Kilde: afdc.energy.gov
Hydrogen (H2) er et alternativt drivstoff som kan produseres fra ulike innenlandske ressurser. Selv om markedet for hydrogen som transportdrivstoff er i sin spede begynnelse, jobber regjeringen og industrien mot ren, økonomisk og sikker hydrogenproduksjon og distribusjon for utbredt bruk i brenselcelle elektriske kjøretøyer (FCEVs). Lette FCEV-er er nå tilgjengelig i begrensede mengder til forbrukermarkedet i lokaliserte regioner innenlands og rundt om i verden. Markedet utvikler seg også for busser, materialhåndteringsutstyr (som gaffeltrucker), bakkestøtteutstyr, middels og tunge lastebiler, marine fartøyer og stasjonære applikasjoner. For mer informasjon, se drivstoffegenskaper og Hydrogen Analysis Resource Center.
Hydrogen er rikelig i miljøet vårt. Det er lagret i vann (H2O), hydrokarboner (som metan, CH4) og annet organisk materiale. En utfordring med å bruke hydrogen som drivstoff er å effektivt utvinne det fra disse forbindelsene.
Foreløpig utgjør dampreformering - som kombinerer høytemperaturdamp med naturgass for å utvinne hydrogen - for størstedelen av hydrogenet som produseres i USA. Hydrogen kan også produseres fra vann gjennom elektrolyse. Dette er mer energikrevende, men kan gjøres ved å bruke fornybar energi, som vind eller sol, og unngå de skadelige utslippene knyttet til annen energiproduksjon.
Nesten alt hydrogenet som produseres i USA hvert år brukes til raffinering av petroleum, behandling av metaller, produksjon av gjødsel og bearbeiding av matvarer.
Selv om produksjon av hydrogen kan generere utslipp som påvirker luftkvaliteten, avhengig av kilden, avgir en FCEV som kjører på hydrogen bare vanndamp og varm luft som eksos og regnes som et nullutslippskjøretøy. Stor forsknings- og utviklingsinnsats er rettet mot å gjøre disse kjøretøyene og deres infrastruktur praktiske for utbredt bruk. Dette har ført til utrullingen av lette produksjonskjøretøyer til detaljhandelsforbrukere, samt den første implementeringen av mellom- og tunge busser og lastebiler i California og flåtetilgjengelighet i nordøstlige delstater.
Lær mer om hydrogen og brenselceller fra Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office.
Hydrogen som alternativt drivstoff
Hydrogen regnes som et alternativt drivstoff under energipolitikkloven av 1992. Interessen for hydrogen som et alternativt transportdrivstoff stammer fra dets evne til å drive brenselceller i nullutslippskjøretøyer, dets potensial for innenlandsk produksjon og brenselcellens raske fylletid og høy effektivitet. Faktisk er en brenselcelle kombinert med en elektrisk motor to til tre ganger mer effektiv enn en forbrenningsmotor som går på bensin. Hydrogen kan også tjene som drivstoff for forbrenningsmotorer. I motsetning til FCEV-er, produserer disse imidlertid utslipp fra enderør og er mindre effektive. Lær mer om brenselceller.
Energien i 2,2 pund (1 kilogram) hydrogengass er omtrent den samme som energien i 1 gallon (6,2 pund, 2,8 kilogram) bensin. Fordi hydrogen har en lav volumetrisk energitetthet, lagres det ombord i et kjøretøy som en komprimert gass for å oppnå kjørerekkevidden til konvensjonelle kjøretøy. De fleste aktuelle applikasjoner bruker høytrykkstanker som er i stand til å lagre hydrogen ved enten 5,000 eller 10,000 pund per kvadrattomme (psi). For eksempel har FCEV-er i produksjon av bilprodusenter og tilgjengelig hos forhandlere 10,000 psi-tanker. Forhandlerdispensere, som for det meste er samlokalisert på bensinstasjoner, kan fylle disse tankene på omtrent 5 minutter. Elektriske brenselcellebusser bruker for tiden 5,000 psi-tanker som tar 10–15 minutter å fylle. Andre måter å lagre hydrogen på er under utvikling, inkludert å binde hydrogen kjemisk med et materiale som metallhydrid eller lavtemperatur-sorberende materialer. Lær mer om hydrogenlagring.
Data fra hydrogenbensinstasjoner for detaljhandel, samlet inn og analysert av National Renewable Energy Laboratory, viser at gjennomsnittlig tid brukt på drivstoff til en FCEV er mindre enn 4 minutter.
California er ledende i nasjonen når det gjelder å bygge hydrogenstasjoner for FCEV-er. Fra midten av -2021 var 47 hydrogenstasjoner for detaljhandel åpne for publikum i California, samt én på Hawaii, og 55 flere var i ulike stadier av bygging eller planlegging i California. Disse stasjonene betjener over 8,000 FCEV-er. California fortsetter å gi midler til å bygge hydrogeninfrastruktur gjennom sitt Clean Transportation Program. California Energy Commission er autorisert til å bevilge opptil 20 millioner dollar per år frem til 2023 og investerer i de første 100 offentlige stasjonene for å støtte og oppmuntre disse nullutslippskjøretøyene. I tillegg er 14 detaljiststasjoner planlagt for de nordøstlige delstatene, med noen av dem som allerede betjener flåtekunder.
Kjøretøyprodusenter tilbyr bare FCEV-er til forbrukere som bor i regioner der det finnes hydrogenstasjoner. Ikke-detaljstasjoner i California og over hele landet fortsetter også å betjene FCEV-flåter, inkludert busser. Flere distribusjonssentre bruker hydrogen til drivstoff for materialhåndteringskjøretøyer i normal drift. I tillegg er det gitt flere kunngjøringer angående produksjon av tunge kjøretøyer, som for eksempel lastebiler, som vil kreve bensinstasjoner med mye høyere kapasitet enn eksisterende lette stasjoner. Finn drivstoffstasjoner for hydrogen over hele USA.