Uwarunkowania wodoryzacji transportu samochodowego w Polsce Circumstances for hydrogenation of road transport in Poland

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 112. Transport. 2016. Wojciech Gis, Edward Menes,

(2) )+# Instytut Transportu Samochodowego. UWARUNKOWANIA WODORYZACJI TRANSPORTU SAMOCHODOWEGO W POLSCE G'

(3) : maj 2016. Streszczenie:

(4) !

(5) '

(6) prototypowych stacji tankowania zbiorników samochodowych wodorem na wybranej sieci dróg

(7) $ '

(8)

(9) $ $ $

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17) w Polsce. # wodoryzacja, transport, pojazdy. ; )1 Intensywne prace nad wykorzystaniem wodoru w transporcie samochodowym '

(18)

(19) 'F

(20) $?F . '

(21)

(22) ! tradycyjnym silniku, które ulega spaleniu w komorze silnika, albo w ogniwach paliwowych do wytwo '

(23)

(24) $ ' # F! F! F &

(25)

(26)

(27)

(28) #

(29) !

(30) . F

(31)

(32) $&!

(33)

(34)

(35) $

(36)

(37)

(38) '

(39)

(40)

(41) '

(42) !!!!$

(43) $|?

(44)

(45) !

(46)

(47)

(48) !$|? cji wodoru wykorzy ' " !

(49)

(50) porównaniu do wyst'

(51)

(52) ]..

(53) 112.

(54)

(55) ( !6 - !|

(56) . Tablica 1. Emisje gazów cieplarnianych przy produkcji wodoru [2] kg CO2-eqv/kg H2 Pochodzenie H2 Gaz ziemny (reforming) 11,91 Biomasa (gazyfikacja) 4,8 2 Elektroliza wody (energia wiatru) 0,97 3 ¦OHG60! & Moreno], 3 [NREL 2004].

(57) .

(58)

(59)

(60) ogniw paliwowych w

(61) F

(62) chodowego.. 2. WODORYZACJA TRANSPORTU SAMOCHODOWEGO Rozwój technologii wodorowej w transporcie samochodowym

(63) pojazdów bez emisyjnych (pojazdy FCEV (ang. Fuel Cell Electric Vehicle&&! '

(64)

(65)

(66) #

(67) ? &$ Z

(68) ]:

(69)

(70)

(71) isji substancji zanieczysz

(72)

(73)

(74) ! zmniejszenie importu paliw kopalnych, '

(75) wyrobów

(76)

(77) $ %

(78)

(79) $ $ np. [2]: trudna zmiana paradygmatu paliwa kopalne na paradygmat paliwa odnawialne (wodór),

(80) F

(81)

(82)

(83)

(84)

(85) ru, obecne ograniczone ( '

(86) ) wsparcie polityczne technologii wodorowej wobec

(87) samochodowego i koncentracji na pojazdach EV (ang. Electric Vehicle), brak zaktualizowanej wiedzy na temat nowoczesnej technologii wodorowej. W fazie przed-komercyjnej rozwoju technologii wodorowej w transporcie samochodo 6 - 300 stacji wodorowych zlokalizowanych ?

(88)

(89)

(90)

(91)

(92) )6H-)$- F

(93)

(94) ?

(95) $

(96)

(97)

(98) ' . F ' 6 $ F

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106) !

(107)

(108) $

(109)

(110) ?

(111) $

(112)

(113) ' .

(114) F ' niec trzeciej dekady XXI wieku. Prognozy te.

(115) Uwarunkowania wodoryzacji transportu samochodowego w Polsce. 113.

(116) ?

(117) !

(118)

(119)

(120) @6Á

(121) [3].

(122)

(123)

(124)

(125) F? - ce sztuk, podczas gdy, jak ! 6 F 000 samochodów osobowych i 500 autobusów [3]. 6 !

(126) ! ?

(127)

(128) ! H

(129) $Program zatytu H . > Programme Hydrogen and Fuel Cell Technology” koordynowany jest przez Nationale Organisation Wasserstoff – und Brennstoftzellentechnologie; NOW GmbH [3]. )? .

(130)

(131)

(132)

(133)

(134)

(135) !

(136) '

(137) ¾¾% F

(138)

(139) rzystaniem wodoru w transporcie samochodowym [4-9].

(140)

(141) ?

(142)

(143) deli samochodów zasilanych

(144)

(145)

(146) ,

(147)

(148)

(149)

(150) '

(151)

(152) [3,10]. | ' ' !

(153) '

(154)

(155)

(156) $ Hyundai, a na jesieni 2014 r. Toyota. W 2014 r. - ! $ 3500 egzemplarzy [3]. H F

(157) '

(158) godzin pracy przy temperaturze 40–80qC [2] (przy stosowaniu silników spalania we '

(159)

(160) # 300 000 km przebiegu)) [15, 2]. Firma *@*0 6 ! ?

(161)

(162) !

(163) F 300 000 km [1], [2$ ´ ?!??

(164) niej 200

(165)

(166)

(167) ? [2]. Tankowanie wodorem samochodów osobowych ?

(168) trwa 3- ! '

(169)

(170)

(171)

(172)

(173) . ? samochodów elektrycznych (ok. 20-30 minut do kilku godzin) [2]. Tankowanie wodorem autobusów z ogniwami paliwowymi ? min. [2$

(174) ?

(175) na jednym tankowaniu to 500–700 (nawet 900 km) [2!

(176) '

(177) chodów elektrycznych klasy premium tj. np. Tesla S (ok. 400 - 500 km). Pojazd wyposa? !'

(178) ?´ D?F temp. nawet -25qC [2]. ,

(179)

(180) ' ' $

(181)

(182)

(183) $ Docelowo w 2020 r. cena

(184) ? .

(185) F$ !

(186) F' # ! a w 2012 roku 1/6 kosztów prototypu z 2008 r., i &$¥

(187) .

(188) o z kosztów ogniw paliwowych [6]. Cena samochodu z ogniwami . F '!

(189) 2025 roku w wyniku rozwoju produkcji wielkoseryjnej [3]. W Polsce praktycznie brak jest obecnie pojazdów z ogniwami wodorowymi. Brak jest ?

(190)

(191) ?

(192) $.

(193) 114.

(194)

(195) ( !6 - !|

(196) . 3; * 1 1 436) 4 )66_ 4 6. .* POLSKI Rozwój infrastruktury stacji wodorowych jest kluczowym czynnikiem rozwoju technologii wodorowej w transporcie samochodowym w perspektywie 2050 roku. W marcu 2015 roku.

(197)

(198)

(199) # $ 6

(200) w Am

(201)

(202) &$H ¥

(203) #

(204) &

(205)

(206) $

(207) '

(208)

(209)

(210) ?

(211)

(212) !

(213)

(214)

(215) !

(216) ?u [3]. Pomimo strategicznego znaczenia rozwoju infrastruktury stacji tankowania wodoru, '

(217)

(218) !

(219)

(220)

(221)

(222)

(223) ' !

(224) ' nia rozwoju sieci tych stacji [3]. ' '

(225)

(226) go HIT-to-@

(227)

(228) $

(229) transportu samochodowego w Polsce” [3]. Opracowana metodyka ma charakter wieloetapowy i w pierwszym odniesieniu dotyczy fazy przed-komercyjnej (2020 – 2030) wprowadzania wodoryzacji transportu samochodo $

(230)

(231)

(232)

(233)

(234) .

(235) # !? ' F

(236) & [3]: Etap I: -

(237) !

(238)

(239) . F

(240) $ Etap II: -

(241)

(242) !

(243) . F zlokalizowana przedmiotowe stacje. Etap III: -?

(244)

(245)

(246) $ Etap IV: - ?

(247)

(248)

(249)

(250) wodorem. Etap V: -

(251) F

(252)

(253) wej sieci stacji tankowania wodoru na obszarze Polski. ? ' ' -

(254)

(255)

(256)

(257)

(258) ! ! !

(259) po '

(260) $ % $ % ' $ $ F /:

(261) ! ' F # $ 2&

(262) '?

(263)

(264)

(265) d

(266)

(267)

(268) '

(269)

(270) #

(271) $$ '&$ '

(272) ?

(273) %% '

(274)

(275)

(276)

(277) O ! /

(278) # –

(279) &! / ! ) #(! ( ! ,&! £"!

(280) ! $ w III etapie lokalizacji stacji tankowania wodoru w rejonach wytypowanych miast lub w

(281) # !/

(282) # –

(283) &!/ ! ) #(!( !,&!£"!

(284) ! !,

(285)

(286) !: &.

(287) Uwarunkowania wodoryzacji transportu samochodowego w Polsce. 115.

(288) '?

(289)

(290)

(291) odcinkach dróg prowad

(292)

(293)

(294)

(295) '

(296)

(297) ?

(298) ?

(299) !? ' ? F

(300)

(301)

(302)

(303) ' '

(304) transportowej, w tym w rela

(305) 'H

(306)

(307) [3]. Kryteria lokalizacyjne stacji tankowania wodoru wyspecyfikowane w etapach I – III

(308) $/

(309) ?

(310)

(311) ! $

(312) ! -#

(313) ?.

(314) &!

(315)

(316) !

(317) !

(318)

(319) . ?

(320) '

(321) ' '

(322) # %Á&$

(323) F

(324)

(325)

(326) #Á&!

(327) ' ? ! ' '

(328) miastach lub rejonach miast wytypowanych %-%%%$

(329) ' [3]:

(330) ??

(331)

(332)

(333) !

(334)

(335)

(336)

(337)

(338) kich, ' '

(339)

(340)

(341) w

(342)

(343) !

(344)

(345)

(346)

(347)

(348)

(349)

(350)

(351) -otwieranych. ?

(352)

(353) '

(354)

(355)

(356)

(357) '

(358) [3]: 1 - , 2 - Warszawa, 3 -

(359) , 4 - Szczecin, 5 - rejon 9 , 6 - rejon Trójmiasta, 7 - )#, 8 - rejon Katowic, 9 – Kraków (rys. 1 i 2).. Rys. 1. Mapa Polski z zaznaczonymi rejonami proponowanej lokalizacji publicznych stacji tankowania wodoru i z

(360) ich budowy (od nr 1 do 9) [3].

(361) 116.

(362)

(363) ( !6 - !|

(364) . Rys. 2$

(365)

(366)

(367) ' $ '

(368)

(369)

(370)

(371) #

(372) !?

(373)

(374)

(375) & #? ?

(376) tankowania nich stacjach) [3]. 4. PODSUMOWANIE Rozwój technologii wodorowej w transporcie samochodowym w krajach UE jest rekomendowany m.in. w Dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/94/UE [11] z dnia " $ sów przedmiotowej Dyrektywy zalecane jest, aby

(377) ' F

(378)

(379)

(380) ! ?

(381) '

(382) $ ' F

(383) '

(384) . !

(385)

(386) )6H-T. W efekcie weryfikacji w warunkach polskich, opracowanej oryginalnej metody okre '

(387)

(388) tankowania wodoru w Polsce, w fazie przed-komercyjnej

(389) '!

(390) !

(391) ' ? F

(392) '

(393)

(394) '

(395)

(396) ' cych nasz kraj w relacjach z innymi krajami UE.

(397) ?!

(398) '!?-komercyjna faza roz

(399)

(400) '

(401)

(402) – 2030, a jej ? ' latach 2040 – 2050. W fazie przed-

(403) !

(404) F . rze z ?

(405)

(406) O !

(407) $

(408)

(409) # – 2050) w kraju powinno funkcjonowaF –

(410)

(411)

(412) tys..

(413) Uwarunkowania wodoryzacji transportu samochodowego w Polsce. 117. i 2 mln samochodów osobowych, 500 – 1000 autobusów i 100 tys. – 300 tys. samochodów

(414)

(415) '$

(416)

(417) komercyjnego rozwoju technologii. '

(418) ! . F $ partnerstwo publiczno –

(419)

(420)

(421) !?

(422)

(423)

(424) ? $ ' watorstwo wprowadzania technologii wodorowej w transporcie, nale?

(425) F! ?

(426) F

(427) ' w

(428)

(429)

(430) $ G

(431) ' F ' nent wzrostu.

(432)

(433)

(434)

(435) $ Bibliografia 1. ACAL Energy 2013 http://www.acalenergy.co.uk/news/release/acal-energy-system-breaks-the-10000hour-endurance-barrier/en 2. Wallmark C., Schaap G., Mohseni F.(2015).Infrastruktura wodorowa dla transportu. Fakty i plan koncepcyjny dla Szwecji. SWECO. 3. ( $! - 6$!

(436) |$ . $ (2015).

(437) samochodowego w Polsce. Instytut Transportu Samochodowego, Warszawa, listopad 2015. 4. UK Hydrogen Energy Strategic Framework – Analysis, ww.dti.gov.uk/energy/sepn/hydrogen. 5. Dunwoody E. (2011). Hydrogen and renewables in California, November 2011. 6. Hirose K. (2015). Toyota’s Approach to Sustainability Mobility and Fuel Cell Vehicle Development, Toyota Motor Corporation, 2013. 7. Pier-Etienne F.: Fuel Cell and Hydrogen Sector on the road to markets: Key issue and early take aways, November 2011. 8. Byung K.A. (2011). Development of Fuel Cell Electric Vehicle in Hyundai Motor, Hyundai Motor Group, November 2011. 9. Karlson T. (2013). Hydrogen and Fuel Cell in Canada County Update, 20 IPHE Steering Committee Meeting City of Fukuoka, Japan November 20-21, 2013. 10. European Union Hydrogen Highway. (2015), http:hydrogencarsnow.com/eu-hydrogen-highway.htm. 11. 6 G C6" $ sprawie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych 12. Fuel Cell Handbook (Fifth Edition), National Energy Technology Laboratory, Morgentown, West Virginia 26507-0880, U.S. Department of Energy 2000. 13. Fuel Cell Handbook (Seventh Edition), National Energy Technology Laboratory, Morgentown, West Virginia 26507-0880, U.S. Department of Energy 2004. 14. O’Hayre R., Suk-Won Cha, Colella W.: Fuel Cell Fundamentals, New York, Wiley 2006. 15. Sury|$O !H)! $ 16. www.energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells 17. www.ogniwa–paliwowe.com. CIRCUMSTANCES FOR HYDROGENIZATION OF ROAD TRANSPORT IN POLAND Summary: The essential objective of the paper is to identify the initial locations of the prototype hydrogen car refuelling stations along the selected road network in Poland. The study undertaken is of a pioneering character in Poland. It includes within its scope technical conditions and economic ones for development of the hydrogenization of transport in Poland. Keywords: hydrogenization, transport, vehicles.

(438)