Yakıt hücreli elektrikli araçlar: Yeni bir çağın başlangıcı mı yoksa efsaneleri yıkan elektrikli araç teknolojisi mi?
Küresel otomotiv endüstrisi, yeni nesil emisyon düzenlemelerine ve yakıt ekonomisi hedeflerine ulaşılmasını hızlandırırken, içten yanmalı motorlarla (ICE) ilgili geleneksel emisyon azaltma teknolojileri ortadan kaldırılıyor. Sonuç olarak, sektör kaotik bir dönemdedir Elektrikli araçlar (EV), hibrit elektrikli araçlar (HEV) ve plug-in hibrit elektrikli araçlar (PHEV) vb. Çeşitli alternatif yakıtlı araç teknolojileri için ivme kazanmıştır.
Son yıllarda elektrikli araç pazarı ve tüketici talebi hızla büyüdü.İnsanlar, elektrikli araçların performansının içten yanmalı motorların performansıyla karşılaştırılabileceği konusunda gittikçe daha fazla endişelendiklerinde, yakıt hücreleri bir dizi yepyeni karanlık at sessizliğinde karanlık bir at gibi görünüyor. Elektrikli binek otomobil teknolojisinde öne çıkın. Yakıt hücreli elektrikli araçlar (FCEV) verimlilik, güvenlik ve güvenilirlik dahil olmak üzere birkaç önemli aşamadan geçmiştir. Bununla birlikte, tüketiciler ve halk hala diğer batarya ve elektrikli araç teknolojileri, yakıt hücreleri Bir dereceye kadar göz ardı edildi.
Bataryalı elektrikli araç teknolojisi ile karşılaştırıldığında, yakıt hücresi teknolojisi zayıf hidrojen yakıt altyapısı, karmaşık tasarımı, yüksek üretim ve bakım maliyetleri ve elektrikli araçların performansıyla eşleşememesi nedeniyle reddedilir. Yakıt hücresinin çalışma prensibi, yakıt hücresi yığınının elektrik motoruna bağlanması ve elektrik motorunun sırayla tekerleklere bağlanmasıdır.Yakıt hücresi kümesi bir pil görevi görerek doğrudan motora güç sağlar ve ardından motor tekerleklere güç sağlar. Yakıt hücresinden gelen fazla güç, depolanmış enerjiyi yokuşlara tırmanırken veya ani hızlanma sırasında kullanan aküye sağlanır.
FCEV teknoloji sistemi kurulduğunda, endüstri bu teknolojiyi uygulamak için zaten ortama ve temele sahip mi? Cevap evet, çünkü küresel otomobil pazarı kademeli olarak benzinli araçlar için alternatif teknolojileri uygulayıp teşvik etti.Özellikle otomobil şirketleri yeni enerji araçları tasarlamak ve üretmek için enerji araçları departmanları kurdular. Oran giderek artıyor. Tabii bu uzun bir süreç olacak.
1. Japonya, yakıt hücresi teknolojisinin gelişinin yolunu açtı mı?
Küresel bir perspektiften bakıldığında, Japonya alternatif yakıt teknolojilerinin benimsenmesinde lider olmuştur. Japon otomobil pazarı, hibrit araç teknolojisini benimseyen ilk pazardır. Japon hükümeti ve yerel erken ekipman üreticileri, küresel elektrikli güç sistemlerinin kullanımının standardizasyonunu şimdiden teşvik ettiler. Aynı zamanda, Japon hükümeti yerli üreticileri ve piyasa kullanıcılarını büyük ölçekli dağıtım ve nakliye uygulamaları için hidrojen yakıtı teknolojisini kullanmaya teşvik ediyor.Bu hedefin gerçekleştirilmesini desteklemek için Japon hükümeti altyapı geliştirmek ve satın alma sağlamak için yaklaşık 378 milyon ABD doları yatırım yaptı. Sübvansiyonlar ve teşvikler, her bir hidrojen yakıt ikmal istasyonu satın alma sübvansiyonu yaklaşık 1 milyon ABD dolarıdır, satın alma teşviki 2020'ye kadar devam edecek.
FCEV ile ilgili son araştırmalara göre Japonya, yakıt hücresi sistemi pazarındaki lider konumunu desteklemek için dünyanın önde gelen otomobil üreticileri Toyota ve Honda'nın uzmanlığını ve teknik rezervlerini kullanacak ve Güney Kore de Hyundai ve diğer araçlara güvenecek. Şirketin yakıt hücresi teknolojisi piyasada sıkışıklık yarattı. Şu anda, hidrojen yakıt dolum istasyonlarına yapılan yatırım ve finansal desteğin artması nedeniyle, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'nin, özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde Kaliforniya'nın, yakıt hücreli araçların ana kullanıcıları haline gelmesi olasıdır.
Ayrıca tahmin verilerine göre, küresel elektrikli araç pazarı 2030 yılına kadar yaklaşık 583.360 araca ulaşacak. Asya-Pasifik bölgesi (Asya-Pasifik bölgesi) (Japonya ve Güney Kore gibi) gibi ülkeler sırasıyla 218.651 araç ve 80.440 araçla pazarda yer almaktadır.Avrupa ve Kuzey Amerika'da elektrikli araçlar Otomobil pazarı sırasıyla 117.000 ve 118.847'ye ulaşacak.
2013-2030 Küresel Yakıt Hücreli Araç Satış Tahmini
Yükselen piyasalarda yakıt hücreli araçların küresel olarak benimsenmesi, tüketici kabulünü artıracak ve küresel bir yakıt hücreli benzin istasyonları ağı kurmak isteyen şirketler tarafından özel yatırımları artıracak güçlü teşvikler ve hükümet politikaları tarafından yönlendirilecektir. Bu eğilime göre, 20 büyük orijinal ekipman üreticisinin önümüzdeki beş yıl içinde küresel pazarda yakıt hücreli araçları piyasaya sürmesi bekleniyor. İlk hamle avantajlarına sahip Asyalı OEM'lerin pazara hakim olması bekleniyor. Örneğin, 2030 yılına kadar Toyota FCEV'nin birim satışlarının 165.000 olması ve Hyundai FCEV'nin birim satışlarının 148.000 olması bekleniyor.
2. Ekipman üreticilerinin FCEV modellerini piyasaya sürmesi için zaman çizelgesi
Japon Toyota ve Honda, yakıt hücresi teknolojisinin geliştirilmesinde liderdir. Mevcut yakıt hücresi sisteminden yola çıkarak Toyota, yakıt hücresi sisteminin fiyatını ve ölçeğini büyük ölçüde düşürürken en yüksek güç çıkışını elde etti.Honda, elektriği kullanacak daha güçlü ve kompakt bir sistem yarattı Hava turbo kompresörü, daha fazla elektrik üretmek için hidrojen ve havanın karışımını geliştirir. Uzmanlar, 2020'den sonra dünyanın dört bir yanındaki ülkelerde elektrikli araçlara verilen sübvansiyonların kademeli olarak kaldırılacağına, yakıt hücreli elektrikli araçların tanıtımının kademeli olarak artabileceğine inanıyor.
Daha düşük temel maliyetler ve geliştirilmiş altyapı ile birlikte, 2025'ten sonra yakıt hücresi teknolojisindeki büyümenin katlanarak artması bekleniyor. Hyundai Kia (HyundaiKia) ve Honda Group'un (Honda Group) en yüksek yakıt hücreli araç satışına sahip olması bekleniyor.Şu anda iki şirket, Kaliforniya'da kiralama yoluyla yakıt hücreli elektrikli araçlar sağladı. Dünya çapında 20'den fazla yakıt hücreli araç modeli piyasaya sürülüyor ve yatırımdaki kademeli artış, otomobiller için yakıt hücresi yığınlarının ticarileştirilmesini teşvik etmeye devam edecek.
Hükümetin politikasından hareketle, ABD Enerji Bakanlığının hedefi, 2030 yılına kadar Amerika Birleşik Devletleri sokaklarına yaklaşık 500.000 yakıt hücreli araç yerleştirmek. Aynı zamanda Tokyo Olimpiyatları'ndan yararlanarak Japon hükümeti yakıt hücrelerinin ve ilgili altyapının geliştirilmesini teşvik etmek için çok çalışıyor. 2020'ye kadar 6.000 yakıt hücresi ve 160 elektrik santrali sipariş edecek.
Bu nedenle, hidrojen altyapısının kurulması ve hükümet destek politikalarının aktif olarak teşvik edilmesi, ekipman üreticilerinin yakıt hücreli araç modellerini piyasaya sürmesinin yolunu açmıştır.
3. Yakıt hücreli elektrikli araçların yaygınlaşmasının önündeki temel engeller
Ekipman üreticilerinin, yakıt hücreli araçları otomotiv kitle pazarında elektrikli araçlarla aynı hızda yaygınlaştırmak için birkaç önemli sorunun ve zorluğun üstesinden gelmesi gerekir.
Altyapı geliştirme;
Sıfır emisyonlu hidrojen üretimi;
Yakıt hücresinin maliyeti.
İstatistiklere göre, California Enerji Komisyonu ve Avrupa Yakıt Geliştirme Programı (Hyfive) küresel hidrojen H2 ağı için finansman sağlama sözü verdi. Aşağıdaki şekil, orijinal ekipman üreticileriyle işbirliği yapan ABD özel şirketlerinin FC teknolojisi için büyük miktarda fon sağladığını göstermektedir (ABD'de yaklaşık 21 milyon ABD Doları ve AB'de yaklaşık 17 milyon ABD Doları):
Yakıt hücreli binek araç pazarı: teknoloji Ar-Ge ve yatırımı, Kuzey Amerika, 2016-2017
Amerika Birleşik Devletleri'nde yakıt hücresi teknolojisinin yatırım istatistikleri
Depolama ve enerji üretimi için, değişken hidrojen basınçlı ağızlıklı yakıt istasyonlarının konuşlandırılması gerekir ve maliyet, altyapı genişlemesinin ana darboğazı olan yaklaşık 750.000 ila 1 milyon ABD dolarıdır. Bu nedenle, modüler bir yaklaşımın oluşturulması, ticari ve binek araçların 350-700 barlık değişken basınçlara uyum sağlamasını sağlayacağından, Birleşik Devletler'deki hidrojen yakıt istasyonları için önemli bir teknolojik trend olacaktır.
US Shell (Shell), Ricardo (Ricardo), Fuel Cell and Hydrogen Energy Association (Fuel Cell and Hydrogen Energy Association), Seven Eleven Japan Co. Ltd. (Seven Eleven Japan Co. Ltd), Hai Wu (Hyfive), Lin Linde, California Fuel Cell Partnership, Ballard, UK H2 Mobility gibi şirketler ve diğer endüstriler yakıt hücresi yığınları geliştirecek ve yakıt hücresi sistemlerini optimize edecek. Ticarileştirmede hayati bir rol oynar.
2012-2030: Yakıt hücreli binek araçlar için küresel teknoloji yol haritası
Şu anda, güç yoğunluğu ve fiyat, yakıt hücreli binek araç pazarındaki rekabet için kilit alanlardır. FCEV'nin farklı hızlarda dayanıklılığı yaklaşık 3.500 saattir, binek otomobiller ise 2016 yılı hedefi olan 18.000 saati aşarak yaklaşık 23.000 saate ulaşmıştır. ABD Enerji Bakanlığının hedefi, 80 kilovatlık yakıt hücresi yığın sisteminin fiyatını 40-30 dolara düşürmektir. Yakıt hücresi yığınlarının fiyatı düştükçe, hidrojen üretim maliyetini kilogram başına 2 ABD Dolarının altına düşürmek için proton değişim membranı (PEM) elektrolizini kullanma çabaları da devam etmektedir. Toyota ve Hyundai, birim yönetim maliyetlerini düşürebilen proton değişim membranı (PEM) pil teknolojisini benimsemede başı çekti. 2015 yılında, yönetim maliyetleri yaklaşık 50.000 ABD dolarıydı. Üretimdeki artışla birlikte, teknolojik ilerlemeden ve üretim sürecinden bağımsız maliyet önemli ölçüde azalacaktır.
4. Yatırımın yakıt hücresi sürecine etkisi
Önümüzdeki on yıl içinde, küresel yakıt hücresi teknolojisine tahmini 10 milyar ABD doları yatırım yapılacak.Bu yatırım, hidrojen teknolojisi ve altyapısını birlikte geliştirmek için bir grup özel yatırım şirketi ve otomobil devleri Toyota, Daimler ve BMW tarafından ortaklaşa geliştirilecek. Amerika Birleşik Devletleri'nin Kaliforniya hükümeti, 20 milyon ABD doları tutarında yıllık hidrojen istasyonu konuşlandırma harcamasını onayladı ve özel şirketler 2017 sonunda yaklaşık 21,6 milyon ABD doları yatırım yaptı. Honda ve General Motors (GM) gibi orijinal ekipman üreticileri, yakıt hücresi teknolojisini ortaklaşa geliştirerek ve Amerika Birleşik Devletleri Michigan'da bir üretim tesisi kurarak alternatif teknolojilerin uygulanmasındaki ilerlemelerini hızlandırıyorlar.
İki şirketin ortak girişimdeki toplam yatırımı 85 milyon dolar. Ortak girişim şirketi, yakıt hücreleri ve hidrojen depolama sistemleri için daha ekonomik ticari çözümler oluşturmak için iki tarafın entegre geliştirme ekiplerini ve hidrojen yakıt hücrelerinin ortak fikri mülkiyet haklarını kullanarak 2020'de büyük ölçekli üretime başlamayı planlıyor. Bu işbirliği ve yatırım, FCEV'nin kiralama seçenekleri (Hyundai ve Honda) ve doğrudan satış ve destek (Toyota) yoluyla tüketici pazarına girmesi için yeni bir platform yaratıyor.
2015-2025, küresel BEV, PHEV ve FCEV piyasa yapısı tahmini
5. Yakıt hücresi ve pil gücü teknolojisi
Bataryalı elektrikli araçların (BEV) şu anda rekabette FCEV'nin önünde olduğu inkar edilemez. Bir dereceye kadar, bunun nedeni küresel pazarda yalnızca üç FCEV modelinin olması ve tüketicilerin avantajları konusunda sınırlı farkındalığa sahip olmasıdır. Yakıt hücresi teknolojisi geliştiricileri, yüksek kilometre, daha iyi ağırlık / hacim, artırılmış şarj / yakıt ikmali süresi ve güvenlik açısından üstünlüğünü kanıtlayarak tüketici endişelerini çözmeye çalışır.
Dünyada 2030 yılına kadar yolda yaklaşık 2 milyon yakıt hücreli araç olacağı tahmin edilmektedir. Japonya ve Güney Kore, yakıt hücreli araç teknolojisinin ilerletilmesinde kilit bir rol oynayacak ve Toyota ve Hyundai Kia, yakıt hücresi teknolojisinde küresel lider olacak. Çin, Japonya ve Güney Kore gibi Asya hükümetleri tarafından yakıt hücreli araçlara sağlanan sübvansiyonların artmasıyla BEV teşvikleri küresel olarak 2020'den itibaren kaldırılacak ve bu da tüketiciler ve yatırımcılar için bir kapı daha açacaktır. Yeni bir dönem başlamak üzere.
