Тогда это казалось экзотикой, но сегодня всё изменилось. В отрасль пришли корейские и японские гиганты, топливные элементы стали дешевле, а сфера их применения чётко определилась и расширяется с завидной скоростью. Об этом и подет речь...
За последнее время топливные водородные элементы уменьшились в размерах, а значит увеличилась их удельная мощность, что сделало их прямыми конкурентами аккумуляторным батареям. Мало того, по своим параметрам они уже обогнали аккумуляторы, оставив их далеко позади. Где же они применяются?
Пишевая промышленность
Многие пищевые компании в мире начали использовать топливные элементы, среди них: перерабатывающие предприятия, пекарни, морозильные камеры, склады и т.п. Топливные водородные элементы не просто обеспечивают эти компании электроэнергией, но также водой и теплом. И самое главное - автономность этих источников!
У топливный элементов есть масса преимуществ:
- способность обеспечивать 100% мощности, пока есть водород в баках,
- способность работать в экстремально низких температурах,
- очень низкий уровень шума,
- масштабируемость,
- долговечность,
- простота применения.
Пищевые компании эксплуатируют не только стационарные, но и мобильные энергетические установки, которые располагаются вне зданий где находятся люди, на крышах, в подвалах. Список таких компаний довольно длинный: Coca-Cola, Kellogg's, Pepperidge Farm, The Wonderful Company и т д. Всем им для бесперебойной работы требуется надежный источник энергии. Они экономят везде, где могут: сокращают выбросы и снижают "экологические" налоги, снижают затраты на энергию и использование воды. Они также используют отходы в качестве источника топлива, что еще больше сокращает операционные расходы.
Многие предприятия по переработке продуктов питания и напитков, такие как винодельни и пивоварни ежедневно производят органические отходы, от которых очень дорого избавляться. Одной из самых модных технологий является анаэробное переваривание - превращение отходов в пригодный газ. Затем он очищается и превращается в водород, который используется для питания топливных элементов. Если же дополнительно используется тепло, вырабатываемое топливными элементами, эффективность установки может достигать 90%.
Эта идея не нова. В конце 1990-х несколько японских пивоваренных заводов использовали отходы брожения для производства биогаза, который поступал в топливные элементы. Другие пивоваренные заводы в Германии последовали этому примеру. Затем и в США этот процесс применили на ряде предприятий пищевой промышленности и винодельнях.
За примерами далеко ходить не надо. Gills Onions - поставщик и обработчик лука в Окснарде, Калифорния. На этом предприятии в 2009 году установили систему топливных элементов мощностью 600 кВт, чтобы использовать биогаз, полученный из 150 тонн ежедневных отходов. Топливный элемент питает предприятие и обеспечивает теплоснабжение. Так пищевики не только снизили затраты на электроэнергию, но и сэкономили на удалении отходов. Gills Onions также продает оставшуюся целлюлозу, как корм для крупного рогатого скота.
Сегодня компании производят водород из пищевых отходов, жмыха, шелухи арахиса, конфет. Один винный завод в Калифорнии использует естественные бактерии для извлечения водорода из собственных сточных вод. И таких примеров много.
Продуктовые магазины
Не секрет, что в продуктовых магазинах затраты на энергоснабжения чуть ниже затрат на рабочую силу и являются значительной частью годового операционного бюджета. Так в типовом супермаркете охлаждение, отопление и освещение составляют около 80% общего потребления электроэнергии. Львиная доля этой энергии поставляется традиционными электроснабжающими организациями, причем значительная часть этой энергии теряется по пути. Долю потерь можно снизить если электроэнергию вырабатывать на месте, где можно использовать и отработанне тепло. Благодаря более эффективному использованию энергии, топливные элементы значительно снижают затраты на электроэнергию и природный газ для обогрева объекта. Первыми топливные элементы стали использовать продуктовые сети Whole Foods Market, Stop & Shop, Haggen, Safeway и Price Chopper. Все они установили системы топливных элементов в нескольких своих розничных точках и производят 50-95% необходимой электроэнергии и тепла на месте.
Автономность энергоснабжение - еще одно важнейшее свойство топоивных элементов. Так во время урагана Сэнди в 2012 г. топливные элементы спасли некоторые магазины в Колони (Нью-Йорк). Ураган снес опоры ЛЭП и электроснабжение целых регионов прекратилось примерно на неделю. Все магазины были закрыты, кроме упомянутых выше. После этого случая их бизнес сильно вырос.
Другой пример - бакалейная сеть Torrington (Коннектикут). Она полностью функционировала во время шторма в 2011 году благодаря автономному электроснабжению на топливных элементах.
Дистрибьюторы продукции
Топливные элементы отлично подходят для работы в холодильных камерах и морозильниках, что делает их незаменимыми для погрузочно-разгрузочных работ на продуктовых складах. Сегодня только в США работают более 16000 вилочных погрузчиков на топливных элементах. Большая их часть используется пищевыми и торговыми компаниями Coca-Cola, Nestle Waters, Newark Farmer's Market, Sysco, Walmart, Wegmans, Whole Foods Market и др. Зачем? Ответ прост, дело в том, что годовая экономия на один погрузчик составляет около 2000$ по сравнению с традиционным аккумуляторным собратом. Сюда входит: себестоимость, производительность, стоимость заправки, эксплуатационные расходы и расходы на инфраструктуру. Дополнительное преимущества: возможность работы при низких температурах и заправка в течение нескольких минут. Таким образом, надобность в замене тяжелых аккумулятов отпадает, как и необходимость в выделении ценного внутреннего пространства для их содержания.
В 2017 году три европейских компании заявили о своих планах по переходу CEV (топливный элемент) автопогрузчики, разместив более 400 единиц топливных элементов. Так бельгийская продуктовая сеть Colruyt расширяет свой парк CEV погрузчиков с 13 до 200 штук на своих объектах в Галле. Компания производит собственный водород на месте, используя ветровые турбины и солнечные батареи. Система также оснащена системой топливных элементов, которая включаются в моменты, когда производство электроэнергии от ветра и солнца падает.
Французская логистическая компания Prelocentre, специализирующаяся на рынке фруктов и овощей, в 2017 году расширила свой парк погрузчиков на топливных элементах с 35 до 60 единиц. При этом, экономия составила 450000$ в год на на одном только обслуживании аккумуляторных батарей.
Еще одна французская компания Carrefour, которой принадлежит одна из крупнейших сетей гипермаркетов в мире, купила более 150 единиц CEV погрузчиков II и III классов.
Конечно использование топливных элементов выходит далеко за пределы этих секторов экономики. В настоящее время Министерство энергетики США финансирует демонстрационный проект по использованию рефрижераторных транспортных систем для замены традиционных, работающих на дизельном топливе. Очень перспективна тема применения водородных топливных элементов в автомобилестроении, об этом мы расскажем в следующей нашей статье.
