Переосмысление аварийного энергоснабжения: водород и будущее устойчивости к стихийным бедствиям

Экстремальные погодные явления ежегодно угрожают миллионам американцев длительными отключениями электроэнергии, вынуждая специалистов по чрезвычайным ситуациям быстро развертывать надежные резервные источники питания.

Будь то ураган на побережье Мексиканского залива, лесной пожар на Западе или полярный вихрь на Среднем Западе, восстановление подачи энергии в критически важные места — убежища для экстренных случаев, больницы и узлы связи — является главным приоритетом. Однако традиционные подходы к резервному питанию часто оказываются неэффективными в хаосе кризиса.

КОММЕНТАРИЙ

Сегодняшний набор инструментов энергетической устойчивости включает в себя растущий набор технологий, включая дизельные генераторы, системы природного газа, литий-ионные аккумуляторные батареи, микросети с солнечными батареями и аккумуляторами, а теперь и новый класс решений на основе водорода, которые генерируют чистую электроэнергию из влаги в воздухе. Ни один из вариантов не является универсально идеальным, но понимание их сильных сторон и областей применения может помочь сообществам создавать более надежные и гибкие стратегии аварийной энергии.

Существует несколько основных вариантов резервного питания для реагирования на стихийные бедствия:

Дизельные генераторы: Дизельные генераторы уже давно стали краеугольным камнем реагирования на чрезвычайные ситуации благодаря своей высокой производительности и доступности. Они обычно используются для питания убежищ, аварийно-спасательных служб и инфраструктурных центров. Однако они требуют постоянной цепочки поставок топлива и могут представлять проблемы для здоровья и выбросов в замкнутых или городских условиях, особенно во время длительных операций, когда поставки топлива прерываются.

Газовые генераторы: там, где газовая инфраструктура не повреждена, газовые генераторы могут стать надежной и более чистой альтернативой дизельному топливу. Эти системы часто интегрируются в коммерческие и критически важные объекты инфраструктуры. Они подходят для более длительного использования, хотя зависят от целостности и доступа к трубопроводу, которые могут быть нарушены в случае таких катастроф, как землетрясения или наводнения.

Системы хранения аккумуляторов: Аккумуляторные системы хранения обеспечивают быструю поставку энергии без выбросов или движущихся частей. Идеально подходят для кратковременных критических нагрузок, аккумуляторы часто развертываются вместе с возобновляемыми системами или в качестве аварийного резерва для узлов связи, небольших клиник или транзитных объектов. Их ограниченный срок хранения означает, что они обычно используются для преодоления отключений, а не для поддержания работы в течение нескольких дней.

Микросети Solar-Plus-Battery: Объединение солнечной фотоэлектричества с аккумуляторными батареями обеспечивает энергетическую автономию на местном уровне. Микросети могут поддерживать общественные центры, водоочистные станции или центры экстренных операций в регионах с постоянным доступом к солнечной энергии. Хотя они не предназначены для быстрого развертывания после стихийных бедствий, они все чаще включаются в готовые центры устойчивости и муниципальные планы готовности.

Атмосферная генерация водорода с помощью топливных элементов: более новый участник в области аварийного энергоснабжения, эти системы генерируют водород путем извлечения влаги из окружающего воздуха и преобразования ее в электричество с помощью топливных элементов. Разработанные как мобильные, модульные и независимые от сети, они хорошо подходят для быстрого развертывания в убежищах, мобильных клиниках или командных пунктах. Их работа без выбросов позволяет безопасно использовать их в помещениях или в густонаселенных районах, и они обеспечивают длительное электроснабжение без необходимости в водопроводах или поставках топлива.

Решающая роль в работе временного убежища

Одной из самых срочных задач во время катастрофы является создание убежищ с надежным электроснабжением, особенно для людей, которые зависят от медицинских приборов. Убежища должны иметь возможность поддерживать кислородные концентраторы для респираторных заболеваний, аппараты CPAP/BiPAP для лечения апноэ во сне, холодильные установки для инсулина и лекарств, домашние диализные установки, даже электрические инвалидные коляски и вентиляторы.

Когда сеть отключена на несколько дней, эти устройства не могут ждать. Аккумуляторные батареи могут работать только несколько часов, а дизельное топливо может быть недоступно. Чистая, портативная энергия, которая не зависит от традиционных цепочек поставок, становится жизненно важной для защиты уязвимых слоев населения.

Церкви как критические распределительные центры

В таких местах, как Луизиана, церкви исторически играли ключевую роль в ликвидации последствий стихийных бедствий, не только как убежища, но и как центры распределения предметов первой необходимости. Например, во время ликвидации последствий урагана Ида такие организации, как Convoy of Hope, объединились с более чем 60 церквями, чтобы распределить более 3,5 миллионов фунтов гуманитарной помощи, включая еду, воду и другие предметы первой необходимости.

Эти религиозные учреждения часто служат надежными общественными центрами, что делает их идеальными местами для распространения охлажденных лекарств и других критически важных ресурсов. Их участие подчеркивает важность оснащения таких учреждений надежными решениями по резервному питанию для поддержания целостности чувствительных к температуре лекарств во время длительных отключений.

Подготовка к неопределенному энергетическому будущему

С ростом частоты и интенсивности бедствий сообщества отходят от универсальных стратегий резервного копирования. Вместо этого планировщики энергии разрабатывают многоуровневые подходы, которые объединяют несколько источников энергии: дизельное топливо для больших нагрузок, аккумуляторы для быстрого реагирования, природный газ, где это позволяет инфраструктура, и новые водородные технологии для долговременной энергии с нулевым уровнем выбросов в отдаленных или чувствительных средах.

Растущая роль водорода, особенно в системах, которые создают топливо на месте без привозных ресурсов, открывает новый путь вперед в обеспечении устойчивости к стихийным бедствиям. От питания медицинских убежищ до поддержки связи с беспилотниками и мобильных командных центров, эта технология обеспечивает уровень гибкости и автономности, с которым устаревшие системы часто не могут сравниться.

Будущее аварийного питания лежит в интегрированных адаптивных системах, которые реагируют на реальные проблемы на земле. Водородные платформы, которые генерируют топливо из воздуха, в сочетании с проверенными технологиями, такими как батареи, генераторы и микросети, предлагают сообществам многосторонний путь к энергетической безопасности. По мере ускорения инвестиций в инфраструктуру принятие широкого портфеля энергетических решений будет иметь решающее значение для обеспечения того, чтобы никто не остался в неведении, когда случится беда.

— Рик Харлоу — генеральный директор NovaSpark Energy .