Kā krītošās saules enerģijas izmaksas ir atjaunojušas cerības uz tīru ūdeņradi

Voestalpine H2FUTURE zaļā ūdeņraža rūpnīca Lincā, Austrijā. Voestalpine

Pasaule arvien vairāk izmanto zaļo ūdeņraža degvielu, lai aizpildītu dažus kritiski trūkstošos tīras enerģijas mīklas elementus.

ASV prezidenta amata kandidāta Džo Baidena klimata plāns paredz pētniecības programmu radīt tīru gāzes formu tas ir pietiekami lēts, lai desmit gadu laikā darbinātu spēkstacijas. Tāpat Japāna, Dienvidkoreja, Austrālija, Jaunzēlande un Eiropas Savienība ir publicējuši visus ūdeņraža ceļvežus kas paļaujas uz to, lai paātrinātu siltumnīcefekta gāzu samazināšanu elektroenerģijas, transporta vai rūpniecības nozarēs. Tikmēr arvien vairāk uzņēmumu visā pasaulē būvē arvien lielāks zaļie ūdeņraža augi vai tā potenciāla izpēti tērauda ražošanai , izveidot oglekļa neitrāla aviācijas degviela , vai nodrošināt rezerves barošanas avots serveru fermām .

Pievilcība ir acīmredzama: ūdeņradis, visbagātīgākais elements Visumā, varētu darbināt mūsu transportlīdzekļus, darbināt mūsu elektrostacijas un nodrošināt veidu, kā uzglabāt atjaunojamo enerģiju, neizsūknējot oglekļa dioksīdu, kas izraisa klimata pārmaiņas vai citus piesārņotājus (tā vienīgais blakusprodukts no vieglajām un kravas automašīnām ir ūdens). Bet, lai gan pētnieki ir izteikuši solījumu par ūdeņraža ekonomiku desmitgadēm ilgi , tas tik tikko ir mazinājis pieprasījumu pēc fosilā kurināmā, un gandrīz viss tas joprojām tiek ražots oglekļa piesārņojuma procesā, kurā iesaistīta dabasgāze.

Lielo redzējumu par ūdeņraža ekonomiku ir kavējušas augstās izmaksas par tīras versijas izveidi, milzīgas investīcijas transportlīdzekļos, iekārtās un caurulēs, kas varētu būt nepieciešamas, lai to izmantotu, un progress konkurējošo enerģijas uzglabāšanas alternatīvu, piemēram, akumulatoru, jomā.

Tātad, kas izraisa jaunu interesi?

Pirmkārt, ekonomika strauji mainās. Mēs varam ražot ūdeņradi tieši, vienkārši sadalot ūdeni procesā, ko sauc par elektrolīzi, taču tas lielā mērā ir bijis pārmērīgi dārgs, jo tas prasa daudz elektrības. Tomēr, tā kā saules un vēja enerģijas cenas turpina strauji samazināties, tas sāks izskatīties daudz realizējams.

Tajā pašā laikā, tā kā arvien vairāk valstu rūpīgi aprēķinos par to, kā nākamajās desmitgadēs sasniegt savus agresīvos emisiju mērķus, zaļš ūdeņraža veids arvien vairāk šķiet izšķirošs, saka Džoana Ogdena, Ilgtspējīgas transporta enerģijas ceļu programmas direktore no Universitātes. Kalifornija, Deivisa. Tas ir elastīgs rīks, kas varētu palīdzēt iztīrīt virkni nozaru, kurās mums joprojām nav pieejamu un gatavu risinājumu, piemēram, aviācija , nosūtīšana , mēslojuma ražošana un ilgstoša enerģijas uzglabāšana elektroenerģijas tīklam.

Atjaunojamo energoresursu izmaksu samazināšanās

Tomēr pašlaik tīrs ūdeņradis vairumā gadījumu ir pārāk dārgs. Nesenā rakstā tika atklāts, ka ūdens sadalīšanas elektrolizatoru darbināšanai ir jāpaļaujas uz saules enerģiju var skriet sešas reizes augstāk nekā dabasgāzes process, kas pazīstams kā tvaika metāna reformēšana.

Ir daudz enerģētikas eksperti kuri apgalvo, ka papildu izmaksas un sarežģītība, kas saistīta ar tīras versijas ražošanu, uzglabāšanu un lietošanu, nozīmē, ka tā nekad īsti nepalielināsies, pārsniedzot ierobežotas lietošanas gadījumus.

Taču labā ziņa ir tā, ka pati elektrība veido milzīgu daļu no izmaksām — vairāk nekā 60 % — un atkal atjaunojamās enerģijas izmaksas strauji samazinās. Tikmēr pašu elektrolizatoru izmaksas tiek prognozētas strauji samazināties ražotājiem palielinot ražošanu , un attīstās dažādas pētniecības grupas tehnoloģijas uzlabotās versijas .

Pagājušā gada sākumā Nature Energy dokumentā tika atklāts, ka, ja tirgus tendences turpināsies, zaļais ūdeņradis desmit gadu laikā varētu būt ekonomiski konkurētspējīgs rūpnieciskā mērogā . Tāpat Starptautiskā Enerģētikas aģentūra prognozē, ka izmaksas par tīrā ūdeņraža daudzums līdz 2030. gadam samazināsies par 30%. .

Voestalpine H2FUTURE zaļā ūdeņraža rūpnīca Lincā, Austrijā.

VOESTALPINE

Zaļais ūdeņradis jau var būt gandrīz par pieņemamu cenu dažās vietās, kur pārmērīgas atjaunojamās enerģijas ražošanas periodi samazina elektroenerģijas izmaksas līdz gandrīz nullei. Pētījuma piezīmē pagājušajā mēnesī Morgan Stanley analītiķi rakstīja, ka zaļo ūdeņraža iekārtu izvietošana blakus lielākajiem vēja parkiem ASV Vidusrietumos un Teksasā varētu padarīt degvielas izmaksas konkurētspējīgas divu gadu laikā .

UZ jūnija pētījums ASV Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija atklāja, ka varētu būt tuvāk gadsimta vidum, pirms ūdeņradis kļūs par pieejamākā tehnoloģija ilgstošai uzglabāšanai tīklā. Taču, tā kā mainīgie atjaunojamie enerģijas avoti, piemēram, saule un vējš, kļūst par dominējošo elektroenerģijas avotu, komunālajiem pakalpojumiem būs jāuzglabā pietiekami daudz enerģijas, lai tīkls uzticami darbotos ne tikai dažas stundas, bet arī dienas un pat nedēļas konkrētos mēnešos, kad šie resursi ir karogi.

Ūdeņradis šajā scenārijā spīd, salīdzinot ar citām uzglabāšanas tehnoloģijām, jo ​​jaudas pievienošana ir salīdzinoši lēta, saka Džošua Eihmans, laboratorijas vecākais zinātniskais inženieris un pētījuma līdzautors. Lai palielinātu laiku, kurā akumulatori var droši nodrošināt elektrību, jums ir jāsakrāj arvien vairāk to, reizinot katra dārgā komponenta izmaksas. Izmantojot ūdeņradi, jums vienkārši jāveido lielāka tvertne vai jāizmanto dziļāka pazemes ala, viņš saka.

Ūdeņraža izmantošana

Lai ūdeņradis pilnībā aizstātu oglekli izstarojošo degvielu, mums ir jāpārveido sava infrastruktūra, lai to izplatītu, uzglabātu un izmantotu. Mums būtu jāražo transportlīdzekļi un kuģi ar kurināmā elementiem, kas pārvērš ūdeņradi elektroenerģijā, kā arī degvielas uzpildes stacijas gar ostām un ceļiem. Un mums būs jāsakrauj kurināmā elementi vai jābūvē vai modernizēt spēkstacijām, kas izmanto degvielu, lai tieši darbinātu tīklu.

Tas viss prasīs daudz laika un naudas.

Taču ir vēl viens scenārijs, kas izvairās vai aizkavē lielu daļu šīs infrastruktūras kapitālremonta. Kad jums ir ūdeņradis, to ir samērā vienkārši apvienot ar oglekļa monoksīdu, lai iegūtu sintētiskas versijas degvielai, kas jau darbojas mūsu automašīnās, kravas automašīnās, kuģos un lidmašīnās. Rūpnieciskais process, lai to paveiktu, ir gadsimtu vecs, un valstis, kurās trūkst naftas, to dažādos laikos izmantojušas, lai ražotu degvielu no oglēm vai dabasgāzes.

Carbon Engineering izmēģinājuma rūpnīca Squamish, Britu Kolumbijā.

OGLEKĻA INŽENĒRIJA

Carbon Engineering, kas atrodas Squamish, Britu Kolumbijā, izstrādā iekārtas, kas uztver oglekļa dioksīdu no gaisa. Uzņēmums plāno to apvienot ar ūdeņradi, kas nesatur oglekli, lai ražotu sintētisko degvielu. Ideja ir tāda, ka degviela būs neitrāla no oglekļa, neizdalot vairāk oglekļa dioksīda, nekā tika izņemts vai saražots procesā.

Iekšā prezentācija Codex konferencē pagājušā gada nogalē , Carbon Engineering dibinātājs un Hārvardas profesors Deivids Kīts teica, ka saules enerģijas cenu kritumam 2020. gadu vidū vajadzētu dot viņiem iespēju tirgū laist gaisa–degvielu par aptuveni USD 1 litrā (apmēram 4 USD par galonu) un ka cena turpināsies. krist no turienes.

Lielās ziņas šeit ir tādas, ka to varētu izdarīt, drīzumā sāks darboties preču aparatūra, viņš teica. Manuprāt, drīz pēc 2030. gada jūs varētu sasniegt miljons barelu dienā sintētisko ogļūdeņražu kapacitāti, kas ir līdzīgs miljonam barelu dienā, un pēc tam nav acīmredzamu mērogošanas ierobežojumu.

Faktiski šis process nodrošina veidu, kā īslaicīgu, mainīgu saules enerģiju pārvērst pastāvīgi uzglabājamā degvielā, kas var piepildīt jebkuras mūsu iekārtas tvertnes. Tas ir par enerģijas ceļu, lai … risinātu periodiskuma problēmu un risinātu to tādā veidā, kas ļauj nodrošināt augsta enerģijas blīvuma vajadzības visā pasaulē; ļauj lidot ar lidmašīnām pāri Ziemeļatlantijai, sacīja Kīts.

paslēpties