Trong trung hạn, hydro sẽ là một mảnh ghép quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng với tư cách là chất mang năng lượng và phương tiện lưu trữ theo mùa. Con đường của nó đi từ thế hệ đến vận chuyển và lưu trữ để sử dụng trong pin nhiên liệu di động và cố định. Con đường này mở ra nhiều cơ hội cho công nghệ sản xuất.
Trong quá trình tạo ra hydro hay còn gọi là điện phân, nước được chuyển hóa thành hydro và oxy bằng năng lượng điện (điện). Trong nhà máy điện phân, nơi diễn ra quá trình chuyển đổi hóa học thực tế, việc sản xuất các tấm lưỡng cực và tấm cuối mang lại điểm khởi đầu cho quá trình gia công kim loại rộng rãi và chính xác. Ngoài ngăn xếp, cần có một số lượng lớn các bộ phận cơ khí, chẳng hạn như máy nén, máy bơm, đường dây, van, bể chứa và các thiết bị điện tử tương ứng. Chính trong cái gọi là “sự cân bằng của nhà máy” này là lĩnh vực ứng dụng chính của sản xuất cơ khí.
Khi việc sản xuất hydro tăng lên thì khả năng vận chuyển và lưu trữ cũng tăng theo. Tùy theo khối lượng và khoảng cách vận chuyển mà người ta sử dụng đường ống, xe tải hoặc tàu thủy làm phương tiện vận chuyển. Mạng lưới đường ống tương ứng phải được mở rộng. Tùy thuộc vào trạng thái tổng hợp của hydro, chất lỏng hoặc khí, cần có máy bơm, máy nén và bộ trao đổi nhiệt (làm mát để vận chuyển) để vận chuyển. Ngoài những thành phần có tính liên quan cao về mặt công nghệ sản xuất này, tất nhiên còn có những điểm khởi đầu cho quá trình sản xuất và gia công ống. Tác động nhu cầu gián tiếp phát sinh trong các ngành liên quan thông qua nhu cầu bổ sung về phương tiện vận tải như tàu thủy, xe tải hoặc máy móc xây dựng, ví dụ như xây dựng đường ống mới.
Việc lưu trữ năng lượng bằng hydro rẻ hơn gấp 5 lần so với pin. Hydro có thể được lưu trữ theo nhiều cách khác nhau, đặc biệt ở dạng khí hoặc lỏng trong các bể điều áp lớn. Đây là nơi các quá trình chuyển đổi có thể được hưởng lợi. Trạm tiếp nhiên liệu hydro là một phần quan trọng của cơ sở hạ tầng mới nổi. Việc sử dụng hydro trong xe cộ đòi hỏi phải có các trạm tiếp nhiên liệu như vậy với bình áp suất, máy nén và bộ phân phối.
Nhiên liệu tổng hợp cũng đóng một vai trò liên quan đến hydro. Cái gọi là điện – đến – nhà máy X chuyển đổi điện và nước thông qua điện phân thành hydro và hơn nữa thành nhiên liệu tổng hợp (nhiên liệu điện tử). Để khử cacbon hoàn toàn trong ngành giao thông vận tải, nhiên liệu điện tử là lựa chọn không thể thay thế cho một số lĩnh vực giao thông vận tải như hàng không và vận tải biển. Trọng tâm sản xuất là kỹ thuật nhà máy, trong đó chủ yếu yêu cầu sản xuất hình thành. Tuy nhiên, máy bơm, bộ trao đổi nhiệt cũng như máy nén cũng được sử dụng để cung cấp hydro cho nhà máy, điều này làm tăng yêu cầu sản xuất.
Pin nhiên liệu di động và cố định chứa nhiều thành phần liên quan đến công nghệ sản xuất
Tuy nhiên, pin nhiên liệu mang lại tiềm năng thị trường lớn nhất cho công nghệ sản xuất sử dụng cho xe cộ, vì số lượng đơn vị cao hơn mang lại hiệu quả kinh tế theo quy mô tương ứng. Trong lĩnh vực xe khách, pin nhiên liệu có thể đóng một vai trò nào đó bên cạnh xe chạy bằng pin-điện. Nó có một vai trò đặc biệt trong các phương tiện thương mại như xe buýt và đặc biệt là xe tải hạng trung và hạng nặng. Được sử dụng cho những chặng đường dài, pin nhiên liệu là một lựa chọn hợp lý thay vì lắp những loại pin nặng nề và đắt tiền vào xe.
Về nguyên tắc, các thành phần có liên quan đặc biệt đến công nghệ sản xuất đã được đề cập cho quá trình điện phân. Đối với các quy trình gia công như tiện, phay và mài, có tiềm năng đặc biệt trong việc gia công các bộ phận ngoại vi, tức là hệ thống không khí, hydro và làm mát (ví dụ: máy nén, van, bộ phân phối, kim phun) và bình chứa hydro. Quá trình tạo hình và dập cũng có điểm bắt đầu ở đây, nhưng lĩnh vực lớn nhất dành cho những quá trình này là xử lý các tấm lưỡng cực trong chính ngăn xếp pin nhiên liệu. Công nghệ laser cũng được sử dụng rộng rãi ở đây.
Các ứng dụng cố định của pin nhiên liệu để sản xuất điện và nhiệt cũng ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Có thể là để cung cấp năng lượng trong nước trong khu dân cư hoặc các hệ thống cho công nghiệp và thương mại. Ở đây một lần nữa, các thành phần được đề cập đóng một vai trò.
Di động điện tử (E-mobility) tại EMO Hannover 2023
Đạo luật Bảo vệ Khí hậu (Climate Protection Act) quy định rằng Đức sẽ trở thành nước trung hòa khí nhà kính vào năm 2045. Ngoài các lĩnh vực như năng lượng và công nghiệp, mức phát thải CO2 cho phép hàng năm đối với lĩnh vực giao thông cũng sẽ giảm. Để di chuyển trong tương lai, phải sử dụng các giải pháp dành riêng cho ứng dụng, việc áp dụng giải pháp này đòi hỏi phải cung cấp năng lượng từ các nguồn tái tạo.
Trong Diễn đàn bền vững (Sustainability Forum) tại EMO Hannover 2023, các chuyên gia sẽ thảo luận về tương lai của ngành di chuyển và những thách thức phải vượt qua để đáp ứng các mục tiêu cụ thể về khí hậu. Các cuộc thảo luận này sẽ diễn ra trong một hội thảo có tiêu đề “Hiện trạng và triển vọng của Di động điện tử” (Status and Prospects of e-Mobility)”.
Sự kiện này diễn ra vào: Ngày 21 tháng 9 năm 2023, 10:00 – 12:00
Địa điểm: EMO Hannover, Sảnh 16, Gian hàng F11, Diễn đàn Công nghệ mới
Để xem các tin bài khác về “Pin nhiên liệu”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: EMO Hannover
