В частности, сегодня топливные элементы используются в качестве основного и резервного источника электропитания для коммерческих, промышленных и жилых зданий, а также в качестве основного источника энергии в удаленных от центральной электросети и труднодоступных местах.
Они используются для организации электропитания транспортных средств с электромоторами, включая вилочные погрузчики, автомобили, автобусы, лодки, мотоциклы и даже подводные лодки. И помогают в этом релевантные добровольные основанные на консенсусе стандарты от Международной электротехнической комиссии (International Electrotechnical Commission; IEC; МЭК).
Поезда на топливных элементах
Развитие технологии не прекращается. В сентябре 2018 года в северной части Германии начали работу первые в мире пассажирские поезда на водородных топливных элементах. Эти высокотехнологичные поезда соединяют города Куксхафен, Бремерхафен, Бремервёрде и Букстехуде, которые ранее обслуживались парком дизельных поездов.Они перемещаются на железнодорожной линии протяженностью около 100 км. В настоящее время линию обслуживают два таких сверхсовременных поезда. Планируется, что к концу 2021 года по железным дорогам региона начнут перемещаться еще 14 таких поездов.
Такие поезда на водородных топливных элементах могут развивать скорость до 140 км / ч. Они обеспечивают низкий уровень шума и выделяют только водяной пар и конденсат в качестве побочных продуктов в ходе эксплуатации.
Это делает их экологически чистыми в отличие от других поездов, во время работы которых в атмосферу выделяются большие объемы загрязняющих веществ. Поезда на топливных элементах обеспечивают полную автономность на дистанциях протяженностью до 1000 км, что позволяет им работать целый день на одном баке с водородом.
Поезда движутся благодаря электричеству, которое вырабатывается в результате электрохимического процесса, использующего водород и кислород. Поезда с водородными топливными элементами рассматриваются как альтернатива дизельным поездам на второстепенных железнодорожных линиях, где применение стандартных электропоездов, запитываемых от ЛЭП, не является экономически целесообразным вариантом.
Интерес к поездам на водородных топливных элементах наблюдается и в других странах. Так, Франция и Великобритания объявили о планах запустить аналогичные пассажирские поезда к 2022 году. И другие регионы Германии также готовятся внедрять такие транспортные средства на водородных топливных элементах.
Другие транспортные средства на топливных элементах
Также растет интерес к использованию топливных элементов для приведения в движение автомобилей. Уже готовы серийные авто, создаются сети водородных заправочных станций. В частности, такие проекты по разработке автомобилей на базе технологии топливных элементов активно осуществляются в Азии.Но интерес к технологии топливных элементов не является новым трендом. Эта технология широко распространена в промышленном секторе. Особенно активно она используется на вилочных погрузчиках внутри помещений, где важно поддерживать высокое качество воздуха.
Согласно свежему прогнозу от консалтинговой компании Grand View Research, годовой оборот мирового рынка топливных элементов достигнет отметки в 24,81 миллиарда долларов США к 2025 году. И значительная его часть будет сгенерирована во все той же Азии.
Япония и Корея находятся на переднем крае внедрения технологий топливных элементов в сегменте автомобилестроения и были первыми рынками, которые приняли эту технологию. Концепт-кары были продемонстрированы еще в 2008 году, в то время как первый коммерчески доступный автомобиль на топливных элементах был выпущен на рынок в 2013 году. По данным Automotive World, к 2030 году на дорогах по всему миру, как ожидается, будет колесить примерно два миллиона автомобилей на топливных элементах.
Правительство Японии также поощряет использование технологии водородного топлива и выделило 378 млн. долларов США в эквиваленте на инвестиции в инфраструктуру заправочных станций и стимулирование покупок соответствующих транспортных средств. Первая станция заправки водородом была запущена в Японии в 2014 году, и ожидается, что 160 таких станций будут введены в эксплуатацию к 2020 году.
Топливные элементы также адаптируются для использования в грузовиках, автобусах, лодках, мотоциклах и велосипедах. Так, интерес к подобному применению технологии топливных элементов растет в Соединенных Штатах Америки в целом и в Калифорнии в частности. К примеру, недавно администрация Порта Лос-Анджелеса объявила о планах по использованию этой технологии для организации грузовых перевозок.
Стандарты МЭК на топливные элементы
Эксперты сходятся во мнении о том, что прогресс в этой сфере существенно замедлился бы, если бы не технический комитет (ТК) 105 в составе организации МЭК, который был учрежден в 2000 году с целью разработки международных стандартов на топливные элементы.В частности, его специалистами были созданы важные стандарты безопасности, касающиеся использования и хранения систем топливных элементов в закрытых помещениях. Специалисты ТК 105 разработали серию стандартов МЭК 62282, охватывающих безопасность, эффективность и взаимозаменяемость энергетических систем на базе топливных элементов.
Совсем недавно его специалисты опубликовали документы МЭК 62282-4-102:2017 "Технологии топливных элементов - Часть 4-102: Электроэнергетические установки с топливными элементами для промышленных электрических грузовиков - Методы испытаний рабочих характеристик" и МЭК 62282-5-100:2018 "Технологии топливных элементов - Часть 5-100: Переносные топливные элементы – Безопасность".
Эти стандарты описывают, соответственно, методы испытаний рабочих характеристик энергетических систем на топливных элементах, используемых в некоторых промышленных электрических грузовиках, а также требования к конструкции, маркировке и испытаниям для портативных энергетических систем на топливных элементах.
