燃料電池はスクールバスにとって実行可能な選択肢になりましたか?

Aug 31, 2023

ペガサス・スペシャルティ・ビークルズとハイペリオンは、開発中の新しい水素燃料電池スクールバスがこれまでの市場参入の障壁を克服すると発表

水素は地球上で最も豊富に存在する分子です。 燃料電池では、ゼロエミッションで電気モーターに電力を供給できます。 しかし、水素はこれまでゼロエミッションスクールバスの一般的な選択肢とは考えられておらず、ハイペリオン社とペガサススペシャルティビークルズ社はその見方を変えたいと考えている。

ハイペリオンのCEO、アンジェロ・カファンタリス氏が語るように、水素は、航続距離の制限やバッテリーの有限な充電ライフサイクルなど、バッテリー式スクールバスの落とし穴を同様のコストで回避する方法だという。

ハイペリオンとペガサスは、ゼウス・エレクトリック・シャーシとの水素燃料電池バスの生産提携を開始しており、両社は両社の合弁事業により、最終的には水素スクールバスがペガサスの地元オハイオ州、さらには全米に普及することを期待している。 今年中にプロトタイプを完成させ、2024年に生産を開始することを目指している。

昨年、ペガサスはオハイオ州ダンケルクにディーゼル、ガソリン、電気バスの部品を製造する工場を開設した。 同社は、水素バス用のシャーシとドライブトレインを追加する予定だ。 ペガサスのブライアン・バリントン社長は、水素は「その一部にすぎないが、大きな部分を占めるようになるだろうと我々は感じている」と語った。

ハイペリオンはカリフォルニアとオハイオに本拠を置く企業で、水素燃料電池と水素貯蔵を製造する一方、車両の航続距離を延ばすより効率的な水素供給と貯蔵技術を開発しているとカファンタリス氏は説明した。 また、プロトタイプの XP-1 水素燃料電池ハイパーカーも製造しました。このハイパーカーは、1,000 mpg-e の燃費を実現し、時速 0 マイルから 60 マイルまで 2.25 秒で加速します。

バリントン氏は、酷暑や寒さの中で電池がうまく機能しないことや、電池の長期寿命への懸念など、電池式電気バスの欠点を認識してから、水素燃料電池の概念に魅了されたと述べた。

「バッテリーは、長期間にわたって使用する量を控えめにするように作られています。上から下まで使用すると、すぐに劣化してしまいます」とカファンタリス氏は言う。 「第三の問題は、人々がバッテリー電気の車両を持ちたいと考えているときに発生します。車両にはさらに多くのバスが必要です。バスに電力を供給するにはさらに多くの電力が必要です…そして変電所を設置する必要があります…それには多くの時間がかかります」 」

バリントン氏は、バッテリー電気バスは、特に都市部での毎日のスクールバスのルートには理想的かもしれないが、特に最適条件下での航続距離が120マイルしかない場合、校外学習や遠く離れた田舎のルートは困難または不可能になる可能性があると述べた。操作条件。

「もしあなたが山に登り始めたり、より田舎に足を踏み入れ始めたり、デイトンの学校が週末にバスケットボールのトーナメントのためにクリーブランドに行かなければならなくなったりしたら、（バッテリー付きの）電気自動車ではそれはできません」とバリントン氏は語った。 。

しかし、水素燃料電池バスは、1つのタンクで500マイル以上の航続距離を達成でき、燃料電池は10年以上持続するとカファンタリス氏は述べた。

とらえどころのない、しかしどこにでもある

水素燃料電池車は、圧縮水素ガスまたは液体水素をタンクに貯蔵し、その水素を空気中の酸素と化学反応で結合させ、バッテリー電気自動車のバッテリーで駆動されるモーターとほぼ同じモーターに電力を供給します。 反応で発生するのは水蒸気と熱だけです。

しかし、水素は大気中に常に存在していますが、純粋な水素を入手することは困難です。 水素燃料電池自動車が開発されてから数十年が経ちますが、燃料を供給できるステーションは依然として数少ないです。 Alternative Fuels Data Center の地図には、米国内の 55 か所の公共水素燃料ステーションが示されており、そのほぼすべてがカリフォルニアにあります。

支持者らは、政府の支援と排出削減に対するインセンティブや義務の増加により、水素の生産と燃料の利用可能性が拡大すると予想している。

連邦レベルおよび州レベルのゼロエミッション車奨励金は、通常、水素燃料電池および電池式電気自動車に適用され、米国エネルギー省は、水素の生産と供給を優先し、世界各地にある最大 10 か所のクリーン水素ハブに最大 70 億ドルを費やしています。国。 これらのハブは輸送ではなく産業プロセスを目的としています。 それでも専門家らは、この投資は水素経済全体に利益をもたらす可能性が高いと述べている。

水素燃料電池は、電気バッテリーよりもはるかに長い航続距離とより速い燃料補給を提供するため、セミトラックや機関車などの長距離車両にとって重要な選択肢であるとますます考えられています。

ロサンゼルス郡のフットヒル・トランジットなど、少数の公共交通機関が自社の車両に水素バスを追加しており、指導者らは2040年までに車両全体で排出ガスをゼロにするという目標を達成するためには水素が不可欠であると考えている。

フットヒル・トランジットは昨年、同社初の水素燃料電池バスを運行させ、現在300平方マイル以上に広がる郡内に33台のバスを配備している。 カナダの会社ニュー・フライヤー製のバスには液体水素用の30キログラムのタンクが搭載されており、バスヤードには2万5000ガロンの燃料タンクが設置されている。

水素バスが導入された最初のルートは「病院、図書館、学校、別の医療センターにもサービスを提供する多用途路線、ローカルルート」だった、とフットヒルの広報担当フェリシア・フリーセマ氏は語った。 「私たちはそれをテストして、そのペースを試してみたかったのです。水素燃料電池バスは 10 分で燃料を補給し、航続距離は 300 マイル以上です。これは、バッテリー電気バスで検討していた 150 マイルとは対照的です。この 2 つのことだけでも、つまり、人々を地点Aから地点Bまで安全に移動させるという、当社のサービスの基盤という点で、より適合性の高い車両であるということです。」

懐疑論者もいる

ゼロエミッションバスや代替燃料バスの最前線にいる一部の交通専門家や地区指導者らは、水素がスクールバスの実現可能な選択肢とは考えていない、あるいは検討したことすらないと述べた。

一方、7月にリノのSTN EXPOでスクールバス電化の課題に関するセッションの司会を務める輸送専門のコンサルティングエンジニア、ユアン・プリチャード氏は、水素がこの業界にとって実行可能な選択肢であるとは思わないと述べた。

「（電池で）電化するのが難しいなら、水素が合理的だ」と同氏は貨物と航空を例に挙げた。 「しかし、スクールバスは、あらゆる大型車両の中で電動化が最も簡単です。水素の真の推進力は長距離トラック輸送です。（トラックが）停止して使用されないサイクルタイムはそれほど多くありません。」これらの車両は 400 ～ 500 マイル走行し、その後 15 ～ 20 分間停止し、再び動き続けます。…ほとんどのスクールバスは [1 日] 160 マイル未満です。」

プリチャード氏は、電気電池と燃料電池に関しては「技術者の偏見」があることを認めており、前者の方が効率的でコストが低いと信じていると述べた。

「燃料電池は、電子を一方の側からもう一方の側に運ぶために膜を使用します。その膜は時間の経過とともに汚れます」と彼は言いました。 「膜の寿命については議論の余地があり、2年で寿命になるのか、それとも8年か10年で交換する必要があるのか​​。これは電気自動車のバッテリーを交換しなければならないのと似ています。」

プリチャード氏はまた、水素燃料ステーションの設置には非常に費用がかかる可能性があり、水素ステーションの燃料供給が速いほど、ガスを素早く圧縮するために通常より多くの電力が必要になると述べた。 地域の発電構成によっては、その電気はクリーンではない可能性があります。

「これは水素を使ったシェルゲームのようなもので、パズルの個々のピースは非常に素晴らしく見えるかもしれませんが、全体として見ると、それほど素晴らしいものではありません」とプリチャード氏は言いました。

給油と安全性

水素スクールバスの運行を希望する地区やバス事業者は、本拠地に燃料ステーションを設置する必要があり、将来的には高速道路沿いに水素燃料ステーションが設置される可能性があるとカファンタリス氏は述べた。

ハイペリオンは、オハイオ州を皮切りに、顧客向けにオンサイトで建設するステーションへの「グリーン水素」燃料の配送を提供する予定だ。 グリーン水素は、電気分解を使用して水を酸素と純粋な水素に分解することによって生成され、そのプロセスに使用される電力は風力や太陽光などのゼロエミッション源から供給されます。 水素は、メタンガスの分子を分解することによって生成されるのが一般的ですが、これにより炭素排出が発生し、放出または貯蔵される可能性があります。つまり、このプロセスはゼロエミッションではありません。 将来の段階では、ハイペリオンは、オンサイトのクリーン エネルギーを使用して水素を生成するため、配送が不要なステーションの建設を支援する予定です。

水素燃料電池は圧縮水素を車両に搭載することが多いため、安全性への懸念も生じています。 しかし水素支持者らは、特にガソリンやディーゼルと比べて安全性に問題はないと主張する。

カファンタリス氏は、炭素繊維の水素燃料タンクは文字通り防弾であると述べた。 「これらの戦車は焚き火テストや落下テストを経ており、強力なライフルで何度も射撃できます。破裂しません」と彼は語った。 「漏れて他のものに引火する危険性があるガソリンよりも安全です。」

万が一漏洩が発生した場合、「水素は時速75マイルで空気中を上昇し、可燃物の邪魔をしない」とカファンタリス氏は述べた。

バリントン氏とカファンタリス氏はこれまでのところ、学区やさまざまな州の他の潜在顧客から熱狂的な反応を得ていると述べたが、詳細は明らかにしなかった。

「問題は、それを取り出して、それが本物であることを証明することだけだ」とバリントン氏は語った。 「これは非常にタッチ・アンド・フィールの市場です。私たちは、（例を提供することだけで）十分だと考えています。私たちは当初、これはゲームチェンジャーだと言いましたが、今ではゲームを破壊するものになりました。」

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