الهيدروجين، والوقود الإلكتروني، والوقود الحيوي: ما هو البديل الأكثر جدوى للديزل لمركبات المحركات الاحتراق الداخلي الثقيلة؟

تمثل تنقلات الهيدروجين حلاً واعدًا لمعالجة التحديات التي تفرضها المركبات التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري. إن استخدام الهيدروجين في المركبات الثقيلة الصغيرة التي تعتمد على محركات الاحتراق الداخلي قد يكون جذابًا لسببين أساسيين: يبدو أن الكهرباء المباشرة أقل وعدًا في أنظمة النقل الثقيلة، وأن تنفيذ مركبات الهيدروجين التي تعتمد على خلايا الوقود قد لا يتقدم بالسرعة المتوقعة بسبب تكاليف الاستثمار الأعلى مقارنة بمحركات الاحتراق الداخلي. من ناحية أخرى، تكتسب احتراق الهيدروجين جاذبية وتستند إلى تقنيات قوية ورخيصة، لكنها ليست الحل المتجدد الوحيد. في هذا الإطار، يقدم هذا العمل منهجية لتقييم استهلاك الطاقة الأولية من البئر إلى العجلة وانبعاثات CO2 للمركبات الثقيلة الصغيرة. يتم تطبيق المنهجية في دراسة حالة حقيقية، وهي حافلة ركاب تسير لمسافة 100 كيلومتر في ظروف غير محسنة. ولذلك، تتم مقارنة ملاءمة الهيدروجين مع الديزل القياسي وأنواع الوقود البديلة الأخرى من نوع الديزل (الديزل الحيوي وأنواع الديزل الاصطناعي). يظهر الهيدروجين تنافسية مع الديزل القياسي من حيث تقليل انبعاثات CO2 (−29٪) بينما يخفي استهلاكًا أوليًا للطاقة أعلى (+40٪) بناءً على كفاءة الطاقة إلى الهيدروجين الحالية المعلنة من قبل مصنعي أجهزة التحليل الكهربائي. ومع ذلك، توفر HVO أقصى الفوائد من وجهة نظر استهلاك الطاقة الأولية وتقليل الانبعاثات، وهي −35٪ و464–634 كجمCO2/100كم التي تم تجنبها مقارنةً بالهيدروجين. علاوة على ذلك، فإن توفر HVO - مثل باقي الوقود الحيوي - لا يعتمد على الكربون الناتج عن أنظمة التقاط وتخزين CO2.