https://manufacturingtomorrow.com/images/facebooknews.jpg
Pin nhiên liệu hydro ngày càng trở nên phổ biến khi các nỗ lực phát triển bền vững ngày càng tăng. Trong khi phần lớn mối quan tâm này tập trung vào lĩnh vực vận tải tiêu dùng, tiềm năng của hydro còn vượt xa phạm vi đi lại hàng ngày. Pin nhiên liệu cũng hứa hẹn đáng kể cho chuỗi cung ứng sản xuất.
Nhiều, nếu không phải tất cả, các nhà sản xuất ngày nay nhận ra sự cần thiết phải cải tổ chuỗi cung ứng. Cải thiện tính bền vững, tăng hiệu quả và giảm chi phí vận hành là những yếu tố chính của sự thay đổi này và pin nhiên liệu hydro có thể giúp ích trong từng lĩnh vực.
Ứng dụng pin nhiên liệu hydro trong chuỗi cung ứng
Trước khi đầu tư vào pin nhiên liệu hydro, trước tiên các nhà sản xuất phải nhận ra nơi họ có thể triển khai chúng. Trong khi phương tiện giao thông đường bộ có thể là trường hợp sử dụng rõ ràng nhất, pin nhiên liệu có thể mang lại giá trị trong một số hoạt động của chuỗi cung ứng.
Vận chuyển không phát thải
Một trong những thế mạnh lớn nhất của năng lượng hydro là khả năng cho phép vận chuyển không phát thải. Pin nhiên liệu chuyển đổi hydro thành điện năng, không phát ra gì khác ngoài nhiệt và nước. Xem xét cách vận chuyển chiếm 80% lượng khí thải Logisticstiềm năng đó khó có thể bỏ qua.
Nhiều giải pháp vận tải bền vững tập trung vào phương tiện chạy bằng pin-điện (BEV), nhưng đây không phải là giải pháp lý tưởng cho nhiều hoạt động của chuỗi cung ứng. BEV thường có phạm vi hoạt động hạn chế và thời gian sạc lại lâu, khiến chúng không thực tế khi vận chuyển đường dài. Xe điện chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV) không gặp trở ngại này.
FCEV thậm chí còn hiệu quả hơn động cơ đốt trong, khiến chúng trở nên tối ưu cho các ứng dụng tầm xa. Hiệu quả như vậy có nghĩa là chúng có thể cung cấp năng lượng cho tàu thủy và máy bay chứ không chỉ xe tải, khiến chúng trở thành một giải pháp tổng thể tốt hơn cho mạng lưới cung ứng sản xuất. Sẽ mất thời gian để chuyển tất cả các loại hình vận tải sang năng lượng hydro, nhưng ít nhất là có thể.
Hoạt động cảng và kho bãi bền vững
Các nhà sản xuất cũng có thể triển khai công nghệ pin nhiên liệu trong quy trình làm việc không liên quan đến vận tải. Các quy trình tại cảng và kho cũng thường dựa vào năng lượng diesel. Do đó, họ cũng có thể thấy những cải thiện rõ rệt từ việc áp dụng các giải pháp không phát thải.
Bạn có thể thích
Pin nhiên liệu còn có lợi ích ngoài việc loại bỏ khí nhà kính (GHG) khỏi các hoạt động này. EPA nhấn mạnh cách công nghệ này cũng có thể giảm tiếng ồn và giảm yêu cầu bảo trì ở những cảng sầm uất. Ngược lại, những lợi thế này sẽ thúc đẩy nơi làm việc an toàn hơn, năng suất hơn.
Hydro đặc biệt có giá trị khi thay thế động cơ diesel trong các máy phát điện không nối lưới. Máy phát điện pin nhiên liệu có thể cho phép thiết bị cảng hoặc nhà kho sử dụng điện mà không cần kết nối với lưới điện quốc gia. Kết quả là các nhà sản xuất có thể xây dựng cơ sở hạ tầng mới hoặc thiết lập các hoạt động tạm thời với ít sự gián đoạn hơn.
Cơ sở năng lượng không có carbon
Một số nhà máy sản xuất có thể áp dụng năng lượng hydro trên quy mô lớn hơn. Thay vì chỉ cung cấp năng lượng cho thiết bị di động bằng pin nhiên liệu, họ có thể sử dụng công nghệ này để cung cấp cho toàn bộ cơ sở nguồn điện không có carbon, không phụ thuộc vào lưới điện.
Điện sản xuất tại địa phương không phải là một khái niệm mới. Nhiều nhà máy đã sử dụng năng lượng mặt trời trên mái nhà để cung cấp năng lượng cho ít nhất một số hoạt động của họ vì lý do bền vững hoặc chi phí. Máy phát điện hydro tại chỗ có thể lấp đầy cùng một vị trí mà năng lượng mặt trời không phụ thuộc vào thời tiết.
Không giống như gió và mặt trời, pin nhiên liệu có thể cung cấp năng lượng theo yêu cầu, kể cả vào ban đêm. Khả năng phục hồi này đặc biệt hứa hẹn trong bối cảnh nguồn điện dự phòng khẩn cấp. Kinh nghiệm về lưới điện của Hoa Kỳ 5,5 giờ mất điện hàng năm, làm tăng nhu cầu dự phòng mà hydro có thể cung cấp – bất kể điều kiện bên ngoài.
Lợi ích của việc tích hợp pin nhiên liệu hydro
Trong tất cả các trường hợp sử dụng này, các nhà sản xuất sẽ thu được nhiều lợi ích từ việc triển khai pin nhiên liệu trong chuỗi cung ứng của họ. Rõ ràng nhất là con đường hướng tới sự bền vững hơn. Sản xuất chịu trách nhiệm về 12% lượng phát thải khí nhà kính của Hoa Kỳvà các chuyên gia dự đoán lượng khí thải carbon này sẽ tăng lên trong tương lai. Việc khử cacbon trong chuỗi cung ứng là một bước quan trọng trong xu hướng đó và hydro đã biến điều đó thành hiện thực.
Pin nhiên liệu chắc chắn không phải là nguồn điện không carbon duy nhất, nhưng chúng đặc biệt có lợi trong hoạt động của chuỗi cung ứng. Năng lượng tái tạo như gió và mặt trời vẫn có vai trò, nhưng chúng không thể duy trì sản xuất vì chúng không liên tục. Hydro thì không, vì vậy nó có thể giảm lượng khí thải GHG mà không làm giảm năng suất suốt ngày đêm.
Phạm vi mở rộng của FCEV là một lợi thế quan trọng khác. Một số xe tải hydro bán trên thị trường có thể di chuyển lên đến 450 dặm mà không cần tiếp nhiên liệu. Khi cần tiếp nhiên liệu, họ sẽ thực hiện việc này trong vài phút thay vì hàng giờ để BEV nạp lại. Do đó, FCEV là giải pháp thay thế thực tế hơn cho xe tải chạy dầu diesel so với các giải pháp thay thế pin.
Hydro cũng giàu năng lượng đáng kể. Chất lượng này có thể cho phép các nhà sản xuất lưu trữ một lượng lớn nhiên liệu tại chỗ để cung cấp năng lượng cho máy phát điện dự phòng hoặc hệ thống điện chính mà không cần cơ sở hạ tầng bổ sung. Ngoài việc giảm bớt quá trình chuyển đổi năng lượng xanh, điều đó có thể giảm chi phí liên tục bằng cách giảm sự phụ thuộc của các nhà máy vào lưới điện.
Những thách thức còn lại trong việc áp dụng pin nhiên liệu
Dù pin nhiên liệu có thể mang lại lợi ích như thế nào trong chuỗi cung ứng sản xuất nhưng vẫn còn một số trở ngại. Một trong những điều quan trọng nhất là sự sẵn có của các chất thay thế hydro. Trong khi xe tải chạy bằng hydro đang dần được tung ra thị trường, thì có tương đối ít mẫu mã có sẵn, còn máy bay và tàu chạy bằng pin nhiên liệu hiện hầu hết chỉ là thử nghiệm.
Cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu hydro đặt ra một thách thức tương tự. chỉ có 59 trạm hydro bán lẻ mở ở Mỹ ngày nay. Do đó, ngay cả khi nhà sản xuất hoặc đối tác trong chuỗi cung ứng của họ sử dụng xe tải chạy pin nhiên liệu, họ có thể cần phải triển khai các trạm tiếp nhiên liệu của riêng mình, điều này hạn chế việc triển khai công nghệ này.
Chi phí cao là một rào cản khác. Pin nhiên liệu là một công nghệ tiên tiến và do đó, có giá cao hơn. Mặc dù chi phí vận hành có thể giảm theo thời gian do hiệu quả tăng lên và tính độc lập của lưới điện nhưng khoản đầu tư ban đầu có thể làm chậm quá trình áp dụng.
Cũng cần lưu ý rằng không phải tất cả hydro đều 100% không phát thải. Vì hydro không tự xuất hiện trong tự nhiên nên nó cần được tách ra khỏi các nguyên tố khác và tiêu tốn năng lượng. Quá trình này thường liên quan đến điện có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, vì vậy năng lượng pin nhiên liệu vẫn tạo ra lượng khí thải carbon, mặc dù nhỏ hơn so với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trực tiếp.
Tương lai của hydro trong chuỗi cung ứng sản xuất
Một số thay đổi sắp xảy ra có thể đưa ra những cách để vượt qua những rào cản này. Chính phủ liên bang được phân bổ 9,5 tỷ USD tài trợ hướng tới các dự án khí hậu vào năm 2022. Việc tăng cường hỗ trợ tài chính như vậy có thể dẫn đến việc mở rộng các trạm tiếp nhiên liệu hydro hoặc phát triển nhiều FCEV hơn.
Tương tự, chi phí sẽ giảm khi công nghệ tiến bộ. Nghiên cứu gần đây cho thấy chi phí pin nhiên liệu sẽ thậm chí còn giảm nhanh hơn giá pin trong những thập kỷ tới. Khi xu hướng này tiếp tục, các nhà sản xuất và đối tác trong chuỗi cung ứng của họ sẽ dễ dàng hơn trong việc biện minh cho việc đầu tư vào năng lượng hydro.
Các nhà sản xuất hy vọng tận dụng tối đa lợi ích của pin nhiên liệu nên nhắm mục tiêu cụ thể vào hydro xanh. Thuật ngữ này đề cập đến hydro có nguồn gốc từ năng lượng tái tạo, làm cho nhiên liệu thực sự không có khí thải. Mặc dù ngày nay nó chiếm một tỷ lệ tương đối nhỏ trong năng lượng pin nhiên liệu nhưng nó có thể phát triển khi tăng cường đầu tư.
Công nghệ pin nhiên liệu có thể tạo ra một ngành công nghiệp xanh hơn
Con đường hướng tới sản xuất bền vững có thể sẽ yêu cầu triển khai một số công nghệ. Các phương tiện và hệ thống điện chạy bằng hydro có thể không phải là một giải pháp hoàn chỉnh nhưng chúng có thể đóng một vai trò quan trọng trong bài toán tổng thể. Học cách áp dụng công nghệ này trong vận hành chuỗi cung ứng là bước đầu tiên để tận dụng tiềm năng đó.
Nguồn: https://www.manufacturingtomorrow.com/story/2024/12/examining-the-integration-of-hydrogen-fuel-cell-tech-in-the-manufacturing-supply-chain/23974/ .
