Nowy projekt utawy o zmianie ustawy o systemie monitorowania i kontrolowania jakości paliw oraz projekt ustawy o biokomponentach i bopaliwach ciekłych ma za zadanie implementacji do prawa polskiego dyrektywy 2009/30/WE, któa obowiązuje od I połowy 2009 r. Zgodnie z jej postanowieniami, będzie można stosować wiecej biokomponentów w paliwach ciekłych niż to jest możliwe w chwili obecnej. Wprowadzone zostały również wymagania jakościowe dla benzyn silnikowych zawierających do 10% bioetanolu oraz dla oleju napędowego z zawartością nieprzekraczającą 7% estru metylowego.
Ponadto dyrektywa nakłada obowiązek wprowadzania przez dostawców paliw do 2013 r. benzyny o maksymalnej zawartości tlenu wynoszącej 2,7% i maksymalnej zawartości etanolu równej 5%. Jednocześnie możliwość dodawania do oleju napędowego do 7% estrów spowoduje, ze realizacja Narodowego Celu Wskaźnikowego przez przedsiębiorców, czyli minimalnego udziału biokomponentów i innych paliw odnawialnych w ogólnej ilości paliw i biopaliw ciekłych zużywanych w ciagu roku w transporcie, będzie tańsza w br. o ok. 153 mln zł.
Umowy kontraktacji surowców rolniczych z przeznaczeniem na biokomponenty zawierane między producentem olnym a wytwórcą lub pośrednikiem zostaną przedłużone z roku do 3 lat.
Ogniwa paliwowe (z ang. "fuel cell") to urządzenie, które energię chemiczną paliwa i utleniacza zamienia bezpośrednio w energię elektryczną. Wszystkie rodzaje ogniw paliwowych, w przeciwieństwie do tradycyjnych metod, generują elektryczność bez spalania paliwa i utleniacza. Pozwala to na uniknięcie emisji szkodliwych związków, m.in. tlenków azotu, siarki, węglowodorów (powodujących powstawanie dziury ozonowej) oraz tlenków węgla
We współczesnych ogniwach paliwowych najczęściej wykorzystywanym paliwem jest wodór (H2), natomiast utleniaczem jest tlen (O2) dostarczany do urządzenia w czystej postaci lub wraz z powietrzem atmosferycznym. Nie oznacza to jednak, że w ogniwach paliwowych nie wykorzystuje się innych paliw. Obecnie trwają intensywne badania nad ogniwami zasilanymi bezpośrednio metanolem CH3OH i węglem (w różnych postaciach), paliwem może być również metan CH4, kwas mrówkowy HCOOH, hydrazyna N2H4, a także amoniak NH3.
Wodór jest najczęściej wybieranym paliwem w większości ogniw, w związku z jego wysoką reaktywnością w obecności odpowiednich katalizatorów, możliwością wyprodukowania go z węglowodorów oraz wysoką gęstością energii kiedy zgromadzony jest w postaci płynnej pod wysokim ciśnieniem w niskiej temperaturze. Niestety, choć wodór jest jednym z najpopularniejszych pierwiastków na Ziemi, występuje on głównie w związkach chemicznych, przede wszystkim jako woda. Można pozyskać wodór z wody w procesie elektrolizy, ale niestety w proces ten trzeba włożyć znaczną ilość energii. Poszukuje się zatem i próbuje wykorzystać inne źródła wodoru.
Poza otrzymywaniem wodoru dodatkowy problem stanowi jego magazynowanie. Magazynowanie i transport wodoru wymaga uprzedniego sprężania do określonego ciśnienia lub sprowadzania do postaci ciekłej. Są to procesy bardzo energochłonne.
We współczesnych ogniwach paliwowych najczęściej wykorzystywanym paliwem jest wodór (H2), natomiast utleniaczem jest tlen (O2) dostarczany do urządzenia w czystej postaci lub wraz z powietrzem atmosferycznym. Nie oznacza to jednak, że w ogniwach paliwowych nie wykorzystuje się innych paliw. Obecnie trwają intensywne badania nad ogniwami zasilanymi bezpośrednio metanolem CH3OH i węglem (w różnych postaciach), paliwem może być również metan CH4, kwas mrówkowy HCOOH, hydrazyna N2H4, a także amoniak NH3.
Wodór jest najczęściej wybieranym paliwem w większości ogniw, w związku z jego wysoką reaktywnością w obecności odpowiednich katalizatorów, możliwością wyprodukowania go z węglowodorów oraz wysoką gęstością energii kiedy zgromadzony jest w postaci płynnej pod wysokim ciśnieniem w niskiej temperaturze. Niestety, choć wodór jest jednym z najpopularniejszych pierwiastków na Ziemi, występuje on głównie w związkach chemicznych, przede wszystkim jako woda. Można pozyskać wodór z wody w procesie elektrolizy, ale niestety w proces ten trzeba włożyć znaczną ilość energii. Poszukuje się zatem i próbuje wykorzystać inne źródła wodoru.
Poza otrzymywaniem wodoru dodatkowy problem stanowi jego magazynowanie. Magazynowanie i transport wodoru wymaga uprzedniego sprężania do określonego ciśnienia lub sprowadzania do postaci ciekłej. Są to procesy bardzo energochłonne.
Zasada działania
Ogniwo paliwowe jest to ogniwo galwaniczne, w którym paliwo - wodór w stanie czystym lub w mieszaninie z innymi gazami - jest doprowadzany w sposób ciągły do anody, a utleniacz - tlen w stanie czystym lub mieszaninie (powietrze) - podawany jest w sposób ciągły do katody. Procesom elektrochemicznym towarzyszy przepływ elektronu od anody do katody. Zamknięcie obwodu odbywa się dzięki jonom, które są przenoszone przez elektrolit . W wyniku elektrochemicznej reakcji wodoru i tlenu powstaje prąd elektryczny, woda i ciepło. Do ogniwa paliwowego reagenty podawane są w sposób ciągły i teoretycznie nie ulega ono rozładowaniu. W rzeczywistości degradacja lub niesprawność komponentów ograniczają żywotność ogniwa paliwowego.
Bateria ogniw paliwowych tzw. stos, składa się z pojedynczych elementów, z których każdy zawiera anodę, katodę i matrycę elektrolitową. Elementy są przedzielone płytami bipolarnymi, wyposażonymi w kanały dopływu reagentów
Budowa stosu ogniw paliwowych
Źródło: www.imiue.polsl.pl
Zastosowania
Według zastosowania i związanej z tym mocy elektrycznej ogniwa paliwowe można podzielić na następujące grupy:
1. Układy przenośne małej mocy elektrycznej (poniżej 0,5 kWe), oparte na ogniwach PEMFC i DMFC (zdalne urządzenia, laptopy, telefony komórkowe, aparaty fotograficzne itd.)
2. Stacjonarne układy małej mocy w przedziale od 1 kWe do 10 kWe, głównie oparte na ogniwach PEMFC i SOFC do zastosowań domowych i użyteczności publicznej (pralnie, zasilanie awaryjne, sygnalizacja świetlna itp.)
3. Ogniwa PEMFC w sektorze transportu w zakresie mocy 50-100 kWe i wyższej (samochody, pojazdy ciężkie czy wózki widłowe),
4. Stacjonarne układy średniej mocy (od 10 kWe do 200 kWe i wyżej), mające zastosowania komunalne i inne (szkoły, szpitale, komisariaty policji, budynki przemysłowe, centra obliczeniowe, terminale lotnicze, utylizacja odpadów, małe elektrownie i obiekty wojskowe)
5. Stacjonarne układy energetyczne dużej mocy (powyżej 1 MW). Ogniwa te zasilają elektrownie, dostarczając energię w układach skojarzonych i kombinowanych (obecnie trochę powyżej 10 MW) oraz duże zakłady przemysłowe
1. Układy przenośne małej mocy elektrycznej (poniżej 0,5 kWe), oparte na ogniwach PEMFC i DMFC (zdalne urządzenia, laptopy, telefony komórkowe, aparaty fotograficzne itd.)
2. Stacjonarne układy małej mocy w przedziale od 1 kWe do 10 kWe, głównie oparte na ogniwach PEMFC i SOFC do zastosowań domowych i użyteczności publicznej (pralnie, zasilanie awaryjne, sygnalizacja świetlna itp.)
3. Ogniwa PEMFC w sektorze transportu w zakresie mocy 50-100 kWe i wyższej (samochody, pojazdy ciężkie czy wózki widłowe),
4. Stacjonarne układy średniej mocy (od 10 kWe do 200 kWe i wyżej), mające zastosowania komunalne i inne (szkoły, szpitale, komisariaty policji, budynki przemysłowe, centra obliczeniowe, terminale lotnicze, utylizacja odpadów, małe elektrownie i obiekty wojskowe)
5. Stacjonarne układy energetyczne dużej mocy (powyżej 1 MW). Ogniwa te zasilają elektrownie, dostarczając energię w układach skojarzonych i kombinowanych (obecnie trochę powyżej 10 MW) oraz duże zakłady przemysłowe
Zalety ogniw paliwowych:
- Ogniwo paliwowe produkuje energię elektryczną z paliw węglowodorowych bezpośrednio i stąd wynika względna prostota układu przetwarzania energii chemicznej na elektryczną.
- Duża sprawność przetwarzania energii chemicznej na elektryczną wyprzedzająca inne przetworniki energii
- Sprawność ogniwa paliwowego w niewielkim stopniu od wymiarów urządzenia
- Produkty uboczne jak H2O, CO2, N2 są czyste i bez zapachu
- Emisja SO2, NOX, węglowodorów, tlenków węgla i cząstek stałych jest bardzo mała
- Niski poziom hałasu
- Praktycznie dowolna i zajmująca mało miejsca lokalizacja
- System modułowy: łatwa, szybka i ekonomiczna budowa
- Łatwość rozbudowy w miarę rosnących potrzeb
- Ogniwa paliwowe mogą pracować bez przerwy o ile tylko doprowadzane jest paliwo i utleniacz
- Bardzo dobra regulacyjność - ogniwo paliwowe samoczynnie dobiera paliwo i utleniacz w ilościach odpowiadających obciążeniu po stronie elektrycznej
- Możliwość bardzo dużych przeciążeń chwilowych oraz pracy z niskimi obciążeniami, brak biegu jałowego
Wady ogniw paliwowych:
- Niskie napięcie prądu uzyskiwane z pojedynczej celi (< 1 V)
- Produkcja prądu stałego (czasami jest to zaletą)
- Drogie materiały na katalizatory
- Stosunkowo niewielkie moce uzyskiwane z modułu.
Ogniwa paliwowe to technologia nowoczesna, ciągle na etapie rozwoju, w szczególności w aspekcie magazynowania wodoru. Rzeczywista sprawność energetyczna ogniw paliwowych jest rzędu 70%, przy jednoczesnym wykorzystaniu ciepła.
Samochody elektryczne jako źródło napędu wykorzystują energię elektryczną, nie powodując bezpośredniej emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Samochody elektryczne są postrzegano jako tańsze w utrzymaniu i eksploatacji, przyjazne środowisku, pomimo wysokich kosztów początkowych.
Alternatywą dla samochodów elektrycznych są samochody hybrydowe, które łączą napęd spalinowy z elektrycznym, wykorzystując techniki takie jak hamowanie rekuperacyjne w celu zwiększenia całkowitej sprawności samochodu.
Dziś produkuje się nowe samochody hybrydowe tzw. plug-in hybrid, które można doładowywać z gniazdka elektrycznego. Są to właściwie samochody elektryczne z dodatkowym silnikiem spalinowym (mogą one pokonać nawet kilkadziesiąt km na energii z akumulatorów, a dopiero później uruchamiany jest silnik spalinowy). Widać zatem wyraźną tendencję odejścia od stosowania samodzielnych silników spalinowych i wzrost znaczenia części elektrycznej w samochodach hybrydowych. Jednak samochody hybrydowe są bardziej skomplikowane od spalinowych, są też od nich zazwyczaj od 1,5 do 2 razy droższe.
Korzyści wynikające z użytkowania samochodów elektrycznych:
- mniejsze koszty eksploatacyjne
- niższy poziom wygenerowanego hałasu w stosunku do samochodów spalinowych
- większa sprawność energetyczna
- prosta konstrukcja
- prostsza w obsługa (nie wymagają skrzyni biegów oraz sprzęgła), a co za tym idzie wyższy komfort jazdy szczególnie w korkach
- ograniczenie zanieczyszczenia powietrza (przy założeniu, że energia którą ładowane są samochody pochodzi niekonwencjonalnych źródeł energii)
Pomimo, iż samochody napędzane energią elektryczną znane są od dziesięcioleci i uważa się je za przyszłość motoryzacji, wciąż łatwiej jest spotkać na światowych wystawach samochodowych niż na ulicach. Przyczyną takiego stanu jest m.in. ograniczona pojemność akumulatorów, a co za tym idzie krótki zasięg jazdy na jednym doładowaniu oraz konieczność rozbudowy infrastruktury umożliwiającej funkcjonalne użytkowanie takich samochodów. Dodatkowym utrudnieniem jest wysoka cena akumulatorów i problem ich recyklingu po okresie eksploatacji. Wady te jednak można rozwiązać ulepszając technologię produkcji i zwiększając jej rozmiar (co obecnie ma miejsce).
Liczba produkowanych samochodów elektrycznych bardzo szybko rośnie i w najbliższych latach na rynku pojawi się kilkanaście nowych modeli pojazdów elektrycznych.
Przewiduje się że samochody elektryczne w najbliższych latach nie zyskają popularności w Polsce. Jednak szczególnie korzystny jest rozwój infrastruktury do obsługi takich aut w dużych miastach, w których natężenie ruchu jest znaczne. Pozwoli to bowiem na ograniczenie uciążliwego zanieczyszczenia powietrza wygenerowanego przez samochody na silniki spalinowe
W samej Warszawie ma powstać taka sieć składająca się ze 130 stacji, która ma zostać uruchomiona do czerwca 2010 roku. Bardzo możliwe także, że w Warszawie pojawią się w niedalekiej przyszłości elektryczne taksówki i autobusy.
Do takich kroków władze miasta zainspirowała produkcja elektrycznych aut SAM, która ruszyła w fabryce Pruszkowie. Władze miasta chcąc zachęcić warszawskich kierowców do korzystania z ekologicznych samochodów planują też wprowadzenie innych ułatwień, np. możliwości korzystania z buspasów, których w mieście przybywa z miesiąca na miesiąc. W przyszłości kierowcy tych aut mieliby zapewniony darmowy wjazd do Śródmieścia, za który posiadacze tradycyjnych aut będą musieli zapłacić.
Alternatywą dla samochodów elektrycznych są samochody hybrydowe, które łączą napęd spalinowy z elektrycznym, wykorzystując techniki takie jak hamowanie rekuperacyjne w celu zwiększenia całkowitej sprawności samochodu.
Dziś produkuje się nowe samochody hybrydowe tzw. plug-in hybrid, które można doładowywać z gniazdka elektrycznego. Są to właściwie samochody elektryczne z dodatkowym silnikiem spalinowym (mogą one pokonać nawet kilkadziesiąt km na energii z akumulatorów, a dopiero później uruchamiany jest silnik spalinowy). Widać zatem wyraźną tendencję odejścia od stosowania samodzielnych silników spalinowych i wzrost znaczenia części elektrycznej w samochodach hybrydowych. Jednak samochody hybrydowe są bardziej skomplikowane od spalinowych, są też od nich zazwyczaj od 1,5 do 2 razy droższe.
Korzyści wynikające z użytkowania samochodów elektrycznych:
- mniejsze koszty eksploatacyjne
- niższy poziom wygenerowanego hałasu w stosunku do samochodów spalinowych
- większa sprawność energetyczna
- prosta konstrukcja
- prostsza w obsługa (nie wymagają skrzyni biegów oraz sprzęgła), a co za tym idzie wyższy komfort jazdy szczególnie w korkach
- ograniczenie zanieczyszczenia powietrza (przy założeniu, że energia którą ładowane są samochody pochodzi niekonwencjonalnych źródeł energii)
Pomimo, iż samochody napędzane energią elektryczną znane są od dziesięcioleci i uważa się je za przyszłość motoryzacji, wciąż łatwiej jest spotkać na światowych wystawach samochodowych niż na ulicach. Przyczyną takiego stanu jest m.in. ograniczona pojemność akumulatorów, a co za tym idzie krótki zasięg jazdy na jednym doładowaniu oraz konieczność rozbudowy infrastruktury umożliwiającej funkcjonalne użytkowanie takich samochodów. Dodatkowym utrudnieniem jest wysoka cena akumulatorów i problem ich recyklingu po okresie eksploatacji. Wady te jednak można rozwiązać ulepszając technologię produkcji i zwiększając jej rozmiar (co obecnie ma miejsce).
Liczba produkowanych samochodów elektrycznych bardzo szybko rośnie i w najbliższych latach na rynku pojawi się kilkanaście nowych modeli pojazdów elektrycznych.
Przewiduje się że samochody elektryczne w najbliższych latach nie zyskają popularności w Polsce. Jednak szczególnie korzystny jest rozwój infrastruktury do obsługi takich aut w dużych miastach, w których natężenie ruchu jest znaczne. Pozwoli to bowiem na ograniczenie uciążliwego zanieczyszczenia powietrza wygenerowanego przez samochody na silniki spalinowe
W samej Warszawie ma powstać taka sieć składająca się ze 130 stacji, która ma zostać uruchomiona do czerwca 2010 roku. Bardzo możliwe także, że w Warszawie pojawią się w niedalekiej przyszłości elektryczne taksówki i autobusy.
Do takich kroków władze miasta zainspirowała produkcja elektrycznych aut SAM, która ruszyła w fabryce Pruszkowie. Władze miasta chcąc zachęcić warszawskich kierowców do korzystania z ekologicznych samochodów planują też wprowadzenie innych ułatwień, np. możliwości korzystania z buspasów, których w mieście przybywa z miesiąca na miesiąc. W przyszłości kierowcy tych aut mieliby zapewniony darmowy wjazd do Śródmieścia, za który posiadacze tradycyjnych aut będą musieli zapłacić.
Samochód elektryczny SAM
Strona 1 z 3
