เซลล์เชื้อเพลิง


แบ่งปันบทความนี้กับเพื่อนของคุณ:

การพัฒนาอย่างยั่งยืน: การวิจัยด้านพลังงานสะอาดเพื่อการเชื่อมโยงในระยะยาว

โดย Yves Martin, The Argus of the Automobile, 6.2.2003

สิ่งที่จะประสบความสำเร็จน้ำมันอยู่ในหัวใจของรถของเรา? หากระบบหลายระบบอยู่ในกลุ่มไม่มีใครสามารถประสบความสำเร็จได้ดังนั้นความท้าทายคือ

ปัญหาการขนส่ง

กลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้การขนส่งถูกติดตามโดยศัตรูหมายเลข 1 มลภาวะของเขา การผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (C02) ที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้เกิดผลกระทบจากภาวะเรือนกระจกที่เป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อนกลายเป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ ด้วยเหตุนี้ประเทศอุตสาหกรรมจำนวนมากยกเว้นสหรัฐอเมริกาจึงลงนามในข้อตกลง 1997 ข้อตกลงเกียวโตซึ่งพวกเขามีหน้าที่ลดการผลิต C02

หลังจากการประชุมครั้งนี้ทางการยุโรปได้แนะนำมาตรฐานการป้องกันมลพิษที่เข้มงวดสำหรับรถยนต์

Toutefois, la limitation des émissions polluantes des voitures n’est pas une finalité en soi. En outre, comme le souligne Pierre Zerlauth, coordinateur technique lors du Challenge Michelin « les polluants locaux (NDLR : au niveau de la voiture elle-même) sont mieux maîtrisés ». La pollution engendrée par la chaîne de production — du stockage à la distribution de l’énergie utilisée dans la voiture — doit également être prise en compte. On parle alors de bilan énergétique global, c’est-à-dire de la pollution « du puits à la roue ».

« Du puits à la roue »

มีการศึกษาเกี่ยวกับแหล่งพลังงานที่แตกต่างกันเพื่อหาประโยชน์ในการลดการปล่อยมลพิษ C02

ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) ก๊าซ NGV (ก๊าซธรรมชาติสำหรับรถยนต์) ไฟฟ้าไฮโดรเจน (ใช้เป็นเชื้อเพลิงหรือในเซลล์เชื้อเพลิง)

Cependant, comme le souligne Philippe Pinchon, directeur du centre de résultats moteurs-énergie de l’IFP (Institut français du pétrole) : « Lorsque l’on parle de bilan énergétique, il faut tenir compte de quatre facteurs : l’effet de serre, le rendement énergétique, le coût et la disponibilité de l’énergie. »

นี่คือที่ที่มันได้รับความซับซ้อน! ใช้ตัวอย่างเช่นมอเตอร์ไฟฟ้า: เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด ขึ้นอยู่กับการผลิตกระแสไฟฟ้าความสมดุลของระบบนิเวศน์อาจเป็นอันตรายได้ ตัวอย่างเช่นหนึ่งผลิตในประเทศเยอรมนีหลังจากโรงไฟฟ้าความร้อนโดยใช้ถ่านหินสมดุลเชิงลบกับการผลิต C02 460 กรัมต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงซึ่งเป็นประมาณค่าเฉลี่ยของยุโรป ตรงกันข้ามไฟฟ้าที่ผลิตจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฝรั่งเศสปล่อยเพียง 100 กรัม / กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง บันทึกหายนะที่สุดคือการที่กรีซที่ผลิตไฟฟ้าสร้างประมาณ 900 กรัม / กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง C02

โดยทำตามเหตุผลนี้ เราตระหนักดีว่าการใช้เซลล์เชื้อเพลิงไม่ได้เป็นระบบนิเวศ

แท้จริงแล้วมีสองวิธีในการผลิตไฮโดรเจนคือฐานเชื้อเพลิงของเซลล์เชื้อเพลิง: ไม่ว่าจะเป็นในรถยนต์โดยผ่านตัวทำปฏิกริยา (อุปกรณ์ที่สกัดไฮโดรเจนจากไฮโดรคาร์บอน) หรือ มาจากพืชแล้วกระจายเป็นเชื้อเพลิงธรรมดา (ในรูปของก๊าซหรือของเหลว) แม้ว่าโซลูชันแรกจะช่วยลดการผลิต C02 แต่จะมีสารมลพิษที่เป็นอันตรายอื่น ๆ อีกหลายชนิดเข้าสู่สิ่งแวดล้อมเนื่องจากขาดการควบคุมการปฏิรูปอย่างสมบูรณ์ นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมการผลิตไฮโดรเจนในโรงไฟฟ้าจึงเป็นเรื่องที่ดีกว่าในการควบคุมกระบวนการนี้ได้ดีกว่า แต่ในกรณีนี้ปัญหา (การล้มละลาย) ในการจัดจำหน่ายและการเก็บรักษาไฮโดรเจนเกิดขึ้น

อ้างถึงตารางการปล่อยมลพิษ C02 ด้านล่างเราทราบว่า การใช้ไฮโดรเจนเหลวไม่น่าสนใจ

แท้จริงพลังงานที่จำเป็นในการทำให้ก๊าซเหลวเป็นสิ่งสำคัญและเพิ่มการผลิต 50% CO2 ของอุตสาหกรรมนี้ ข้อได้เปรียบก็คือการใช้ไฮโดรเจนบีบอัด อีกครั้งขึ้นอยู่กับประเทศและแหล่งที่มาของการสกัด, งบดุลแตกต่างกันไปจากที่หนึ่งไปอีก จึงผลที่ดีที่สุดคือการได้รับไฮโดรเจนจากก๊าซธรรมชาติที่ใช้ไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของฝรั่งเศส แต่วิธีนี้มีข้อเสียของราคาจำนวนมากเกินไปยูโร 24 29 เพื่อ gigajoule (เทียบกับ 7 EUR / GJ สำหรับการผลิตและการกระจายตัวของพรีเมี่ยมไร้สารตะกั่วและ 95 98 และ 6 EUR / GJ สำหรับน้ำมันก๊าซ , และ 13 EUR / GJ สำหรับ LPG)

การแก้ปัญหาคือการรวมโซลูชันต่างๆเพื่อให้ได้รับประโยชน์สูงสุดจากช่องทางเหล่านี้

ดังนั้นรถที่มีอัตราส่วนที่ดีที่สุดระหว่างต้นทุนมลพิษและประสิทธิภาพควรใช้เครื่องยนต์ดีเซลไฮบริดและมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่ความจุสูง (สามารถจัดเก็บพลังงานได้มาก) และติดตั้งแบตเตอรี่ เชื้อเพลิงบีบอัดที่ป้อนด้วยไฮโดรเจนบีบอัด รถยนต์ไฮบริดเดียวที่วางตลาดในประเทศฝรั่งเศส (หมายเหตุ: ในราคายังคงสูงมาก) Toyota Prius ยังคงห่างไกลจากการปรับแต่งนี้

ตารางเปรียบเทียบเทคโนโลยีการขนส่ง (คลิกเพื่อดูภาพขยาย)


ดีเซล; ดีเซล FT Fischer-Tropsch ดีเซล (ดีเซลสังเคราะห์); อีเทอร์ dimethyl DME (เชื้อเพลิงสังเคราะห์); EMVH methyl esters ของน้ำมันพืช: น้ำมันเบนซิน; อีเทอร์อีเทอร์อีเทอร์บิวทิลอีเทอร์ (จากการหมักน้ำตาลหัวบีทหรือข้าวโพดและน้ำมัน); เอทานอลเอทานอล; ก๊าซธรรมชาติ แอลพีจี; เชื้อเพลิง H2; แท็บเล็ต H2; ของเหลว H2; methanol MeOH; น้ำมันเบนซิน

การเพิ่มขึ้นของ C02 รบกวน

เป็นเวลาหนึ่งศตวรรษที่ผลกระทบจากภาวะเรือนกระจกมีแนวโน้มที่จะแย่ลงทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นโดยทั่วไปโดยการเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (C02) ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ ก๊าซชนิดนี้มีส่วนรับผิดชอบต่อครึ่งหนึ่งของปรากฏการณ์นี้

ความเข้มข้นของ C02 สูงขึ้นกว่าไตรมาสก่อนหน้านี้ประมาณไตรมาส ระดับมลพิษไม่ถึงในช่วง 600 000 ปีที่ผ่านมา



ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่มาจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล (ถ่านหินเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติ) ในภาคต่างๆของอุตสาหกรรม ได้แก่ อุตสาหกรรมพลังงานและการขนส่ง ซึ่งเป็นสัดส่วนมากกว่าหนึ่งในสี่ของการปล่อยมลพิษของ C02 ในประเทศอุตสาหกรรมและสัดส่วนนี้ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จำนวนนักท่องเที่ยวที่กำหนดโดยสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) คาดการณ์การเพิ่มขึ้นอย่างมากในการปล่อยมลพิษ C02 ทั้งหมดในทศวรรษหน้า: ระหว่าง 31% และ 42% ...

จาก Rio to Kyoto วิวัฒนาการช้า

ในเดือนมิถุนายน 1992 ในรีโอเดจาเนโรประเทศ 178 50 และ บริษัท ต่างประเทศที่มุ่งมั่นที่จะพัฒนาอย่างยั่งยืนและการลงนามข้อตกลงเพื่อรักษาเสถียรภาพความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจกจากแหล่งที่มาทุกรุ่น (แผนปฏิบัติการระหว่างประเทศ เรียกว่าวาระ 21) กรอบแนวคิดนี้แนะนำประเทศที่พัฒนาแล้วเพื่อลดระดับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ระดับ 1990

อีกสามปีต่อมาในกรุงเบอร์ลินรัฐได้ริเริ่มกระบวนการใหม่ที่นำไปสู่การลดการปล่อยมลพิษ C02 โปรโตคอลถูกนำมาใช้ในเดือนธันวาคม 1997 เมื่อสิ้นสุดการประชุมเกียวโต เฉพาะประเทศสหรัฐอเมริกายังไม่ได้ลงนาม

สหภาพยุโรปมีส่วนร่วมในการลดการผลิต CO82 จำนวน 2010% โดย 1990 การลดลงนี้จะแบ่งตามระดับการปล่อยก๊าซที่บันทึกใน 21 ในประเทศสมาชิกที่แตกต่างกันความต้องการในการพัฒนาและข้อมูลประชากรของพวกเขา ดังนั้นเป้าหมายของเยอรมนีคือการลดลงของ 25% ของกรีซซึ่งเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเป็น XNUMX% และของฝรั่งเศสเท่าเทียมกัน

กองเรือของรถยนต์ใช้เวลาประมาณ 12% ของการผลิต CO2 โดยรวมของทวีปและ 2% ทั่วโลก ใน 1995 รถยุโรปรุ่นใหม่ที่ปล่อย 165 g / km เทียบกับ 191 g / km สำหรับญี่ปุ่นและ 260 g / km สำหรับชาวอเมริกัน

ในเดือนกรกฎาคม 1998 สมาคมผู้ผลิตรถยนต์ยุโรป (ACEA) ได้ให้คำมั่นสัญญากับคณะกรรมาธิการยุโรป หนึ่งนี้มีวัตถุประสงค์สองประการ ในขั้นต้นสมาคมมีความมุ่งมั่นที่จะผลิตรถยนต์สำหรับตลาดยุโรปที่มีการปล่อยก๊าซจะไม่เกิน CO2 120 กรัม / กิโลเมตร 2012 (ผู้บริโภคเฉลี่ยไป 4,9 100 กิโลเมตร) เธอมุ่งมั่นที่แล้วแบริ่งกลางสำหรับรถยนต์ที่ขายใน 2008 มีระดับค่าเฉลี่ยของการปล่อยก๊าซ CO2 ของ 140 กรัม / กม. ​​ผู้บริโภคโดยเฉลี่ยของการ 5.7 100 กม.

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซลล์เชื้อเพลิง

- บทความเปรียบเทียบของ Sciences et Avenir
- การศึกษาโคเจนเนอเรชันกับเซลล์เชื้อเพลิง


ความคิดเห็นที่ Facebook

แสดงความคิดเห็น

ที่อยู่อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *