سلول های سوختی

پایداری: پژوهش انرژی پاک برای اوراق بهادار بلند مدت

توسط ایو مارتین ، L'Argus de l'Automobile ، 6.2.2003

چه چیزی باعث موفقیت روغن در قلب اتومبیل های ما خواهد شد؟ اگر چندین سیستم در یک خط باشند ، هیچ یک نمی توانند برنده شوند ، پاسخگویی به چالش بسیار دشوار است.

موضوع حمل و نقل

حمل و نقل که به ابزاری ضروری تبدیل شده است ، توسط دشمن ، آلودگی ، درجه 1 شکار می شود. در واقع ، تولید روزافزون دی اکسیدکربن (C02) ، مسئول اثر گلخانه ای که باعث گرم شدن کره زمین می شود ، به یک موضوع مهم زیست محیطی تبدیل شده است. به همین دلیل است که تعداد زیادی از کشورهای صنعتی - به استثنای ایالات متحده - توافق نامه کیوتو را در سال 1997 امضا کردند که در آن آنها متعهد شدند تولید C02 خود را کاهش دهند.

پس از این کنوانسیون ، مقامات اروپایی استانداردهای ضد آلودگی ضدعفونی کننده خودرو را وضع کردند.

با این حال ، محدود کردن انتشار آلاینده ها از اتومبیل به خودی خود هدف نیست. علاوه بر این ، همانطور که پیر زرلوث ، هماهنگ کننده فنی برای چالش میشلن ، تأکید می کند ، "آلاینده های محلی (یادداشت سردبیر: در سطح خود ماشین) بهتر کنترل می شوند". همچنین باید آلودگی ایجاد شده توسط زنجیره تولید - از ذخیره سازی تا توزیع انرژی مصرفی در خودرو - در نظر گرفته شود. از این به عنوان تعادل کلی انرژی یاد می شود ، به عبارت دیگر آلودگی "چرخ خوب".

"از چاه به چرخ"

مطالعات بر روی منابع مختلف انرژی انجام شده است به منظور تعیین سودمندترین از نظر کاهش انتشار C02.

در این میان LPG (گاز مایع) ، NGV (گاز طبیعی برای وسایل نقلیه) ، برق ، هیدروژن (به عنوان سوخت یا پیل سوختی استفاده می شود) وجود دارد.

با این حال ، همانطور که فیلیپ پینچون ، مدیر مرکز نتایج موتور-انرژی در IFP (انستیتوی نفت فرانسه) تأکید می کند: "وقتی در مورد تعادل انرژی صحبت می کنیم ، باید چهار عامل را در نظر بگیریم: اثر گلخانه ای. ، بهره وری انرژی ، هزینه و در دسترس بودن انرژی. "

اینجاست که پیچیده می شود! به عنوان مثال موتور الکتریکی را در نظر بگیرید: سازگارترین با محیط زیست. بسته به روش اتخاذ شده برای تولید برق ، تعادل زیست محیطی می تواند فاجعه بار باشد. به عنوان مثال ، آنچه در آلمان تولید می شود ، از نیروگاه های حرارتی با زغال سنگ ، با تولید C02 460 گرم در کیلووات در ساعت ، تعادل منفی نشان می دهد که تقریباً با متوسط ​​اروپا مطابقت دارد. برعکس ، برق تولید شده توسط نیروگاه های هسته ای فرانسه فقط 100 گرم در کیلووات ساعت ساطع می کند. فاجعه بارترین نتیجه یونان است که در آن تولید برق حدود 900 گرم در کیلووات ساعت ساعت C02 تولید می کند.

دفعات بازدید:  مسیرهای دوچرخه سواری در لیون، ویدئو آماتور

پس از این استدلال، ما متوجه می شویم که استفاده از سلول سوختی به همان اندازه زیست محیطی نیست.

در حقیقت ، دو روش برای تولید هیدروژن ، سوخت پایه برای یک پیل سوختی وجود دارد: یا در ماشین از طریق یک اصلاح کننده (دستگاهی که هیدروژن را از هیدروکربن ها استخراج می کند) تولید می شود ، یا از نیروگاه ها می آید و سپس به عنوان سوخت متداول (به صورت گازی یا مایع) توزیع می شود. اگر اولین راه حل تولید C02 را کاهش دهد ، به دلیل کنترل ناقص اصلاح ، بسیاری از آلاینده های دیگر برای محیط زیست مضر منتشر می کند. به همین دلیل است که تولید هیدروژن در نیروگاهی که فرآیند آن بهتر کنترل می شود ترجیح داده می شود ، اما در این حالت (حلال؟) مشکل توزیع و ذخیره هیدروژن بوجود می آید.

با اشاره به انتشار جدول C02 زیر، ما می بینیم که استفاده از هیدروژن مایع هیچ علاقه ای ندارد.

در حقیقت ، انرژی مورد نیاز برای مایع شدن گاز قابل توجه است و تولید CO50 این بخش را 2٪ افزایش می دهد. بنابراین این مزیت به استفاده از هیدروژن فشرده برمی گردد. باز هم ، بسته به کشور و منبع استخراج ، تلفات از یک افراط به دیگری متفاوت است. بنابراین،بهترین نتیجه زمانی حاصل می شود که هیدروژن با استفاده از برق نیروگاه های هسته ای فرانسه از گاز طبیعی تولید شود. با این حال ، این راه حل دارای یک ایراد هزینه گزاف است ، از 24 تا 29 یورو برای هر گیگا ژول (در مقابل 7 یورو / گیگابایت برای تولید و توزیع سوپر 95 و 98 بدون سرب و 6 یورو / جی جی برای سوخت دیزل. و 13 EUR / GJ برای LPG).

دفعات بازدید:  ارزیابی زیست توده توسط IFP

راه حل این است که چندین راه حل ترکیب شود تا حداکثر سود را از این بخشها ببرید.

بنابراین ، خودرویی که بهترین نسبت بین هزینه ، آلودگی و کارایی را ارائه می دهد ، باید یک موتور دیزلی هیبریدی و یک موتور الکتریکی با یک باتری ظرفیت بزرگ (توانایی ذخیره انرژی زیادی) و مجهز به باتری را داشته باشد. سوخت حاصل از هیدروژن فشرده. تنها اتومبیل هیبریدی موجود در فرانسه (یادداشت سردبیر: با قیمت هنوز هم بسیار بالا) ، تویوتا پریوس هنوز با این پالایش بسیار فاصله دارد.

جدول مقایسه فن آوری های حمل و نقل (برای بزرگنمایی کلیک کنید)


دیزل دیزل FT Fischer-Tropsch دیزل (دیزل مصنوعی) ؛ دی متیل اتر DME (سوخت مصنوعی) ؛ استرهای متیل EMVH روغنهای گیاهی: بنزین؛ ETBE اتیل-ترشیو-بوتیل اتر (حاصل از تخمیر قند چغندر یا ذرت و نفت). اتانول EtTOH ؛ گاز طبیعی ؛ LPG ؛ سوخت H2؛ H2 فشرده شده مایع H2 ؛ متانول MeOH؛ گازوئیل

افزایش نگران کننده C02

برای یک قرن ، اثر گلخانه ای تمایل دارد که از بین برود ، و باعث افزایش عمومی دما از طریق افزایش دی اکسید کربن (C02) موجود در جو شود. این گاز به تنهایی مسئول نیمی از این پدیده است.

غلظت CO02 اکنون یک چهارم بیشتر از قرن گذشته است. در 600 سال گذشته به هیچ سطح از آلودگی نرسیده است.

این دی اکسید کربن عمدتا از طریق استفاده از سوختهای فسیلی (ذغال سنگ ، مازوت ، گاز طبیعی) در بخشهای مختلف فعالیت: صنعت ، انرژی و حمل و نقل حاصل می شود. اینها بیش از یک چهارم انتشار C02 در کشورهای صنعتی را نشان می دهد و این نسبت همچنان در حال افزایش است. چشم اندازهای زیادی که توسط آژانس بین المللی انرژی (IEA) ترسیم شده است ، افزایش شدید انتشار کل C02 در دهه آینده را پیش بینی می کند: بین 31 تا 42 درصد ...

دفعات بازدید:  تزریق آب در موتورهای Daimler Benz در هواپیماهای Messerschmitt

از Rio به کیوتو، تغییر تدریجی

در ژوئن 1992 ، در ریودوژانیرو ، 178 کشور و 50 شرکت بین المللی متعهد به توسعه پایدار شدند و توافق نامه ای را با هدف تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای امضا کردند ، همه منابع تولید با هم ترکیب شدند (برنامه اقدام بین المللی به نام برنامه 21). سپس این کنوانسیون چارچوب توصیه کرد که کشورهای پیشرفته سطح انتشار خود را به میزان 1990 کاهش دهند.

سه سال بعد ، در برلین ، ایالات متحده فرایند جدیدی را آغاز کردند که باید منجر به کاهش انتشار C02 شود. یک پروتکل در دسامبر 1997 و در پایان کنفرانس کیوتو تصویب شد. فقط ایالات متحده آن را امضا نکرده است.

اتحادیه اروپا ، به نوبه خود ، متعهد است که تولید CO8 خود را تا سال 2 2010 درصد کاهش دهد. این کاهش با توجه به میزان انتشار در سال های مختلف در کشورهای مختلف عضو ، نیاز آنها به توسعه و جمعیت. بنابراین ، هدف آلمان کاهش 1990٪ ، هدف یونان ، افزایش محدود به 21٪ ، و فرانسه ، برابری است.

ناوگان اتومبیل حدود 12٪ از کل تولید CO2 ساخته شده توسط انسان و 2٪ در جهان را تشکیل می دهد. در سال 1995 ، یک اتومبیل جدید اروپایی 165 گرم در کیلومتر ، در مقابل 191 گرم در کیلومتر برای ژاپنی و 260 گرم در کیلومتر برای یک آمریکایی ساطع کرد.

در ژوئیه 1998 ، انجمن تولیدکنندگان اتومبیل اروپا (ACEA) تعهد خود را به کمیسیون اروپا متعهد شد. این شامل یک هدف دوگانه است. در ابتدا ، انجمن متعهد به تولید اتومبیل هایی برای بازار اروپا است که میزان انتشار CO2 آنها در سال 120 از 2012 گرم در کیلومتر بیشتر نخواهد شد (یعنی مصرف متوسط ​​4,9 لیتر در 100 کیلومتر). سپس متعهد شد كه برای اتومبیل های فروخته شده در سال 2008 ، با سطح متوسط ​​انتشار CO2 140 گرم در كیلومتر یا متوسط ​​مصرف 5.7 لیتر در هر 100 كیلومتر ، به سطح متوسط ​​احترام بگذارد.

اطلاعات بیشتر در مورد سلول های سوختی بدانید

- علوم مقاله مقایسه و همکاران Avenir را
- مطالعه CHP با یک سلول سوختی

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس پست الکترونیک شما منتشر نخواهد شد. علامت گذاری شده اند *