23 listopada 2017

Transport i Spedycja » Lotniczy

Płynny wodór najlepszym paliwem dla samolotów

Płynny wodór najlepszym paliwem dla samolotówTransport odpowiada za 20 procent zapotrzebowania na energię na świecie. Analitycy International Energy Agency oceniają, że udział ten będzie z czasem rósł. Dlatego wobec rosnącego zanieczyszczenia środowiska i podnoszenia się średniej temperatury na świecie konieczne jest wypracowanie rozwiązań, które pozwolą zaspokajać coraz większe zapotrzebowanie na energię w transporcie przy jednoczesnym obniżaniu wpływu motoryzacji na środowisko. 
Profesor fizyki Jo Hermans z Huygen’s Laboratory na Uniwersytecie Leiden w Holandii opublikował raport MRS Energy and Sustainability – A Review Journal (MRS E&S), w którym przedstawił wyniki badań nad wydajnością energetyczną różnych sposobów transportu – od rowerów po autobusy i od samolotów rejsowych po statki. Holenderski fizyk doszedł do wniosku, że najlepszym rozwiązaniem dla transportu samolotowego jest ciekły wodór. Odkrycie to ma duże znaczenie, jeśli wziąć pod uwagę, że transport lotniczy jest najbardziej problematyczny pod względem ochrony środowiska. 


Samochód na wodór – jak to działa?

Wodór w transporcie lotniczym
Wnioski ze swoich badań Hermans opublikował w MRS Energy and Sustainability – A Review Journal. Naukowiec zauważył, że benzyna, olej napędowy i nafta oczyszczona mają bardzo dobry stosunek dostarczanej energii do objętości, ale „biorąc pod uwagę poważne ograniczenia dotyczące masy paliwa, które samolot może unieść, ciekły wodór stanowi atrakcyjną alternatywę na długich dystansach” – skomentował Jo Hermans.

Do dziś powstało już kilka projektów samolotów na ciekły wodór. Ponaddźwiękowy samolot pasażerski A2 opracowany przez brytyjską firmę Reaction Engines Limited jest realizacją pomysłu na przyjazny dla środowiska środek transportu dla dużej liczby pasażerów na dystansach do 20 tys. km. Zgodnie z założeniami zespołu projektowego, model A2 napędzany silnikiem Scimitar będzie się wykazywał niskim zużyciem paliwa zarówno podczas lotu poniżej prędkości dźwięku, jak i z prędkością ponaddźwiękową. Jego projektanci zakładają, że samolot będzie w stanie rozpędzić się do prędkości Mach 5. Reaction Engines Limited planuje rozpocząć komercjalizację tego projektu w ciągu 25 lat.
Własny samolot napędzany ciekłym wodorem skonstruował Boeing Phantom Works. Bezzałogowy prototyp Boeing Phantom Eye powstał z myślą o amerykańskiej armii. Był to model demonstracyjny, mniejszy od docelowego produktu, który jednak nigdy nie powstał ze względu na brak zamówień. Według założeń producenta 4 produkcyjne Phantom Eye miały zapewnić obserwowanie danego terenu bez przerwy 24 godziny na dobę przez całe lata.

Wodór w motoryzacji
Technologia wodorowa stanowi centralny punkt koncepcji społeczeństwa nieemitującego spalin Toyoty. Japoński koncern rozpoczął prace nad seryjnym samochodem na wodorowe ogniwa paliwowe ponad 20 lat temu i w grudniu 2014 roku wprowadził do sprzedaży sedana Mirai z takim napędem. Obecnie firma pracuje nad dalszym udoskonalaniem tego rozwiązania, kolejnymi modelami z napędem na ogniwa paliwowe i rozbudową infrastruktury tankowania wodoru w wielu miejscach na świecie. Toyota Mirai ma właściwości jezdne i użytkowe typowego auta z segmentu D – tankuje się tylko w 3 minuty, ma zasięg do 700 km, dysponuje przestronnym wnętrzem i bagażnikiem. Silnik elektryczny o mocy 154 KM zapewnia dynamiczne przyspieszenie – auto rozpędza się do 100 km/h w 9 sekund. Charakterystyczne dla silnika elektrycznego jest korzystanie z maksymalnego momentu obrotowego w pełnym zakresie prędkości, co czyni Mirai samochodem bardzo elastycznym. Auto zużywa energię odpowiadającą spalaniu 4.2 l benzyny na 100 km.

Wodór w naziemnym transporcie lądowym
W Europie transport publiczny odpowiada za 40% zanieczyszczeń emitowanych przez motoryzację, dlatego wiele miast szuka sposobów na poprawę jakości powietrza. Autobusy napędzane ogniwami paliwowymi są już oferowane przez wielu producentów, w tym Solaris i lubelski Ursus. Władze miast na całym świecie biorą udział w pilotażowych programach włączania autobusów na ogniwa paliwowe do sieci transportu publicznego. Na przykład w programie CHIC (Clean Hydrogen in European Cities) bierze udział 8 miast w Europie i Kanadzie. W Japonii władze Tokio rozpoczęły program zakupu 100 autobusów FC Bus produkcji Toyoty. Z kolei niemiecka firma Alstom opracowała pierwszy pociąg na ogniwa paliwowe. Pierwszy skład ma się pojawić już w tym roku na lokalnych trasach Dolnej Saksonii.
Wodór może oczywiście służyć także za paliwo do pojazdów i maszyn przemysłowych. Dla przykładu, prototypowy TIR z napędem wodorowym opracowała amerykańska firma Nikola. Model o nazwie Nicola One o zasięgu 1900 km ma być gotowy do produkcji seryjnej w 2020 roku. Prace nad adaptacją napędu z Toyoty Mirai i FC Bus do ciężarówki rozpoczęła także Toyota.

Metody produkcji wodoru i jego znaczenie dla energetyki
Wodór można produkować z wody, metanu, biomasy oraz odpadów komunalnych i rolnych. Do jego produkcji można wykorzystać energię z dowolnego źródła, także odnawialną lub geotermalną, a instalacje do produkcji wodoru wraz ze zbiornikami stanowią bardzo wygodny sposób na przechowywanie nadwyżek energii w czasie spadku zapotrzebowania oraz łatwe jej odzyskanie w okresach szczytu – wystarczy niewielki elektrolizer wody, aby zmagazynować ją w formie wodoru. Potem razie potrzeby można go zatankować do samochodu lub przy pomocy niewielkiego generatora z ogniwami paliwowymi pozyskać energię.
Co więcej, każdy samochód na ogniwa paliwowe może pełnić rolę przydomowej elektrowni, stanowiąc doskonałe źródło zasilania podczas awarii sieci energetycznej nawet przez tydzień.
źr. pr

Podaj adres email

Wprowadź treść komentarza


 
Arsped Sp. z o. o. 2009-2017 Wszelkie prawa zastrzeżone
Zapoznaj się z polityką prywatności×