Elon Musk, a Tesla vezérigazgatója int, amikor megérkezik a berlini Axel Springer díjátadó ünnepségre. … [+]
POOL / AFP a Getty Images segítségével
A kontextus a fosszilis energiáról a megújuló energiaforrásokra való átállásban van. Ennek egyik kulcsfontosságú aspektusa a benzin- vagy dízelmotoros járműveken történő szállítás, valamint az akkumulátorral vagy hidrogénnel hajtott villanymotorokra való átállás. A fosszilis tüzelőanyag-iparnak aggódnia kell a fenntartható közlekedés hatékonysága és költsége miatt, mert ez határozza meg az átmenet sebességét, amely valószínűleg hatással lesz az olajtermelés hanyatlására, és talán magát az olaj- és gázipart is.
Elon Musk ismeri az akkumulátorokat. Ő építi meg őket: autók és teherautók meghajtására az egyik könyvemelőnél, a másik könyvvégen pedig a hálózat méretű behemótokra, amelyek több száz otthon és kereskedelmi vállalkozás elektromos energiáját tárolják és stabilizálják.
Múlt héten, 12. május 2022-én - mondta Musk A hidrogén „a leghülyébb dolog, amit el tudok képzelni energiatárolásra”. Nem ez az első eset, hiszen Musk az elmúlt években is tett hasonló negatív megjegyzéseket. Néhány évvel ezelőtt Musk azt mondta újságíróknak, hogy a hidrogénes üzemanyagcellák „rendkívül ostobák”.
A buta hidrogéntároló megjegyzés elsöprő kijelentés volt. Musk a villamos energia hálózati méretű tárolására utalt? Vagy az elektromos járművek tárolására – elektromos járművek, például teherautók és buszok? Vagy mindkettő?
Vessünk egy mélyebb pillantást a hidrogénenergia alkalmazásaira és szerepére a villamos energia tárolásában, szemben az akkumulátorokkal.
A Big-Battery a Hornsdale Power Reserve-ben Dél-Ausztráliában.
David Box
A hidrogén rácsméretű tárolása.
Első pillantásra úgy tűnik, hogy Musk a hálózati méretű villamosenergia-tárolásról beszélt, mert hatalmas tartályok folyékony vagy gáz halmazállapotú hidrogén üzemanyaggal, amelyekre szükség lenne a hidrogén tárolására. Újabb jelentés támogatja ezt.
De ne felejtsd el a Tesla nagy akkumulátorait
Az akkumulátor tárolja és stabilizálja a szélerőművek energiáját, amelyek Dél-Ausztráliában szinte szén-dioxid-mentessé teszik az áramot. Az akkumulátor 8,000 házat képes ellátni 24 órán keresztül, vagy több mint 30,000 XNUMX házat egy órán keresztül.
De Musk talán a hidrogénről beszélt, mint az autók és teherautók energiaforrásáról…
Hidrogén energia személygépkocsik és teherautók elektromos járművekhez.
Az elektromos járművek messze leggyakoribb energiaforrása az akkumulátorokban tárolt elektromosság.
Az elektromos áram azonban kémiai tüzelőanyag-cellából nyerhető, amelyben a hidrogén reakcióba lép oxigénnel egy akkumulátorszerű cellában, elektromos áramot és vizet termelve. Sok különböző típusú üzemanyagcella létezik. A hidrogén azonban gyúlékony, és tüzet vagy robbanást okozhat. Az üzemanyagcella veszélyes lehet, különösen, ha egy elektromos autó összeomlik.
A hidrogén üzemanyagcellák bizonyos előnyökkel rendelkeznek: (1) sokkal nagyobb energiatároló sűrűség, mint a lítium-ion akkumulátorok, (2) nagyobb hatótávolság, (3) könnyebbek és kevesebb helyet foglalnak, valamint (4) sokkal rövidebb az újratöltési idő.
Egy zavarba ejtő Twitter-kommentben, ez év április 1-jén – jelentette be Musk hogy hidrogén üzemanyagcellát használó Tesla autókat mutat be. Ez okos áprilisi tréfának tűnik.
Az elektromos járművek akkumulátorainak alapvető előnyei és hátrányai a hidrogén üzemanyagcellákkal szemben dokumentálták. Íme egy összefoglaló:
„Egy modern autóakkumulátor 250 wattóra energiát képes tárolni minden kilogramm lítium-ionra számítva. Eközben egy kilogramm hidrogénben 33,200 100 wattóra van kilónként. Nem, ez nem hiba. Igen, a hidrogén több mint XNUMX-szor olyan energiasűrű, mint egy lítium-ion akkumulátor.”
„Az akkumulátoros elektromos járművek fenomenálisan hatékonyak. Modelltől függően körülbelül 70-80 százalékos kúttól-kerékig hatásfokkal büszkélkedhetnek. Összehasonlításképpen: a hidrogén üzemanyagcellás elektromos jármű (FCEV) rendkívül takarékos, és az általános hatásfoka körülbelül 30-35 százalék… Az a tény, hogy az elektromosságot csak hidrogénné alakítani, majd vissza kell alakítani, soha nem lesz jó. ugyanolyan hatékony, mint az akkumulátor közvetlen táplálása.”
A jelentés szerint a rövidebb tankolási idő az, ami a hidrogén üzemanyagcellákat takarít meg. A jelenlegi töltőállomásokon körülbelül 6 óra szükséges egy 500 mérföldes hatótávolságú akkumulátoros félpótkocsi tankolásához. De a Toyotának és a Kenworth-nek már vannak hidrogénes félpótkocsii, amelyeket 15 perc alatt meg lehet tankolni. Ez egy változás a nulla szén-dioxid-kibocsátású hosszú távú teherszállításban.
Hyzon hidrogén teherautók.
Bár a lítium-ion akkumulátorok jelentik az utasszállító és más könnyű elektromos járművek kereskedelmi piacát, a hidrogénenergiát tesztelik a hosszú távú szállításhoz, könnyebb meghajtórendszerrel.
A Hyzon Motors egy cég a New York állambeli Rochesterben üzemanyagcellákat fejleszt és teherautókat épít. 20 éves kutatás után a Hyzon olyan üzemanyagcellás kötegekkel állt elő, amelyek a világon a legnagyobb teljesítményűek, körülbelül felével könnyebbek és fele olcsóbbak.
A kísérleti teherautók várhatóan még ebben az évben, 2022-ben indulnak útnak. A legkisebb teherautó esetében 5 hidrogénpalack tárolható egyetlen állványon. A második változatot 10 hidrogénpalack befogadására tervezték hosszabb utakhoz.
Egyéb igények a hidrogén üzemanyagra.
A fosszilis energiákról a megújuló energiaforrásokra való átállás során léteznek úgynevezett nehezen leépíthető ágazatok, amelyeket nem lehet egykönnyen villamos energiával ellátni zöldáram felhasználására.
A hosszú távú teherautók, repülőgépek és hajók mellett olyan esetek, amikor az akkumulátorok túl nagyok vagy túl nehézek lennének a szállításhoz. A hidrogén körülbelül háromszor annyi energiát tartalmaz kilogrammonként dízelben vagy benzinben.
Az ipari széntüzelésű kemencék túl melegek vagy túl drágák ahhoz, hogy zöld árammal fűtsék őket. Szén, olaj vagy földgáz helyett a hidrogén működhet üzemanyagként, hogy biztosítsa a nagyolvasztókban szükséges hatalmas hőt zöld acél létrehozásához. A svéd acélgyártó SSAB AB a Volvo Cars-szal együttműködve fosszilis mentes acélt fejleszt. A Volvo lesz az első autógyártó cég, amely zöldacélt tesztel és használ koncepcióautókban. A zöldacél kereskedelmi gyártása a tervek szerint 2026-ban kezdődik.
Zöld kontra kék hidrogén.
A zöld hidrogént víz elektrolízisével állítják elő, de ez nem hatékony. Musk szerint, a szükséges energia mennyisége – ideális esetben zöld áram, plusz energia a hidrogén összenyomásához és cseppfolyósításához – megdöbbentő.
A kék hidrogén metángázból előállított alternatív forma. A ma előállított hidrogén 99%-a kék hidrogén, mert sokkal olcsóbb, mint a zöld hidrogén. Ez azonban téves feltevés, ha szén-dioxid-mentes megoldásként kínálják az üzemanyag- vagy energiatároláshoz.
A metángázt nyersanyagként használják a kék hidrogén előállításához. A metán gáz- vagy olajkutak fúrásából és repesztéséből származik, ahol a gázfáklyázás és a kutakban és csővezetékekben történő metánszivárgás jelentősen hozzájárulhat a globális felmelegedéshez. Tehát egy szénsavas fosszilis energiát használnak fel szénmentes hidrogén előállítására energiából.
De nem teljesen szénmentes, mivel a metán kémiai bomlása hidrogénhez és egy melléktermékhez, a CO2-hoz vezet, amely maga is az üvegházhatást okozó gázok (ÜHG) fő eleme, amelyet ártalmatlanítani kell.
A két negatív között egy szénmentes tüzelőanyag található, amely elégetve csak vizet termel. A folyamat javításának egyik módja az, ha a metán alapanyagot biogázforrásokból, például hulladéklerakókból vagy tehéntrágyából nyerik.
A hidrogén hordozható.
A Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) egy másik előnyre mutatott rá a hidrogén tárolásáról. Folyadékként kompakt, és nagy távolságokra is gondosan szállítható. Például az olyan országok, mint Ausztrália, ahol nagy mennyiségű megújuló nap- és szélenergia áll rendelkezésre, elektrolízissel hidrogént állíthatnak elő, és tartályhajókon szállíthatják Délkelet-Ázsia energiahiányos városaiba.
BayoTech hidrogéngenerátor Albuquerque-ben, Új-Mexikóban.
BayoTech
Hidrogéntermelés Új-Mexikóban
A BayoTech egy olyan cég, amely valójában hidrogén üzemanyagot termel Új-Mexikóban. A BayoGas Hub egy kisebb és hatékonyabb generátorra támaszkodik, amely olcsóbbá teszi a hidrogént és kisebb szénlábnyommal, mint a nagy központosított üzemek, amelyek hidrogént szállítanak a vegyipari gyártóknak és finomítóknak.
A nyersanyag lehet tiszta földgáz vagy más megújuló biogázforrás, amely szén-negatív hidrogént képes előállítani.
2022-ben három hidrogénközpontot telepítenek az Egyesült Államokban, és a tervek szerint a hálózatot kiterjesztik az Egyesült Királyságra és világszerte. A BayoTech hálózatának mindegyik hidrogénközpontja 1-5 tonna hidrogént termel naponta. A hidrogént helyben szállítják gázpalackokat szállító nagynyomású szállítókocsikon.
Tömegközlekedési terveikhez az illinoisi Champaign-Urbana városának egyre növekvő flottája van hibrid és hidrogén üzemanyagcellás elektromos buszokból. A város 2021-ben két hidrogén-üzemanyagcellás buszt telepített.
Mielőtt a helyszíni hidrogéngenerátor elkészült volna. A BayoTech szolgáltatást kérték hordozható hidrogén nagynyomású szállító teherautókban, amelyek feltöltötték az üzemanyagcellákat, hogy az alkalmazottak tesztelhessék a buszokat.
A BayoTech szerint a hidrogénüzemanyagcellás buszok ugyanolyan jól teljesítenek, mint a hagyományos dízelbuszok, de nulla kipufogógáz-kibocsátással. Az akkumulátoros villanymotorokkal szembeni előnyök közé tartozik a 300 mérföldes hatótáv, a mindössze 10 perces tankolási idő és az akár 100 busz befogadására alkalmas üzemanyagtöltő állomások.
Figyelemre méltó, hogy a 8-es infrastruktúratörvényben nagy összeget – 2021 milliárd dollárt – különítettek el a tisztaság megteremtésére. hidrogén-agyak, közülük legalább négyen, az USA-ban.
A BP hidrogén-víziója Teesside-ben, Egyesült Királyságban.
2020-ban a bp újra feltalálta magát integrált vállalatként, amint azt a 2020-as Energy Outlook összefoglalja.
Legújabb megújuló vállalkozásuk a Teesside hidrogén, amely Anglia északkeleti partvidékén található ipari csomópontra utal.
A a vízió Teesside-nak szól hogy a légi közlekedés, a hajózás és a nehéz tehergépjárművek jelentős hidrogén-központjává váljon – minden olyan ágazatban, ahol nehéz az akkumulátort használni. De a koncepció magában foglalná a nehezen leépülő iparágak, például a cement- és acélgyártás energiaellátását is.
Az eredeti terv, az úgynevezett H2Teesside, az volt, hogy generáljon kék hidrogén a metán, a CH4 lebontásával, míg a CO2 kéttermékét a CCS nevű folyamat felfogja és az óceán alá temeti.
A legutóbbi HyGreen hozzáadása a vizet elektrolizálná zöld hidrogén és oxigén. Ez drágább az elektrolízis és a tiszta elektromosság költsége miatt, ha ilyeneket használnak.
Bp-nek van megállapodást írt alá Daivel
A bp-i Teesside projektek összhangban vannak az Egyesült Királyság kormányának céljaival. A HyGreen és a H2Teesside együttesen 1.5 GW hidrogéntermelést termelhetne, és a kormány által 30-ra kitűzött 5 GW-os 2030%-ot biztosítaná.
Elvihető ételek.
Két nagy negatívum van, amely hátrányosan érinti a kék hidrogén előnyeit, és jelentős szénlábnyomot hagy maga után. A zöld hidrogén jelenleg túl drága.
Szerint Rystad Energy, egy megfizethető és környezetbarátabb hidrogénüzemanyag-ipar, amely jelenleg drága, túl kevés lesz. 2050-re a globális energiának csak 7%-a lesz hidrogén, amely a légi közlekedés, a hajózás, valamint a fém- és vegyipari gyárak üzemanyag-ellátására szolgáló résipar kiszolgálására szolgál majd.
Annak ellenére, hogy Rystad korlátozott előrejelzései vannak a hidrogén jövőjével kapcsolatban, és Elon Musk elítéli a hidrogént mint energiatárolót, úgy tűnik, hogy a hidrogén aktív szerepet fog játszani az energia tárolásában.
A kis és nagy léptékű hidrogénprojektek tervezési szakaszban vannak, vagy már működnek, és a további innováció megerősíti a hidrogén értékét az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövő réselemeként.
Forrás: https://www.forbes.com/sites/ianpalmer/2022/05/15/is-elon-musk-right-or-wrong-to-dismiss-hydrogen-as-a-storage-for-energy/