Hydrogen Produksjon og Distribusjon

Selv om tallrike på jorden som et element, hydrogen er nesten alltid funnet som en del av et annet stoff, for eksempel vann (H2O) eller metan (CH4), og må være separert i ren hydrogen (H2) for bruk i brenselcelle elektriske biler. Hydrogen drivstoff kombinerer med oksygen fra luften gjennom en brenselcelle, å skape elektrisitet og vann gjennom en elektrokjemisk prosess.,

Produksjon

Hydrogen kan produseres fra ulike innenlandske ressurser inkludert fossilt brensel, biomasse og vann elektrolyse med elektrisitet. Miljøbelastningen og energieffektivisering av hydrogen, avhenger av hvordan den er produsert. Flere prosjekter er i gang for å redusere kostnadene forbundet med hydrogen produksjon.

Det finnes en rekke måter å produsere hydrogen:

• Naturgass Reformere/Gassifisering: Syntese gass, en blanding av hydrogen, karbonmonoksid, og en liten mengde karbondioksid, som er opprettet ved å reagere naturgass med høy temperatur damp., Den karbonmonoksid er reagert med vann for å produsere ekstra hydrogen. Denne metoden er den laveste, mest effektive, og de mest vanlige. Naturgass reformere ved hjelp av steam-kontoer for de fleste av hydrogen produsert i Usa årlig.

  En syntese gass kan også være opprettet ved å reagere kull eller biomasse med høy temperatur damp og oksygen i en trykksatt gasifier, som er omgjort til gassform komponenter—en prosess som kalles gassifisering. Den resulterende syntese gass inneholder hydrogen og karbonmonoksid, som er reagerte med steam for å skille hydrogen.,

• Elektrolyse: En elektrisk strøm deler vann til hydrogen og oksygen. Hvis elektrisiteten er produsert av fornybare energikilder, som sol og vind, den resulterende hydrogen vil bli vurdert fornybar så godt, og har mange utslippene fordeler. Makt-til-prosjekter hydrogen er å ta av, der overflødig fornybar elektrisitet, når det er tilgjengelig, brukes til å lage hydrogen gjennom elektrolyse.

• Renewable Liquid å Reformere: Fornybar flytende brensel, som etanol, er reagerte med høy temperatur damp til å produsere hydrogen i nærheten av punktet på slutten bruk.,

• Gjæring: Biomasse omdannes til sukker-rik feedstocks som kan være gjæret til å produsere hydrogen.

En rekke hydrogen produksjon metoder er i utvikling:

• Høy Temperatur Vann-Splitting: Høye temperaturer generert av solenergi concentrators eller kjernefysiske reaktorer drive kjemiske reaksjoner som deler vann for å produsere hydrogen.

• Photobiological Vann-Splitting: Mikrober, som for eksempel grønne alger, forbruker vann i nærvær av sollys, produsere hydrogen som biprodukt.,

• Photoelectrochemical Vann-Splitting: Photoelectrochemical systemer produsere hydrogen fra vann ved hjelp av spesielle halvledere og energi fra sollys.

De store hydrogen-produksjon statene California, Louisiana og Texas. I dag, nesten alle av hydrogen produsert i Usa brukes for raffinering av petroleum, behandling av metaller, produksjon av gjødsel, og foredling av mat.,

Den primære utfordringen for hydrogen produksjon er å redusere kostnadene for produksjon teknologier for å gjøre den resulterende hydrogen konkurransedyktig med konvensjonell transport drivstoff. Regjeringen og industri forskning og utvikling av prosjekter er å redusere kostnader, samt miljøeffekter av hydrogen produksjon teknologier. Les mer om hydrogen produksjon fra Hydrogen og brenselcelle Teknologi Office.

Distribusjon

de Fleste hydrogen brukes i Usa er produsert ved eller i nærheten av der det er brukt—vanligvis ved store industriområder., Den infrastruktur som er nødvendig for å distribuere hydrogen til landsdekkende nettverk av drivstoff stasjoner som kreves for utbredt bruk av brenselcelle elektriske biler fortsatt trenger å bli utviklet. Den første utrullingen for kjøretøy og stasjonene, og fokuserer på å bygge ut disse distribusjonsnettverk, hovedsakelig i sør-og nord-California.

i Dag, hydrogen er distribuert ved hjelp av tre metoder:

• Rørledning: Dette den minst kostbare måten å levere store volumer av hydrogen er begrenset som kun om 1600 km fra USA rørledninger for hydrogen levering er tilgjengelig for øyeblikket., Disse rørledningene ligger i nærheten av store olje raffinerier og kjemiske anlegg i Illinois, California, og Gulf Coast.

• Høy-Press-Rør Tilhengere: Transport av komprimert hydrogen gass med lastebil, motorvogn, skip, eller lekter i høy-press-rør tilhengere er dyrt og primært brukes for avstander over 200 km eller mindre.

• Flytende Hydrogen Tankskip: Kryogeniske lng (liquefied natural gas er en prosess som kjøler hydrogen til en temperatur hvor det blir en væske., Selv om de lng (liquefied natural gas prosessen er dyrt, det kan hydrogen transporteres mer effektivt (sammenlignet med ved hjelp av høyt trykk tube trailere) over lange avstander med lastebil, motorvogn, skip, eller lekter. Hvis den flytende hydrogen er ikke brukt på en tilstrekkelig høy pris på det punktet av forbruk, det koker av (eller fordamper) fra forurensning fartøy. Som et resultat, hydrogen levering og forbruk priser må være nøye avstemt.,

å Skape en infrastruktur for hydrogen distribusjon og levering til tusenvis av fremtidige drivstoff stasjoner byr på mange utfordringer. Fordi hydrogen inneholder mindre energi per enhet volum enn alle andre drivstoff, transport, lagring, og levere det til sluttbruk er dyrere på en per gallon bensin tilsvarende (per-GGE) grunnlag. Å bygge en ny hydrogen rørledningsnettet innebærer høy startkapital kostnader, og hydrogen er egenskaper presentere unike utfordringer til rørledningen materialer og kompressor design., Imidlertid, fordi hydrogen kan produseres fra et bredt utvalg av ressurser, regionale eller lokale hydrogen-produksjon kan maksimere bruk av lokale ressurser og minimere distribusjon utfordringer.

Det er avveininger mellom sentralisert og distribuert produksjon for å vurdere. Å produsere hydrogen sentralt i store anlegg kutt produksjonskostnader, men øker distribusjonskostnader. Å produsere hydrogen på sluttbruk—på fueling stasjon, for eksempel—kutt distribusjon kostnader, men øker produksjonen kostnader på grunn av kostnadene for å bygge på stedet produksjon evner.,

Regjeringen og industri forskning og utvikling av prosjekter er å overvinne barrierene for effektiv hydrogen distribusjon. Les mer om hydrogen distribusjon fra Hydrogen og brenselcelle Teknologi Office.