiljoenen-dollar-industrie die al decennia waterstof maakt en transporteert.

Feit: Waterstofdosers zijn ontworpen om meerdere veiligheidscontroles uit te voeren in zowel het doserapparaat als het voertuig tijdens het tankproces (start, midden, einde).

Feit: Er zijn meerdere internationale certificeringsprogramma's die waterstof's veiligheid als mobiliteitsbrandstof beoordelen. Bijvoorbeeld, Toyota heeft goedkeuring ontvangen van Japan's Ministerie van Economie, Handel en Industrie (METI) om zelf waterstoftanks voor FCEV's te inspecteren en te fabriceren.

Feit: Land-specifieke waterstoftankstationcodes zijn ontwikkeld in 22 landen en omvatten CSA (Canadese Standaarden), ISO (Internationale Organisatie voor Standaardisatie), en EN (Europese Standaarden).

Mythos: Waterstofvoertuigen zijn geen praktische lange-afstandsoplossing

Bereik is een veelvoorkomende zorg voor elke opkomende transportbrandstoftechnologie – maar het hoeft niet te zijn voor waterstof.

Omdat het hoge energiedichtheid behoudt en het bijzonder goed geschikt is voor zware voertuigtoepassingen, kan waterstof's lagere gewicht helpen om een zware vrachtwagentanker's ladingvolume te maximaliseren, waardoor het bereik toeneemt. Bovendien is sneltanken van waterstofaangedreven voertuigen mogelijk, wat helpt de downtime van voertuigvloot en apparatuur te verminderen, voertuigen in minuten tanken in tegenstelling tot uren voor batterij-elektrische opties. En terwijl groene waterstofgeneratie afhangt van wind, zon en water – verbeterde opslagtechnologieën kunnen de schone energie laten stromen, ongeacht het weer.

Waterstof Brandstofcel Voertuig
Bereik: 320 tot 400 km met 30 bar
640 tot 800 km met 700 bar
Tijd om te tanken: 3 tot 4 minuten

Elektrisch Voertuig
Bereik: 160 tot 500 km
Tijd om te laden: 30 minuten tot 12 uur

Benzine Voertuig
Bereik: 480 tot 640 km
Tijd om te tanken: 2 tot 3 minuten

Feit: Waterstof heeft hoge energiedichtheid en kan daarmee een vergelijkbaar bereik leveren als koolstof-gebaseerde brandstoffen. Onder druk kan het ook even efficiënt opgeslagen en gedistribueerd worden als deze brandstoffen.

Feit: Hoewel het het meest voorkomende element in het universum is, moet waterstof onttrokken worden aan water of organische verbindingen. Diesel en benzine vereisen ook raffinage en reiniging van ruwe olie – en dit proces kan ook waterstof gebruiken.

Feit: De belangrijkste bron van waterstof vandaag is onttrekking aan aardgas (wat al een multibiljoenen-dollar wereldwijde industrie is).

Feit: Andere waterstofbronnen omvatten hernieuwbare bronnen zoals zon, wind of biogas. Deze energiebronnen aandrijven electrolyse, een proces dat elektriciteit gebruikt om water te scheiden in bruikbare waterstof en zuurstof.

Feit: Waterstoftankapparatuur kan toegevoegd worden aan bestaande tankinfrastructuur en vergelijkbare tank tijden leveren als benzine en diesel.

Mythos: Waterstof is te duur

Hoewel conventionele brandstof vandaag goedkoper blijft, daalt de prijs van groene waterstof door. Deze prijsdaling wordt verwacht te versnellen over het komende decennium, wat waterstof werkelijk vergelijkbaar in prijs maakt met andere mobiliteitsbrandstofbronnen. Tegelijkertijd wordt verwacht dat overheidssteun de groei van waterstof op schaal zal versnellen naarmate CO₂-emissiestandaarden strenger worden. Bovendien verbeteren de kosten en efficiëntie van hernieuwbare (zon, wind, water, etc.) energiebronnen voortdurend; het wordt verwacht dat deze trend zich zal uitstrekken naar waterstofbrandstofkosten.

Feit: Grote overheidsinitiatieven, zoals het VS Department of Energy's (DOE's) Earthshots-programma, zijn bedoeld om ontwikkeling te stimuleren en waterstofkosten te verlagen.

Feit: Hoogwaardige brandstofsysteemcomponenten verminderen het voorkomen en de kosten van onverwacht onderhoud.

Mythos: Waterstof is niet milieuvriendelijk of duurzaam

Een veelvoorkomende zorg rond waterstof's duurzaamheid betreft de productie. Maar er zijn verschillende manieren om waterstof te genereren, en de meeste zijn milieuvriendelijker dan vergelijkbare fossiele brandstoffen. Plus, waterstofgebruik in een brandstofcel creëert geen voertuigemissies behalve water – wat zal helpen de broeikasgasgeneratie wereldwijd drastisch te verminderen.

Feit: Waterstofgebruik in een brandstofcel creëert geen rook of afval, en de enige outputs zijn energie en zuiver water.

Feit: Er zijn verschillende processen waarmee waterstof geproduceerd wordt, en de meeste van deze processen hebben gereduceerde CO₂-emissies.

Grijze Waterstof

Blauwe Waterstof

Groene Waterstof

CO₂ uitgestoten tijdens herformatie fossiele brandstof (aardgas)
CO₂ vastleggen en opslaan
Netto nul emissies van CO₂ (ultieme doel)

Feit: Koolstofvangsttechnologie biedt een manier om koolstof vast te leggen en permanent op te slaan (of te gebruiken) voor industriële doeleinden.

Feit: Overheidsinspanningen, zoals het DOE's Earthshots-programma, worden verwacht om langetermijngroei te ondersteunen en promoten.

Waterstof heeft het potentieel om de transportconomie zoals we die kennen te herschikken. Naarmate duurzaamheid groeit als wereldwijde prioriteit, is waterstof de meest haalbare energietoplossing beschikbaar voor transportgebruik. De sleutels tot de voortgezette adoptie zijn veilige, betrouwbare waterstofvoertuig- en tanksystemen die OEM's en andere belanghebbenden nu kunnen vertrouwen en voor de komende jaren kunnen afhankelijk zijn.

Als u op zoek bent naar componenten, diensten en training voor het ontwikkelen van hoogwaardige waterstofsystemen, kunnen we helpen. Swagelok biedt al jaren oplossingen voor de alternatieve brandstof- en transportindustrie, met producten en assemblages specifiek ontworpen om waterstof voor mobiliteit in te sluiten, op te slaan en te doseren. Onze specialisten staan klaar om u te helpen met uw behoeften.