Gospodarstvo vodika bo kmalu pripravljeno za vzlet, vključno z letali in elektrarnami

Ali ima letalski sektor glavo v oblakih? Strokovnjaki si res močno prizadevajo, da bi vodik postal trajnostno letalsko gorivo.

Glede na širitev davčnih olajšav za proizvodnjo in sredstev za regionalna vodikova vozlišča se zaloge vodika povečujejo. Njegove možnosti so v industriji, ki jo je težko razogljičiti, ali stvareh, ki jih ni mogoče hitro elektrificirati. To velja za letala, vlake, ladje in tovornjake za dolge razdalje. Električni generatorji lahko delujejo tudi na mešanico vodika in zemeljskega plina.

»Vidimo, da tehnologija prihaja in stroški padajo. Cena zemeljskega plina je nižja od današnje cene vodika,« pravi Judith Judson, vodja vodika pri National Grid, na spletnem seminarju, ki ga gosti Naša energetska politika. »Toda z davčnimi olajšavami se gospodarstvo premika v pravo smer. Tako kot veter in sonce bodo cene padle. Pri doseganju naših ničelnih ciljev ima vodik pomembno vlogo. Naš cilj je videti zeleni vodik, proizveden iz obnovljive energije. Fosilna goriva nameravamo odpraviti, vendar želimo to storiti po dostopni ceni.«

Trajnostna letalska goriva, pridobljena iz zelenega vodika, so lahko dolg let, vendar bo to letalo vzletelo v 15 do 25 letih. Razmislite Delta Airlines: Generalni direktorat za goriva s sedežem v Louisiani mu dobavlja 385 milijonov galon s 75–85 % manj emisij toplogrednih plinov v življenjskem ciklu kot običajno reaktivno gorivo.

Različne oblike obnovljive energije sestavljajo trajnostna letalska goriva. To vključuje živilske odpadke, živalske odpadke in blato iz čistilnih naprav, ki se zlahka mešajo z reaktivnimi gorivi. Ameriško ministrstvo za energijo pravi, da je lahko njegov ogljični odtis 165 % manjši od letalskega goriva na osnovi nafte. Študija Clean Sky 2 in Fuel Cells & Hydrogen 2 pravi, da bi letala na vodikov pogon lahko bila pripravljena za polet že leta 2035, čeprav bi bilo leto 2050 morda bolj izvedljivo za daljše lete.

Azul Airlines, British Airways, Jet Blue, KLM, Lufthansa, Scandinavian Airlines, United Airlines, Virgin Australia in Virgin Atlantic so že uporabljali biogoriva za komercialne lete. Kar zadeva Jet Blue, uporablja trajnostno letalsko gorivo v svojem vozlišču na mednarodnem letališču v Los Angelesu. Sodeluje s podjetjema World Energy in World Fuel ServicesINT
da bi dobili trajnostno letalsko gorivo.

»Naš končni cilj je doseči podnebno nevtralno letalstvo do leta 2050. Uresničitev te ambicije zahteva brezhibno integracijo vrste pomembnih novih tehnoloških dosežkov, med katerimi so letala na vodikov pogon,« pravi Axel Krein, izvršni direktor podjetja Skupno podjetje Čisto nebo 2.

Od letaliških vozlišč do vodikovih vozlišč

Poleg olajšav za davek na proizvodnjo, ki jih zagotavlja zakon o zmanjševanju inflacije, dvostranski zakon o infrastrukturi, sprejet pred enim letom, vključuje do 7 milijard dolarjev za vzpostavitev med 6 in 10 regionalna vodikova vozlišča po vsej državi. Cilj je ustvariti mrežo proizvajalcev vodika in industrijskih porabnikov z medsebojno povezano infrastrukturo za pospešitev uporabe čistega vodika – del načrta Bele hiše, da do leta 2050 doseže cilje neto nič.

Vozlišča želijo na primer optimizirati moč vsake regije – sestavljeno iz njihovih naravnih virov in njihove industrijske baze. Nekatere regije so bogate z zemeljskim plinom, medtem ko imajo druge veliko potenciala sončne in vetrne energije. Hkrati morajo biti podjetja pripravljena na nakup pridobljenega vodika. Ključnega pomena za prizadevanje: pretvorba podedovane infrastrukture in gradnja novih cevovodov.

"Regulativno okolje je ključnega pomena," je med programom dejal Thomas Green, sodelavec oddelka za tehnologijo vodikovih gorivnih celic ministrstva za energijo. "Moramo zmanjšati ovire in zagotoviti sodelovanje zainteresiranih strani, hkrati pa zagotoviti najvišjo stopnjo okoljske zvestobe."

Danes 99 % vsega vodika nastane v reakcijah, ki vključujejo premog in zemeljski plin, ki se šteje za "sivi vodik", ki ne omejuje emisij CO2. Cilj je proizvajati vodik iz virov energije z nizkimi emisijami ogljika – zelenega vodika – in razširiti njegovo uporabo v sektorju transporta in proizvodnje električne energije. V svoji Obeti za gospodarstvo vodika, Bloomberg New Energy Finance pravi, da bi lahko do leta 24 zadostil 2050 % svetovnega povpraševanja po energiji, hkrati pa zmanjšal raven CO2 za 34 %.

Da bi se to zgodilo, mora cena zelenega vodika pasti. Ministrstvo za energijo sprejema an "Earthshot," lansiran junija 2021. Prizadeva si znižati stroške čistega vodika za 80 % na 1 USD na 1 kilogram v 1 desetletju. Trenutno vodik iz obnovljivih virov energije stane približno 5 dolarjev na kilogram. Če je program uspešen in cena pade, potencial nima meja: proizvodnja jekla, čisti amoniak, shranjevanje energije in težki tovornjaki, pravi agencija.

Zagotavljanje raketnega goriva

Judson iz National Grid pravi, da bi bilo njeno komunalno podjetje korporativni kupec vodikovega goriva. Pomagal bi uravnotežiti ponudbo in povpraševanje, kar bi koristilo odjemalcem električne energije. Pravi, da bi lahko vodik in obnovljiv zemeljski plin, pridobljen iz organskih odpadkov, zmešali in tako poganjali plinske turbine, medtem ko bi uporabljali obstoječe žice in transformatorske postaje.

Vodik se lahko uporablja v gorivnih celicah za pridobivanje energije – kemični proces, ki loči vodik od kisika. Ni emisij - samo vodna para. kako Na primer, sončna energija, shranjena v baterijah, poteka skozi elektrolizator, da se ustvari čisti vodikov plin. Medtem ko so se stroški sončne energije v 85 letih znižali za 10 %, je zdaj poudarek na doseganju ekonomije obsega za elektrolizerje.

Medtem ko je mogoče vodik vbrizgati neposredno v obstoječe turbine na zemeljski plin ali cevovode, ki vodijo, je stopnja mešanja le 20 %. The Projekt Intermountain Power v Utahu spreminja elektrarno na premog v elektrarno na zemeljski plin s kombiniranim ciklom, ustvarja čisto obliko zelenega vodika in jo prenaša v Los Angeles.

Po vsej državi je nameščenih 550 megavatov gorivnih celic, pravi Connor Dolan, podpredsednik za zunanje zadeve Združenja za gorivne celice in vodikovo energijo. Uporabniki so kritične fakultete, ki si ne morejo privoščiti izgube električne energije kadar koli: podatkovni centri in bolnišnice, če naštejemo dve. MicrosoftMSFT
Corp. želi svoje nove podatkovne centre napajati z vodikom. Stroški za to so visoki, vendar se bodo te cene znižale.

Vodikova vozlišča so bistvena za doseganje ekonomije obsega. "To bo pripomoglo k enakosti stroškov in spodbudilo sprejetje," pravi Dolan med spletnim seminarjem. "Videli bomo vodik za izvoz iz ZDA. Videli bi ogromno količino domače proizvodnje in morda bi imeli presežek za pošiljanje po vsem svetu."

Prihajajo letala, vlaki in avtomobili. Honda, Hyundai in Toyota ustvarjajo avtomobile na gorivne celice, medtem ko FedEx ExpressEXPR
upravlja dostavni tovornjak na vodik v zvezni državi New York z dosegom 240 kilometrov. Toda več kot 20,000 viličarjev na vodikov pogon je že tukaj in jih uporabljajo podjetja, kot je WalmartWMT
in TargetTGT
.

Temelji so postavljeni in javne politike so vzpostavljene, kar zagotavlja raketno gorivo za nastajajoče gospodarstvo s pogonom na vodik.

Tudi tega avtorja:

Prihajajo električni reaktivci

Zeleni vodik je korak bližje

EV ali avtomobili na vodik?