Kaip mažėjančios saulės energijos kainos atnaujino švaraus vandenilio viltis

Voestalpine H2FUTURE žaliojo vandenilio gamykla Lince, Austrijoje. Voestalpine

Pasaulis vis dažniau naudoja ekologišką vandenilio kurą, kad užpildytų kai kurias svarbias trūkstamas švarios energijos galvosūkio dalis.

Kandidato į JAV prezidentus Joe Bideno klimato planas reikalauja mokslinių tyrimų programos sukurti švarią dujų formą tai pakankamai pigu, kad per dešimtmetį būtų galima pakurti jėgaines. Taip pat Japonija, Pietų Korėja, Australija, Naujoji Zelandija ir Europos Sąjunga paskelbė visus vandenilio planus kurios remiasi juo, kad paspartintų šiltnamio efektą sukeliančių dujų mažinimą energijos, transporto ar pramonės sektoriuose. Tuo tarpu visame pasaulyje daugėja įmonių stato vis didesnis žali vandenilio augalai , arba jo potencialo tyrinėjimas plienui gaminti , sukurti anglies dioksido neturintis aviacinis kuras , arba pateikti atsarginis maitinimo šaltinis serverių ūkiams .

Potraukis akivaizdus: vandenilis, gausiausias elementas visatoje, galėtų maitinti mūsų transporto priemones, maitinti mūsų elektros jėgaines ir suteikti galimybę kaupti atsinaujinančią energiją neišsiurbiant anglies dioksido, skatinančio klimato kaitą ar kitų teršalų (jo vienintelis šalutinis produktas lengvieji automobiliai ir sunkvežimiai yra vanduo). Tačiau nors mokslininkai trimitavo vandenilio ekonomikos pažadą dešimtmečius , jis vos sumažino iškastinio kuro poreikį ir beveik visas jis vis dar gaminamas naudojant anglies dioksidą teršiantį procesą, kuriame naudojamos gamtinės dujos.

Didžiąją vandenilio ekonomikos viziją stabdė didelės švarios versijos sukūrimo sąnaudos, didžiulės investicijos į transporto priemones, mašinas ir vamzdžius, kurių gali prireikti norint jį naudoti, ir pažanga kuriant konkuruojančias energijos kaupimo alternatyvas, tokias kaip akumuliatoriai.

Taigi, kas skatina atnaujintą susidomėjimą?

Viena vertus, ekonomika greitai keičiasi. Mes galime pagaminti vandenilį tiesiogiai, tiesiog skaidydami vandenį, vadinamą elektrolize, tačiau tai buvo pernelyg brangu, nes reikia daug elektros energijos. Tačiau saulės ir vėjo energijos kainai toliau sparčiai mažėjant, ji pradės atrodyti kur kas labiau įgyvendinama.

Tuo pačiu metu, kai vis daugiau tautų sunkiai skaičiuoja, kaip ateinančiais dešimtmečiais pasiekti savo agresyvių išmetamųjų teršalų tikslus, ekologiška vandenilio forma atrodo vis svarbesnė, sako Joan Ogden, tvarios transporto energijos kelių programos direktorė iš Universiteto. Kalifornija, Deivis. Tai lankstus įrankis, galintis padėti išvalyti daugybę sektorių, kuriuose vis dar neturime įperkamų ir paruoštų sprendimų, pvz., aviacija , siuntimas , trąšų gamyba ir ilgalaikis energijos kaupimas elektros tinklui.

Mažėjančios atsinaujinančios energijos sąnaudos

Tačiau šiuo metu švarus vandenilis daugeliu atvejų yra per brangus. Neseniai paskelbtame dokumente nustatyta, kad vandens dalijimo elektrolizatoriai naudojami saulės energija gali važiuoti šešis kartus aukščiau nei gamtinių dujų procesas, žinomas kaip garo metano riformingas.

Yra daug energetikos ekspertai kurie teigia, kad papildomos švarios versijos gamybos, saugojimo ir naudojimo sąnaudos ir sudėtingumas reiškia, kad ji niekada nepasieks ribinio naudojimo atvejų.

Tačiau gera žinia ta, kad pati elektra sudaro didžiulę sąnaudų dalį – daugiau nei 60 % ar daugiau – ir vėlgi, atsinaujinančios energijos sąnaudos sparčiai mažėja. Tuo tarpu pačių elektrolizatorių kaštai yra prognozuojami staigiai mažėti gamintojams didinant gamybą , ir vystosi įvairios tyrimų grupės pažangios technologijos versijos .

Praėjusių metų pradžioje Nature Energy dokumente nustatyta, kad jei rinkos tendencijos tęsis, žalias vandenilis per dešimtmetį galėtų būti ekonomiškai konkurencingas pramoniniu mastu . Panašiai Tarptautinė energetikos agentūra prognozuoja, kad išlaidos švaraus vandenilio kiekis iki 2030 m. sumažės 30 proc .

Voestalpine H2FUTURE žaliojo vandenilio gamykla Lince, Austrijoje.

VOESTALPINE

Žaliasis vandenilis jau gali būti beveik įperkamas kai kuriose vietose, kur perteklinės atsinaujinančios energijos gamybos laikotarpiai sumažina elektros energijos sąnaudas iki beveik nulio. Praėjusį mėnesį paskelbtame tyrimo pranešime Morgan Stanley analitikai rašė, kad žaliųjų vandenilio įrenginių įrengimas šalia pagrindinių vėjo jėgainių JAV vidurio vakaruose ir Teksase galėtų kad degalų sąnaudos būtų konkurencingos per dvejus metus .

KAM birželio mėnesio studija JAV nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija nustatė, kad gali būti arčiau amžiaus vidurio, kol vandenilis taps pati prieinamiausia technologija ilgalaikiam saugojimui tinkle. Tačiau kadangi svyruojantys atsinaujinantys energijos šaltiniai, pvz., saulės ir vėjo, tampa dominuojančiu elektros energijos šaltiniu, komunalinės paslaugos turės sukaupti pakankamai energijos, kad tinklas veiktų patikimai ne tik kelias valandas, bet ir kelias dienas ar net savaites tam tikrais mėnesiais, kai tie ištekliai ženkliai ženklinami.

Vandenilis šiame scenarijuje šviečia, palyginti su kitomis saugojimo technologijomis, nes talpos padidinimas yra gana pigus, sako Joshua Eichman, laboratorijos vyresnysis mokslinis inžinierius ir tyrimo bendraautoris. Norėdami pailginti laiką, per kurį baterijos gali patikimai tiekti elektrą, turite jų sukrauti vis daugiau ir padauginti kiekvieno brangaus komponento kainą. Jis sako, kad naudojant vandenilį tereikia pastatyti didesnį rezervuarą arba panaudoti gilesnę požeminę urvą.

Vandenilio panaudojimas

Kad vandenilis visiškai pakeistų anglį išskiriantį kurą, turėtume pertvarkyti savo infrastruktūrą, kad galėtume jį platinti, saugoti ir naudoti. Turėtume gaminti transporto priemones ir laivus su kuro elementais, kurie vandenilį paverčia elektra, taip pat degalines prie uostų ir kelių. Ir mums reikės sukrauti kuro elementus arba statyti arba modifikuoti jėgainės, kurios kurą naudotų tiesiogiai tinklui maitinti.

Visa tai pareikalaus daug laiko ir pinigų.

Tačiau yra ir kitas scenarijus, kuris apeina arba atideda didžiąją šios infrastruktūros dalies remontą. Kai turite vandenilį, gana paprasta jį sujungti su anglies monoksidu, kad būtų pagamintos sintetinės degalų versijos, kurios jau naudojamos mūsų automobiliams, sunkvežimiams, laivams ir lėktuvams. Pramoninis procesas, skirtas tai padaryti, yra šimtmečio senumo, o naftos stokojančios šalys įvairiais laikais jį naudojo kuro gamybai iš anglies ar gamtinių dujų.

„Carbon Engineering“ bandomoji gamykla Squamish mieste, Britų Kolumbijoje.

ANGLIES INŽINERIJA

„Carbon Engineering“, įsikūrusi Squamish mieste, Britų Kolumbijoje, kuria įrenginius, kurie surenka anglies dioksidą iš oro. Bendrovė planuoja jį derinti su be anglies vandeniliu, kad pagamintų sintetinį kurą. Idėja yra ta, kad kuras bus neutralus anglies dioksido, išskiriant ne daugiau anglies dioksido, nei buvo pašalinta arba pagaminta proceso metu.

A pranešimas Kodekso konferencijoje praėjusių metų pabaigoje , Carbon Engineering įkūrėjas ir Harvardo profesorius Davidas Keithas teigė, kad mažėjančios saulės energijos kainos 2020-ųjų viduryje turėtų sudaryti sąlygas į rinką tiekti orą į kurą už maždaug 1 USD už litrą (apie 4 USD už galoną) ir kad kaina toliau didės. kristi iš ten.

Didžiosios naujienos yra tai, kad tai gali būti padaryta netrukus prasidėjus prekinei techninei įrangai, sakė jis. Manau, kad netrukus po 2030 m. galėtumėte pasiekti maždaug milijoną barelių per dieną sintetinių angliavandenilių pajėgumo iš oro į kurą, o po to nebus jokios akivaizdžios mastelio ribos.

Tiesą sakant, šis procesas suteikia galimybę trumpalaikę, svyruojančią saulės energiją paversti nuolat saugomu kuru, kuris gali užpildyti bet kurios mūsų mašinos bakus. Čia kalbama apie energijos kelią, kaip … spręsti pertrūkių problemą ir išspręsti ją tokiu būdu, kuris leistų patenkinti didelio energijos tankio poreikius visame pasaulyje; leidžia skristi lėktuvais per Šiaurės Atlantą, sakė Keithas.

paslėpti