Hazards and challenges of using hydrogen as motor vehicle fuel

• Autorzy: Tuśnio Norbert , Wolny Paweł , Kuberski Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.8880

Warianty tytułu

PL

Zagrożenia i wyzwania wynikające z zastosowania wodoru jako paliwa do pojazdów mechanicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Global interest in the use of hydrogen as an alternative fuel to classical petroleum-based fuels has already assumed the form of concepts and plans based on which, by 2030, cars powered by this most popular element in the universe are to appear on roads of almost the entire world. This is not the first attempt in the history of mankind to use hydrogen in transportation. The first approach was at the beginning of the 20th century and the “golden era” of airships. The beginning of its end was the disaster of the British airship R101. It was the largest British airship, constructed to handle connections with the colonies. It crashed in France on its way to India due to a hydrogen leak on the night of 1 to 2 October 1930. After this disaster, work on large-scale, long-range airships was halted. Almost 100 years later, hydrogen is again appearing in transport in the broad sense, but this time as a fuel. Taking into account the physicochemical characteristics of hydrogen (the widest explosive limits after acetylene and the lowest minimum ignition energy of all gases) and the high ease of its penetration through all kinds of joints, seals and valves, it is necessary at this stage to develop and implement safety procedures related to transport, storage and refuelling of hydrogen vehicles. Procedures and operating principles of hydrogen stations used for fuelling both trucks and cars developed and implemented on the territory of the United States should be a starting point before construction may be started of dozens of similar facilities in our country as declared by Polish decision makers.

PL

Globalne zainteresowanie wykorzystaniem wodoru jako paliwa alternatywnego wobec klasycznych paliw ropopochodnych przyjęło już formy koncepcji oraz planów, na podstawie których do roku 2030 na drogach całego niemalże świata pojawić się mają samochody napędzane tym najbardziej popularnym we wszechświecie pierwiastkiem. Nie jest to pierwsza w historii ludzkości próba wykorzystania wodoru w transporcie. Pierwsze podejście to początek XX w. i „złota era” sterowców. Początkiem jej końca była katastrofa brytyjskiego sterowca R101. Był to największy brytyjski sterowiec, skonstruowany do obsługi połączeń z koloniami. Rozbił się on we Francji w drodze do Indii z powodu wycieku wodoru w nocy z 1 na 2 października 1930 r. Po tej katastrofie wstrzymano prace nad wielkogabarytowymi sterowcami dalekiego zasięgu. Prawie 100 lat później wodór ponownie pojawia się w szeroko rozumianym transporcie, ale tym razem jako paliwo. Mając na względzie cechy fizykochemiczne wodoru (najszersze po acetylenie granice wybuchowości i najniższą minimalną energię zapłonu spośród wszystkich gazów) oraz dużą łatwość przedostawania się przez wszelkiego rodzaju łączenia, uszczelki i zawory, należy już na obecnym etapie opracować i wdrożyć procedury bezpieczeństwa związane z transportem, składowaniem oraz tankowaniem pojazdów wodorem. Opracowane i wdrożone na terytorium Stanów Zjednoczonych procedury oraz zasady obsługi stacji wodorowych służących zasilaniu w paliwo samochodów zarówno ciężarowych, jak i osobowych powinno być punktem wyjścia przed wybudowaniem deklarowanych przez polskich decydentów kilkudziesięciu analogicznych obiektów na terenie naszego kraju.

Słowa kluczowe

EN

hydrogen fuel; Polish Hydrogen Strategy; hydrogen mobility; fire and explosion hazards

PL

paliwo wodorowe; Polska Strategia Wodorowa; mobilność wodorowa; zagrożenia pożarowo-wybuchowe

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 82
• Strony: 37--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tuśnio Norbert

• Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0003-0878-8499

autor

Wolny Paweł

• Lodz University of Technology Faculty of Process Engineering and Environmental Protection

• https://orcid.org/0000-0003-2161-4506

autor

Kuberski Sławomir

• Lodz University of Technology Faculty of Process Engineering and Environmental Protection

• https://orcid.org/0000-0002-7325-1113

Bibliografia

• 1. Ministry of Climate and Environment, Polish Hydrogen Strategy until 2030 with an Outlook until 2040. Annex to Resolution No. 149 of the Council of Ministers of 2 November 2021 (item 1138), Warsaw 2021.
• 2. Chełmiński J., Pierwsza stacja tankowania pojazdów na wodór. Dotychczas trzeba było jechać do Berlina. Tak zacznie się rewolucja, https://warszawa.wyborcza.pl/warszawa/7,54420,26783445,pierwsze-auto-na-wodor-i-pierwsza-stacja-tankowania-juz- -niedlugo.html (accessed on: 22.01.2022).
• 3. Rogala B., Liczba samochodów wodorowych w Polsce wzrosła o 660% w miesiąc. Jak to możliwe?, https://300gospodarka.pl/news/liczba-samochodow-wodorowych-w-polsce-wzrosla-o-660-w-miesiac-jak-to-możliwe (accessed on: 22.01.2022).
• 4. Alternative Fueling Station Counts by State, https://afdc.energy.gov/stations/states (accessed on: 13.05.2022).
• 5. PKN ORLEN zbuduje w polskich miastach stacje tankowania wodoru, https://www. orlen.pl/pl/o-firmie/media/komunikaty-prasowe/2021/pazdziernik/pkn-orlen-zbuduje-w-polskich-miastach-stacje-tankowania-wodoru (accessed on: 22.01.2022).
• 6. Vacin G. B., Eckerle T., Hydrogen Station Permitting (Guidebook). California Department of General Services, Office of State Publishing, Sacramento (CA) 2020.
• 7. Surygała J., Wodór jako paliwo, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warsaw 2008.
• 8. Dawood F., Anda M., Shafiullah G.M., Hydrogen production for energy: An overview, “International Journal of Hydrogen Energy” 2020, 45, 7.
• 9. LeGault M., The first commercial Type V composite pressure vessel, https://www.compositesworld.com/articles/next-generation-pressure-vessels (accessed on 22.01.2022).
• 10. Wolny P., Niebieskie paliwo przyszłości, “Przegląd Pożarniczy” 2021, No. 2.
• 11. Biuro Technologii Wodorowych i Ogniw Paliwowych, Dostarczanie wodoru. https:// www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-delivery (accessed on: 31.12.2021).
• 12. NFPA 2: Hydrogen Technologies Code, Edition 2020.
• 13. SAE J2799: Hydrogen Surface Vehicle to Station Communications Hardware and Software, Edition 2014-09.
• 14. SAE J2601: Fueling Protocols for Light Duty Gaseous Hydrogen Surface Vehicles, Edition 2016-12.
• 15. The 2020 update includes all tolerances (2.0, 3.0, 5.0, 7.0, and 10.0) without sunsets, and the 7.0 harmonizes with the NIST HB 44. California Code of Regulations, Title 4. Business Regulations, Division 9. Chapter 1. Article 1 Sections 4001. Exceptions and 4002. Additional Requirements, Subsection 4002.9, http://www.cdfa.ca.gov/dms/ regulations.html (dostęp: 22.01.2022).
• 16. ISO/TR 15916:2004(E), Basic considerations for the safety of hydrogen systems. Technical Report. Genewa 2004.
• 17. Klemens R., Zagrajek T., Kobiera A., Żydak P., Kozioł S., Zbrowski A., Analiza dynamiczna komory do badania urządzeń górniczych w warunkach eksplozji, “Problemy Eksploatacji” 2009, no. 3

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).