Водородная заправочная станция

Водородная заправочная станция

21.05.2021


Водородная заправочная станция – оборудование для заправки водородом или водородной смесью HCNG транспорта на шоссе или дома. Топливо обычно отпускается в килограммах.

Типы заправочных станций

Водородные заправочные станции можно разделить на три типа:

  • Мобильные
  • Стационарные
  • Домашние

Мобильные станции предназначены для заправки техники в местах, где нет другой водородной инфраструктуры. Например, военной техники, выставочных образцов и т.д.

Стационарные станции предназначены для продажи водорода, произведённого на самой станции, или в другом месте. Некоторые из них располагаются на химических производствах, где производят водород, или получают водород в виде побочного продукта основного производства.

Домашние заправочные станции создаются как решение проблемы отсутствия водородной инфраструктуры. Они могут производить 200 – 1000 кг водорода в год, что достаточно для заправки 1-5 автомобилей в сутки. Водород может производиться электролизом воды в ночное время. Это позволит сгладить пики потребления электроэнергии.

Honda испытывает свою бытовую установку под названием Домашняя энергетическая станция Honda. Установка в бытовых условиях производит водород из природного газа. Часть водорода используется в топливных элементах для производства тепловой и электрической энергии для дома. Оставшаяся часть водорода используется для заправки автомобиля.

Аналогичные разработки ведутся:

  • Toyota совместно с Aisin Seiki Co. с 2001 года. Начало продаж запланировано на 2008 г. Домашняя система Toyota получает водород из природного газа, сжиженного нефтяного газа, или керосина. Toyota прогнозирует, что цена домашней энергетической установки составит около $4100.
  • General Motors разрабатывает домашнюю систему для заправки водородных автомобилей. GM надеется, что домашние заправочные станции поступят в продажу в 2011 году, когда начнутся поставки автомобилей на водородных топливных элементах.

Британская компания ITM Power Plc разработала и испытала в 2007 г. бытовой электролизёр для производства водорода. Водород производится ночью, что позволит сгладить пики потребления электроэнергии. Электролизер мощностью 10 кВт производит из воды водород, и хранит его под давлением 75 бар. Произведённого водорода достаточно для 40 км пробега битопливного (водород/бензин) Ford Focus. Компания планирует начать производство бытовых электролизеров в начале 2008 г. ITM Power достигла уровня себестоимости электролизеров $164 за 1 кВт.

Топливо

Подавляющая часть водородных заправочных станций продаёт газообразный водород.

Из общего количества заправочных станций, построенных 2004—2005 году, всего 8 % работают с жидким водородом, остальные — с газообразным.

Ставку на жидкий водород сделала BMW. Её битопливный (водород/бензин) BMW hydrogen 7 работает на жидком водороде.

Председатель совета директоров и главный управляющий General Motors Рик Вагонер (Rick Wagoner) также считает жидкий водород более перспективным. General Motors на свой прототип HydroGen3 (Opel Zafira) устанавливает два бака: один для газообразного водорода, другой для жидкого.

Время заправки

Современное оборудование позволяет заправлять транспорт водородом за 3 (складской погрузчик) - 5 (легковой автомобиль) минут, что сопоставимо с временем заправки бензинового транспорта.

Компания Linde AG разработала технологию заправки автомобиля водородом за три минуты .

Распространение

К концу 2006 года во всём мире функционировало более 140 стационарных водородных автомобильных заправочных станций. Из них было 46% сконцентрировано в Северной Америке (США + Канада). К концу 2008 года количество заправочных станций выросло до 175. Планировалось строительство 108 заправочных станций.

Размеры стационарных заправочных станций

Заправочные станции можно условно разделить по размерам:

  • Малые – до 20 кг водорода в день – до 10 легковых автомобилей в день;
  • Средние – 50-1250 кг водорода в день – до 250 легковых автомобилей или до 25 автобусов в день;
  • Промышленные – 2500 кг водорода в день (и более) – до 500 легковых автомобилей или до 50 автобусов в день.

Малые и средние заправочные станции могут самостоятельно производить водород как электролизом воды, так и риформингом углеводородов (природный газ, керосин и т.д.).

В США стоимость водорода, произведённого электролизом воды на заправочной станции среднего размера, состоит на 58% из стоимости электроэнергии и на 32% из капитальных затрат. У малой заправочной станции в стоимости водорода на долю капитальных затрат приходится 55%, а на долю электроэнергии 35%. Данные на 2005 год.

Потребление водорода

National Renewable Energy Laboratory (США) в своих расчётах использует среднюю дальность пробега легкового автомобиля 12000 миль в год (19200 км), потребление водорода - 1 кг на пробег 60 миль (96 км). Т.е. одному легковому автомобилю в год требуется 200 кг водорода, или 0,55 кг в день.

Строение водородной заправочной станции

  • риформер, или электролизёр;
  • система очистки водорода;
  • система хранения водорода;
  • компрессор (для газообразного водорода);
  • диспенсер для раздачи водорода конечным потребителям.

Стоимость оборудования для водородной станции оценивалась на 2008 год в сумму от 0.5 до 5 млн долларов США.

Стандарты

Национальные, межгосударственные стандарты, связанные с разработкой, строительством и эксплуатацией автомобильных водородных заправочных станций относятся к компетенции Технического комитета по стандартизации Росстандарта "Водородные технологии" (ТК 029). Техническое регулирование в области строительства водородных заправочных в Российской Федерации обеспечивается серией национальных и межгосударственных стандартов, идентичных международным стандартам ИСО, которая включает в себя:

  • ГОСТ Р ИСО 14687-1-2012 «Топливо водородное. Технические условия на продукт. Часть 1. Все случаи применения, кроме использования в топливных элементах с протонообменной мембраной, применяемых в дорожных транспортных средствах»;
  • ГОСТ Р 55466-2013/ISO/TS 14687-2:2008 Топливо водородное. Технические условия на продукт. Часть 2. Применение водорода для топливных элементов с протонообменной мембраной дорожных транспортных средств»;
  • ГОСТ ISO 14687-3–2016 «Топливо водородное. Технические условия на продукт. Часть 3. Применение для топливных элементов с протонообменной мембраной стационарных установок»;
  • ГОСТ Р ИСО 17268–2014 «Устройства соединительные для заправки наземных транспортных средств газообразным водородным топливом»;
  • ГОСТ Р ИСО 26142–2013 «Приборы стационарные для обнаружения водорода;
  • ГОСТ Р 55226–2012/ISO/TS 20100:2008 Водород газообразный. Заправочные станции».

Настоящие стандарты подготовлены Некоммерческим партнерством "Национальная ассоциация водородной энергетики (НП НАВЭ)" на основе собственного аутентичного перевода международных стандартов ИСО на русский язык. Система национальных и межгосударственных стандартов для создания сети водородных заправочных станций и станций технического обслуживания водородных автомобилей содержит необходимые разрешительные документы для их строительства и организации эксплуатации парка водородных автомобилей, автобусов и автопогрузчиков с системами топливных элементов..