يتمتع الهيدروجين بإمكانية تخزين وتوفير طاقة نظيفة لمجموعة واسعة من التطبيقات في الاقتصاد الأمريكي، بما في ذلك قطاع النقل. ويمكنه خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بشكل كبير من المركبات والحافلات والطائرات والسفن. تحبس غازات الاحتباس الحراري الحرارة وتؤدي إلى تغير المناخ ، حيث يمثل قطاع النقل 29% من هذه الانبعاثات . يُعد الهيدروجين ناقلاً للطاقة ووقوداً، وعند استخدامه في خلايا الوقود، يمكنه تشغيل السيارات والشاحنات دون انبعاث غازات سامة. يُمكن لطاقة الهيدروجين في السيارات أن تُقلل الانبعاثات في المركبات الثقيلة، التي تُمثل 5% من إجمالي السيارات على الطرق الأمريكية ، وأكثر من 20% من انبعاثات النقل ، والمُساهم الأكبر في انبعاثات أكاسيد النيتروجين المتنقلة في الولايات المتحدة.

فوائد وقود الهيدروجين

تُصدر أنابيب عادم السيارات التي تعمل بالهيدروجين حرارةً وماءً نقيًا، لا ملوثات. قد تُؤدي محركات الاحتراق التقليدية إلى زيادة وزن السيارة وانخفاض كفاءتها. وبدلًا من محرك الاحتراق، تستخدم السيارات التي تعمل بالهيدروجين خلايا وقود الهيدروجين لتحويل الطاقة إلى كهرباء بكفاءة أعلى. تُحوّل خلايا الوقود الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة كهربائية، ويمكن أن تكون أكثر كفاءةً بمرتين إلى ثلاث مرات من محركات الاحتراق الداخلي.

تعمل خلايا الوقود على تحسين كفاءة السيارة وهدوئها من خلال تقليل الاهتزازات الصادرة عن الأجزاء المتحركة. تسمح طاقة الهيدروجين في السيارات للمركبات بالسفر لمسافات أكبر مع توقفات أقل للتزود بالوقود، مما يجعلها مثالية لتشغيل مقطورات الجرارات الثقيلة وحافلات النقل العام التي تقطع مئات الأميال في المرة الواحدة.

يمكن للمركبات عديمة الانبعاثات، مثل الحافلات العامة وشاحنات النقل التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين، أن تعمل في وضع الخمول دون التسبب في تلوث الهواء . ويمكن للسائقين ترك سياراتهم تعمل أثناء التوقف لتوفير التبريد أو التدفئة للراحة.

ملء الهيدروجين

يُباع الهيدروجين بالكيلوغرام. يحتوي كيلوغرام واحد من الهيدروجين على نفس طاقة غالون من البنزين. يمكن للهيدروجين ملء خزان السيارة في دقائق، تمامًا كما هو الحال مع البنزين في محطات الوقود. توفر حوالي 50 محطة وقود في الولايات المتحدة الهيدروجين لتزويد أكثر من 12,000 مركبة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين وأكثر من 70 حافلة على الطرق بالوقود. يبلغ سعر الهيدروجين حوالي 13 دولارًا للكيلوغرام الواحد ؛ ومع ذلك، مع تقدم التكنولوجيا وانخفاض التكاليف، سيصبح وقود الهيدروجين أكثر سهولة في الحصول عليه وبأسعار معقولة.

تقطع مركبات خلايا وقود الهيدروجين مسافات أطول باستهلاك طاقة أقل. إذ يُعادل كيلوغرام واحد من الهيدروجين تقريبًا قوة غالون واحد من البنزين. واليوم، تستطيع مركبة كهربائية تعمل بخلايا الوقود، مزودة بكيلوغرام واحد من الهيدروجين، قطع مسافة 60 ميلاً تقريبًا، مقارنةً بالمركبات التقليدية التي تقطع حوالي 25 ميلاً لكل غالون من البنزين. ومع المزيد من التطورات التكنولوجية، تأمل وزارة الطاقة الأمريكية في رفع كفاءة استهلاك الوقود إلى أكثر من 100 ميل لكل كيلوغرام من الهيدروجين. وتسعى مبادرة "طلقة الهيدروجين" التابعة لوزارة الطاقة إلى خفض تكلفة الهيدروجين النظيف إلى دولار واحد للكيلوغرام الواحد خلال عقد من الزمن ، مما يجعل الهيدروجين أكثر سهولة في الحصول عليه وأقل تكلفة.

اقرأ أيضاً: قوة سيارة الهيدروجين: ما مقدار قوتها بالحصان؟

مزايا وعيوب طاقة الهيدروجين في السيارات

توفر الطاقة الهيدروجينية في السيارات فوائد بيئية مثل انعدام الانبعاثات وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. ومع ذلك، فإنها تواجه تحديات تتعلق بالبنية التحتية، ووقت التزود بالوقود، وتكاليف الإنتاج المرتفعة مقارنةً بحلول السيارات الكهربائية الأخرى.

فوائد بيئية

• تتمتع طاقة الهيدروجين في السيارات بفوائد بيئية كبيرة، حيث تعمل كخيار نقل نظيف بدون انبعاثات. ومن خلال توليد الطاقة من الهيدروجين والأكسجين، تساعد هذه المركبات على تقليل تلوث الهواء ومكافحة تغير المناخ.
• ومع تزايد الحاجة إلى وسائل النقل المكهربة، من المتوقع أن تلعب خلايا وقود الهيدروجين دورًا أساسيًا في تحقيق أساطيل مركبات مستدامة وخالية من الانبعاثات، خاصة في نقل الشاحنات الثقيلة والخدمات اللوجستية لمسافات طويلة.
• إن التأثير المحتمل لتكنولوجيا خلايا وقود الهيدروجين يتجاوز سيارات الركاب؛ كما أنها تدعم الخدمات اللوجستية للمستودعات، والتوزيع العالمي عبر الشاحنات والشاحنات الصغيرة، وأنظمة النقل العام، والقطارات، المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs)والدراجات الإلكترونية، كل ذلك مع توفير حل صديق للبيئة عبر وسائل النقل المتعددة.

المدى وأوقات التزود بالوقود

• تتمتع طاقة الهيدروجين في السيارات بنطاقات قيادة ممتازة تنافس السيارات ذات محركات الاحتراق الداخلي القياسية. يستغرق تزويد خزان سيارة الهيدروجين بالوقود حوالي 3-5 دقائقمما يجعلها عملية سريعة وسهلة للسائقين.
• يعد وقت التزود بالوقود السريع هذا أمرًا ضروريًا لأنه يلبي توقعات المستهلكين فيما يتعلق بالراحة أثناء إعادة شحن سياراتهم.
• تعتبر الطاقة الهيدروجينية في السيارات أكثر قدرة على المنافسة في مجال النقل بسبب مداها الطويل وأوقات التزود بالوقود السريعة. ومع تزايد الطلب على مصادر الطاقة الأكثر مراعاة للبيئة، فإن إزالة القيود مثل البنية التحتية للتزود بالوقود سيكون أمرا بالغ الأهمية للاستخدام الأوسع لهذه التكنولوجيا.

هاملت

• في حين أن النطاق ووقت التزود بالوقود يعتبران من الاعتبارات المهمة عند مقارنة المركبات، فإن الأداء لا يقل أهمية بالنسبة لعشاق السيارات والعملاء. توفر الطاقة الهيدروجينية في السيارات أداءً استثنائيًا، مع تسارع سريع وتجربة قيادة سلسة.
• توفر هذه المركبات عزم الدوران على الفور، مما يؤدي إلى تسارع استجابة مماثل للسيارات العادية ذات محرك الاحتراق الداخلي. علاوة على ذلك، تعمل المركبات التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجيني بهدوء، مما يساهم في تجربة قيادة مريحة.
• ومع تقدم التكنولوجيا، تتحسن قدرات الأداء الإجمالي لهذه السيارات بينما تظل خالية من الانبعاثات.
• إن الصفات عالية الأداء التي تتمتع بها مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية تجعلها خيارًا جذابًا لعشاق السيارات والمشترين الذين يبحثون عن الاستدامة دون التضحية بمتعة القيادة.

تكاليف البنية التحتية والإنتاج

• بالانتقال من مناقشة أداء السيارات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين، يجب علينا تقييم البنية التحتية وتكاليف الإنتاج المعنية. يعد نمو محطات إعادة شحن الهيدروجين أمرًا بالغ الأهمية لاعتمادها على نطاق واسع.
• إن زيادة الإنتاج لتلبية الطلب وخفض التكاليف هما من الصعوبات الحاسمة التي يجب معالجتها. الهيدروجين الأخضر يتطلب التوليد استثمارات في طاقة متجددة للحفاظ على قابليتها للاستمرار على المدى الطويل.
• وتساعد القواعد التنظيمية والحوافز الحكومية على خفض التكاليف، وتشجيع الاستثمار في البنية الأساسية، وتسريع التحول إلى وسائل النقل الخالية من الانبعاثات.

مقارنة بالمركبات التي تعمل بالبطارية الكهربائية

سنقوم بمقارنة السيارات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين (FCVs) والمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية (BEVs)، وهما من أفضل اللاعبين في مجال التنقل المستدام. لإعطائك فهمًا أفضل لمكان كل منها، سننظر إلى الفروق المهمة في جدول بسيط:

باختصار، من المتوقع أن تعمل الطاقة الهيدروجينية في السيارات على إحداث تحول في وسائل النقل من خلال توفير مصدر طاقة متجدد ونظيف. يمكن لهذه التكنولوجيا تمكين السيارات الخالية من الانبعاثات في نقل الشاحنات الثقيلة والنقل لمسافات طويلة. ومن المتوقع أن يلعب دورًا حيويًا في تحفيز اقتناء السيارات الكهربائية مع نمو حركة النقل بالكهرباء. ومن الجدير بالذكر أنه من المتوقع أن يتوسع تطوير واستخدام خلايا وقود الهيدروجين عبر تطبيقات مختلفة، مما يساهم في جهود إزالة الكربون في قطاع النقل.

اقرأ أيضاً: أفضل موديلات سيارات الهيدروجين في الولايات المتحدة الأمريكية