PIN NHIÊN LIỆU HYDRO SẼ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG THIẾT BỊ XÂY DỰNG?

Máy xúc cỡ trung mới của Komatsu sử dụng pin nhiên liệu hydro

Cho đến nay, động cơ đốt trong hydro (ICE) đang tỏ ra đầy hứa hẹn, một số công ty tiết lộ kế hoạch sản xuất động cơ ICE H₂ hoặc động cơ không sử dụng nhiên liệu (trong số đó có JCB , Perkins và Cummins ).

Nhưng cuộc tranh luận về tính phù hợp của một dạng hydro khác - pin nhiên liệu hydro - cho các ứng dụng trên đường cao tốc vẫn tiếp tục.

Pin nhiên liệu liên quan đến việc cung cấp khí hydro nén từ bình nhiên liệu được gia cố bằng sợi carbon vào ngăn xếp pin nhiên liệu kết hợp oxy và hydro để tạo ra điện cho động cơ điện, thay vì đốt cháy nó.

Liệu có khả năng tiến vào lĩnh vực thiết bị xây dựng trong tương lai hay không khi ngành này tiếp tục trên con đường khử cacbon.

JCB: 'Quá đắt'

Điều đó đã được minh họa trong Hội nghị thượng đỉnh về tiến bộ Diesel gần đây ở Louisville, Hoa Kỳ - do tạp chí Diesel Progress của KHL tổ chức - nơi đại diện của công ty giải pháp năng lượng Volvo Penta và nhà sản xuất thiết bị xây dựng của Anh JCB đưa ra những quan điểm khác nhau về vấn đề này.

Chris Giorgianni, phó chủ tịch phụ trách sản phẩm JCB Bắc Mỹ nói với khách hàng rằng công ty cam kết sản xuất máy điện và máy có động cơ đốt hydro nhưng đã loại trừ pin nhiên liệu.

Ông nói: “Chúng tôi thấy giá trị của điện là không phát thải và ít tiếng ồn. Nhưng có nhược điểm. Chúng rất đắt tiền: một số thiết bị có thể có giá gần gấp đôi so với thiết bị chạy bằng động cơ diesel. Và bạn cũng gặp thử thách với cân nặng. Khối lượng nhẹ hơn ở khía cạnh nhỏ gọn, nhưng khi di chuyển lên phạm vi rộng, khối lượng sẽ trở thành một vấn đề, đặc biệt nếu bạn muốn các thiết bị chạy bằng pin lớn hơn.

“Bạn cũng phụ thuộc vào nguồn cung cấp khoáng sản quan trọng ở những khu vực mà Hoa Kỳ không có nhiều ảnh hưởng nên chuỗi cung ứng có thể gặp vấn đề trong tương lai. Sau đó là khả năng tiếp cận điện. Trong môi trường đô thị, điện rất có ý nghĩa - bạn thường sẽ có cơ hội tiếp cận với nhiều nguồn nhiên liệu. Nhưng khi bạn di chuyển đến các địa điểm như  trang trại, thì không.”

Khi cân nhắc những yếu tố đó, Giorgianni cho biết JCB đã xem xét pin nhiên liệu và chế tạo một số máy đào lớn hơn chạy bằng pin nhiên liệu.

Mặc dù công ty nhận thấy rằng mặc dù máy móc không nhất thiết tạo ra mức tiếng ồn thấp hơn nhưng chúng có “chất lượng tiếng ồn tốt hơn” và có thể được tiếp nhiên liệu nhanh chóng cũng như tạo ra lượng khí thải thấp.

Nhưng nhược điểm lớn nhất là chi phí, Giorgianni.

Anh ấy nói: “Nó rất đắt. Nếu bạn nhìn vào một chiếc máy xúc lớn hơn, bạn đang bỏ ra chi phí trị giá 100.000 USD vào chiếc máy đó. Chúng tôi tự hỏi, liệu khách hàng của chúng tôi có sẵn sàng chấp nhận điều gì không? JCB cũng mua một số xe buýt London chạy bằng pin nhiên liệu và chúng tôi đã tách rời hệ thống pin nhiên liệu. Chúng tôi nhận thấy rất nhiều màng đã được thay thế và chúng tôi bắt đầu suy nghĩ về địa điểm làm việc của mình cũng như mức độ thực tế của việc thay đổi đó tại nơi làm việc. Chúng tôi không cảm thấy đó là một giải pháp thực tế.”

Ông nói thêm rằng pin nhiên liệu hydro yêu cầu chất làm mát đặc biệt có thể dễ bị nhầm lẫn với các chất làm mát khác nếu các máy có loại động cơ khác nhau đều được sử dụng trên cùng một địa điểm.

Giorgianni kết luận: “Từ quan điểm pin nhiên liệu, chúng tôi thực sự cảm thấy rằng mặc dù công nghệ này rất tuyệt vời nhưng chúng tôi cảm thấy không thực tế trong môi trường của mình”.

Thay vào đó, JCB đã tập trung nỗ lực vào động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hydro. Động cơ đốt trong hydro của công ty đã cung cấp năng lượng cho các máy xúc lật nguyên bản và bộ xử lý ống lồng Loadall và công ty gần đây cũng đã tiết lộ máy cung cấp nhiên liệu di động được thiết kế và chế tạo riêng cho các máy này.

Volvo Penta: 'Chúng tôi hoàn toàn có ý định cung cấp pin nhiên liệu'

Nhận xét của Giorgianni trái ngược với nhận xét của một diễn giả khác tại Hội nghị thượng đỉnh Tiến bộ Diesel, Darren Tasker, phó chủ tịch phụ trách kinh doanh công nghiệp, Volvo Penta của Châu Mỹ.

Tasker cho biết Volvo Penta kỳ vọng sẽ có sự kết hợp công nghệ để cung cấp năng lượng cho động cơ trong tương lai.

Về hydro, ông nói: “Đây rõ ràng sẽ là một công nghệ mạnh mẽ trong tương lai. Hôm nay. Chúng tôi có động cơ nhiên liệu kép hydro-diesel . Trong vòng 18 tháng đến hai năm, chúng tôi sẽ tung ra động cơ chạy bằng khí đốt tự nhiên. Điều này là dành cho sự phát triển của công nghệ hydro. Động cơ chạy bằng khí tự nhiên đó sẽ sử dụng hệ thống đánh lửa hoàn toàn và bước tiếp theo sẽ là có loại động cơ sử dụng 100% tia lửa điện hydro.

“Bước tiếp theo là pin nhiên liệu. Và tất nhiên, chúng tôi không chỉ nghiên cứu về mặt công nghệ để hydro có thể được sử dụng trong các ứng dụng sản xuất điện và đường bộ, chúng tôi đang xem xét cách chúng tôi có thể hợp tác hiệu quả với các nhà cung cấp hydro để cung cấp hydro xanh phù hợp với mục tiêu đến năm 2050 của chúng ta. Vì vậy, đó là một con đường phát triển công nghệ nhưng cũng là một con đường phát triển khả năng cung cấp nhiên liệu mà tôi nghĩ không chỉ Volvo mà một số nhà cung cấp hệ thống truyền lực trong chuỗi cung ứng cũng đang đi trên con đường đó.”

Khi được hỏi liệu ông có coi pin nhiên liệu có phù hợp cho các ứng dụng trên đường cao tốc hay không, trước cuộc tranh luận xung quanh chủ đề này, Tasker cho biết: “Chúng tôi thấy pin nhiên liệu mà chúng tôi đang phát triển đủ mạnh cho các ứng dụng trên đường cao tốc. Nó có thể là nguồn nhiên liệu độc lập nhưng sẽ hiệu quả hơn nếu được sử dụng cùng với pin.

“Tốc độ thay đổi sẽ dễ dàng đáp ứng hơn nếu bạn muốn tăng từ 0 lên 100% tải với bộ lưu trữ năng lượng trên tàu. Nhưng chắc chắn pin nhiên liệu sẽ đủ mạnh. Các loại pin nhiên liệu mà chúng tôi đang phát triển, chúng tôi hoàn toàn có ý định cung cấp nó cho các ứng dụng trên đường địa hình.”

Cần có mô hình kinh doanh mới

Tuy nhiên, Tasker thừa nhận rằng vẫn còn nhiều việc phải làm để hỗ trợ khách hàng với chi phí vốn cao liên quan đến các dạng công nghệ mới.

Ông nói thêm, “Với tư cách là nhà cung cấp hệ thống truyền lực, chúng tôi sẽ cần giúp khách hàng thực hiện quá trình chuyển đổi thành công. Chúng tôi biết rằng có một mức giá cao phải trả cho công nghệ này. Đó là một công nghệ đắt tiền, cần có hoạt động R&D quan trọng để phát triển nó.

“Những người áp dụng sớm sẽ bị thách thức với [câu hỏi] làm cách nào để chúng tôi thương mại hóa sản phẩm này? Và ở đó chúng ta sẽ phải xem xét các mô hình kinh doanh khác nhau. Làm cách nào để chúng tôi tính phí năng lượng như một dịch vụ thay vì phần cứng? Chúng ta xem xét các lựa chọn cho thuê như thế nào? Làm thế nào để chúng ta xem xét việc giảm mức thuế sử dụng và đưa năng lượng vào hoạt động đồng thời bù đắp chi phí trong một khoảng thời gian với chi phí vận hành thấp hơn?”

Công nghệ bổ sung

Cũng phát biểu tại Hội nghị thượng đỉnh, Jim Nebergall, tổng giám đốc phụ trách động cơ hydro của Cummins, cho biết công ty đang theo đuổi cả hai loại công nghệ.

“Chúng tôi thực sự không coi đây là pin nhiên liệu hay động cơ. Chúng khá bổ sung cho nhau. Việc đổ đầy thiết bị với pin nhiên liệu hoặc động cơ đều giống nhau. Việc sản xuất và phân phối nhiên liệu có thể được bổ sung. Thật hiếm khi có hai công nghệ khác nhau đến vậy – động cơ và pin nhiên liệu – lại có thể sử dụng cùng một loại nhiên liệu. Vì vậy, có hai lựa chọn sẽ giúp xây dựng cơ sở hạ tầng đó và thúc đẩy nhu cầu.”

Paul Mercurio, giám đốc bán hàng Hoa Kỳ, hệ thống phun nhiên liệu Liebherr cũng cho biết ông kỳ vọng pin nhiên liệu sẽ là “một phần của hỗn hợp”.

Đó là trường hợp đặc biệt đối với các máy lớn hơn, nơi Mercurio cho biết Liebherr vẫn nhận thấy nhu cầu về động cơ đốt trong chạy bằng dầu diesel, dầu diesel sinh học và hydro.

Ông nói thêm rằng cũng có một số ứng dụng đầy thách thức như xe tải khai thác mỏ, máy xúc đất lớn và máy ủi hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt mà “pin điện có thể không đáp ứng hết tiềm năng cần thiết”.

Ông nói thêm: “Đồng thời ở đây cũng có những ứng dụng cho pin nhiên liệu. Có một số lo ngại đối với pin nhiên liệu về độ tinh khiết của hydro được sử dụng trong pin nhiên liệu phải rất cao và ở những nơi làm việc như thế này, nó rất bẩn và bụi bặm. Đây là điều cần được cân nhắc khi tiếp nhiên liệu tại chỗ cũng như giữ sạch pin nhiên liệu để chúng hoạt động bình thường.”