Генеральны дырэктар Tesla Ілон Маск жэстам прыбывае на цырымонію ўручэння прэміі Axel Springer Awards у Берліне, ... [+]
POOL / AFP праз Getty Images
Кантэкст пераходзіць ад выкапнёвай энергіі да аднаўляльных крыніц. Адным з ключавых аспектаў гэтага з'яўляецца транспарціроўка на бензінавых або дызельных аўтамабілях і пераход на электрарухавікі, якія прыводзяць у рух батарэі або вадарод. Прамысловасць выкапнёвага паліва павінна быць заклапочана эфектыўнасцю і коштам устойлівага транспарту, таму што гэта будзе вызначаць хуткасць пераходу, які, верагодна, паўплывае на зніжэнне здабычы нафты і, магчыма, на саму нафтагазавую прамысловасць.
Ілон Маск ведае батарэі. Ён стварае іх: каб прывесці ў рух аўтамабілі і грузавікі, на адным падстаўцы для кніг, да сеткавых бегемотаў, якія захоўваюць і стабілізуюць электраэнергію для сотняў дамоў і камерцыйных прадпрыемстваў, на другім падстаўцы для кніг.
На мінулым тыдні, 12 мая 2022 г., Мускус сказаў вадарод "гэта самая дурная рэч, якую я мог сабе ўявіць для назапашвання энергіі". Гэта не першы раз, бо Маск рабіў падобныя негатыўныя каментарыі ў апошнія гады. Некалькі гадоў таму Маск сказаў журналістам, што вадародныя паліўныя элементы былі «надзвычай дурнымі».
Тупы каментар аб захоўванні вадароду быў размашыстым заявай. Маск меў на ўвазе назапашванне электраэнергіі ў сетцы? Або на захоўванне ў электрамабілях - такіх як легкавыя аўтамабілі, грузавікі і аўтобусы? Ці абодва?
Давайце больш глыбока разгледзім прымяненне вадароднай энергіі і яе ролю ў назапашванні электрычнасці ў адрозненне ад батарэй.
Вялікая батарэя ў запасе энергіі Хорнсдейла ў Паўднёвай Аўстраліі.
Дэвід Бокс
Сеткавае захоўванне вадароду.
На першы погляд здаецца, што Маск казаў пра назапашванне электраэнергіі ў сеткавым маштабе, таму што ён казаў пра велізарныя рэзервуары з вадкім або газападобным вадародным палівам, якое спатрэбіцца для захоўвання вадароду. Яшчэ адзін даклад падтрымлівае гэта.
Але не забывайце пра вялікія батарэі, што Tesla
Батарэя назапашвае і стабілізуе энергію ад ветравых электрастанцый, якія выпрацоўваюць электрычнасць у Паўднёвай Аўстраліі амаль без вугляроду. Батарэя можа сілкаваць 8,000 24 дамоў на працягу 30,000 гадзін або больш за XNUMX XNUMX дамоў на працягу адной гадзіны.
Але Маск, магчыма, казаў пра вадарод як крыніцу энергіі ў аўтамабілях і грузавіках ...
Вадародная энергія для аўтамабіляў і грузавікоў.
Безумоўна, найбольш распаўсюджанай крыніцай энергіі для EV з'яўляецца электрычнасць, якая захоўваецца ў батарэях.
Але электрычнасць можа быць атрымана з хімічнага паліўнага элемента, у якім вадарод уступае ў рэакцыю з кіслародам у батарэі, якая вырабляе электрычнасць і ваду. Існуе мноства розных тыпаў паліўных элементаў. Але вадарод вогненебяспечны і можа выклікаць пажар або выбух. Паліўны элемент можа быць небяспечны, асабліва ў выпадку аварыі EV.
Вадародныя паліўныя элементы маюць пэўныя перавагі: (1) значна большая шчыльнасць назапашвання энергіі, чым літый-іённыя батарэі, (2) большы запас ходу, (3) лягчэй і займаюць менш месца і (4) значна меншы час падзарадкі.
У незразумелым каментарыі ў Twitter 1 красавіка гэтага года — абвясціў Маск што ён прадставіць аўтамабілі Tesla, якія выкарыстоўваюць вадародныя паліўныя элементы. Здаецца, гэта спрытны першакрасавіцкі жарт.
Істотныя плюсы і мінусы батарэй EV у параўнанні з вадароднымі паліўнымі элементамі былі задакументаваныя. Вось рэзюмэ:
«Сучасны аўтамабільны акумулятар можа захоўваць 250 ват-гадзін энергіі на кожны кілаграм літый-іённага батарэі. У той жа час кілаграм вадароду мае 33,200 100 гэтых ват-гадзін на кілаграм. Не, гэта не памылка. Так, вадарод больш чым у XNUMX разоў больш энергаёмісты, чым літый-іённы акумулятар».
«Акумулятарныя электрамабілі фенаменальна эфектыўныя. У залежнасці ад мадэлі, яны могуць пахваліцца эфектыўнасцю ад свідравіны да колы ад 70 да 80 працэнтаў. Для параўнання, электрамабіль на вадародных паліўных элементах (FCEV) з'яўляецца станоўча эканомным, з агульнай эфектыўнасцю дзесьці каля 30-35 працэнтаў ... Факт застаецца фактам, што пераўтварэнне электрычнасці ў вадарод толькі для таго, каб потым пераўтварыць яго назад, ніколі не будзе. гэтак жа эфектыўна, як непасрэднае харчаванне ад батарэі».
Згодна з гэтым дакладам, меншы час запраўкі эканоміць вадародныя паліўныя элементы. Цяперашнім зарадным станцыям патрабуецца каля 6 гадзін, каб заправіць паўпрычэп з акумулятарным рухам 500 міль. Але ў Toyota і Kenworth ужо ёсць вадародныя паўпрычэпы, якія можна заправіць за 15 хвілін. Гэта змена рэжыму для перавозак на далёкія адлегласці з нулявым выкідам вугляроду.
Вадародныя грузавікі ад Hyzon.
Нягледзячы на тое, што літый-іённыя батарэі з'яўляюцца камерцыйным рынкам для пасажырскіх і іншых лёгкіх EV, вадародная энергія праходзіць выпрабаванні для перавозак на далёкія адлегласці з больш лёгкай сілавой сістэмай.
Hyzon Motors - гэта кампанія ў Рочэстэры, штат Нью-Ёрк распрацоўвае паліўныя элементы і вырабляе грузавікі. Пасля 20 гадоў даследаванняў Hyzon прыдумаў стэкі паліўных элементаў, якія маюць самую высокую магутнасць у свеце, меншы па вазе прыкладна ўдвая і таннейшыя ўдвая.
Чакаецца, што пілотныя грузавікі з'явяцца на дарогах да гэтага, 2022 года. Для самага маленькага грузавіка на адным стэлажы можна захоўваць 5 вадародных балонаў. Другая версія разлічана на 10 вадародных балонаў для працяглых паездак.
Іншыя патрэбы ў вадародным паліве.
Пры пераходзе ад выкапнёвай энергіі да аднаўляльных крыніц існуюць так званыя сектары, якія цяжка паменшыць, якія немагчыма лёгка электрыфікаваць для выкарыстання зялёнай электраэнергіі.
А таксама дальнабойныя грузавікі, самалёты і караблі - гэта выпадкі, калі батарэі занадта вялікія або занадта цяжкія для перавозкі. Вадарод змяшчае прыкладна ў тры разы больш энергіі на кілаграм дызельнага паліва або бензіну.
Прамысловыя печы, якія працуюць на вугалі, занадта гарачыя або занадта дарагія, каб іх ацяпляць зялёнай электрычнасцю. Замест вугалю, нафты або прыроднага газу вадарод можа працаваць у якасці паліва, каб забяспечыць велізарнае цяпло, неабходнае ў даменных печах для стварэння зялёнай сталі. Шведскі вытворца сталі SSAB AB аб'ядноўваецца з Volvo Cars для распрацоўкі сталі без выкапняў. Volvo стане першай аўтамабільнай кампаніяй, якая пратэстуе і выкарыстоўвае зялёную сталь у канцэпт-кар. Камерцыйную вытворчасць зялёнай сталі плануецца пачаць у 2026 годзе.
Зялёны супраць сіняга вадароду.
Зялёны вадарод атрымліваецца шляхам электролізу вады, але гэта неэфектыўна. Па словах Маска, колькасць неабходнай энергіі - электрычнасць, якая ў ідэале павінна быць зялёнай плюс энергія для сціскання і звадкавання вадароду - ашаламляе.
Сіні вадарод - гэта альтэрнатыўная форма, вырабленая з газу метану. 99% вадароду, які вырабляецца сёння, - гэта блакітны вадарод, таму што ён значна таннейшы, чым зялёны. Але гэта памылковая перадумова, калі прапануецца ў якасці безвугляроднага рашэння для назапашвання паліва або энергіі.
Газ метан выкарыстоўваецца ў якасці сыравіны ў працэсе атрымання блакітнага вадароду. Метан паступае ў выніку свідравання і гидроразрыва газавых або нафтавых свідравін, дзе спальванне газу і ўцечка метану ў свідравінах і трубаправодах могуць значна спрыяць глабальнаму пацяпленню. Такім чынам, адна газаваная выкапнёвая энергія выкарыстоўваецца для атрымання безвугляроднага вадароду з энергіі.
Але гэта не зусім без вугляроду, бо хімічнае раскладанне метану прыводзіць да вадароду і пабочнага прадукту, CO2, які сам з'яўляецца асноўным парніковым газам (ПГ), які неабходна ўтылізаваць.
Паміж гэтымі двума мінусамі ляжыць безвугляроднае паліва, якое згарае, вырабляючы толькі ваду. Адным са спосабаў паляпшэння працэсу з'яўляецца атрыманне метану з крыніц біягазу, такіх як звалкі або каровіны гной, напрыклад.
Вадарод пераносны.
Міжнароднае энергетычнае агенцтва (МЭА) паказаў яшчэ адну перавагу захоўвання вадароду. Яго кампактны ў выглядзе вадкасці і яго можна з асцярожнасцю перавозіць на вялікія адлегласці. Напрыклад, такія краіны, як Аўстралія, якія маюць вялікія крыніцы сонечных і ветраных аднаўляльных крыніц энергіі, маглі б вырабляць вадарод шляхам электролізу і транспартаваць яго танкерамі ў энергаздольныя гарады Паўднёва-Усходняй Азіі.
Вадародны генератар BayoTech у Альбукерке, Нью-Мексіка.
BayoTech
Вытворчасць вадароду ў Нью-Мексіка
BayoTech - гэта кампанія, якая фактычна вырабляе вадароднае паліва у Нью-Мексіка. BayoGas Hub прэтэндуе на меншы і больш эфектыўны генератар, які робіць вадарод танней і з меншым вугляродным следам, чым буйныя цэнтралізаваныя заводы, якія дастаўляюць вадарод вытворцам хімічнай прамысловасці і нафтаперапрацоўчым заводам.
Сыравінай можа быць чысты прыродны газ або іншыя аднаўляльныя крыніцы біягазу, якія могуць выпрацоўваць вадарод з адмоўным вугляродам.
Тры вадародныя хабы разгортваюцца ў ЗША ў 2022 годзе з планамі пашырыць сетку ў Вялікабрытаніі і ва ўсім свеце. Кожны з вадародных хабаў у сетцы BayoTech вырабляе 1-5 тон вадароду кожны дзень. Вадарод дастаўляецца мясцова ў прычэпах высокага ціску, якія перавозяць газавыя балоны.
Для іх планаў масавага транспарту ў горадзе Шампейн-Урбана ў штаце Ілінойс расце парк электрычных аўтобусаў з гібрыдам і вадароднымі паліўнымі элементамі. У 2021 годзе горад разгарнуў два аўтобусы на вадародных паліўных элементах.
Да таго, як на месцы быў завершаны генератар вадароду. Для забеспячэння быў выкліканы BayoTech пераносны вадарод у грузавіках высокага ціску, якія зараджалі паліўныя элементы, каб супрацоўнікі маглі праверыць аўтобусы.
Па дадзеных BayoTech, аўтобусы на вадародных паліўных элементах працуюць гэтак жа, як і звычайныя дызельныя аўтобусы, але з нулявым выкідам ПГ. Перавагі перад электрычнымі рухавікамі з акумулятарнымі батарэямі ўключаюць запас ходу 300 міль, час запраўкі ўсяго 10 хвілін і запраўкі, якія могуць змясціць да 100 аўтобусаў.
Характэрна, што вялікая частка грошай - 8 мільярдаў даляраў - была прызначана ў Законе аб інфраструктуры 2021 года на стварэнне чыстай вадародныя хабы, мінімум чатыры з іх, па ўсёй тэрыторыі ЗША.
Вадароднае зрок BP у Цісайдзе, Вялікабрытанія.
У 2020 годзе bp ператварылася ў інтэграваную кампанію, як абагульнена ў яе Energy Outlook 2020.
Іх апошняе прадпрыемства па аднаўляльнай крыніцы энергіі - вадарод Teesside, які мае на ўвазе прамысловы цэнтр на паўночна-ўсходнім узбярэжжы Англіі.
,en бачанне для Teesside стаць буйным вадародным цэнтрам для транспарту ў авіяцыі, суднаходстве і цяжкіх грузавіках - усіх сектарах, дзе цяжка выкарыстоўваць батарэі. Але гэтая канцэпцыя таксама будзе ўключаць у сябе электраэнергію для такіх галін, якія цяжка змяншаць, такіх як цэмент і сталі.
Першапачатковы план, пад назвай H2Teesside, павінна было генеравацца сіні вадарод шляхам раскладання метану, CH4, у той час як пабочны прадукт CO2 будзе захоплены і пахаваны пад акіянам з дапамогай працэсу, які называецца CCS.
Нядаўняе даданне HyGreen будзе электролізаваць ваду зялёны вадарод і кісларод. Гэта даражэй з-за кошту электролізу і чыстай электрычнасці, калі яна выкарыстоўваецца.
Bp мае падпісалі паразуменне з Дай
Праекты bp Teesside звязваюцца з мэтамі ўрада Вялікабрытаніі. У сукупнасці HyGreen і H2Teesside могуць генераваць 1.5 ГВт вытворчасці вадароду і забяспечыць 30% ад зададзенага ўрадам 5 ГВт да 2030 года.
На вынас.
Ёсць два вялікіх мінуса, якія перашкаджаюць перавагам блакітнага вадароду і пакідаюць на ім значны вугляродны след. Зялёны вадарод цяпер занадта дарагі.
па Rystad Energy, даступная і больш экалагічная прамысловасць вадароднага паліва, якая цяпер дарагая, будзе занадта мала занадта позна. Да 2050 года толькі 7% сусветнай энергіі будзе прыпадаць на вадарод для абслугоўвання нішавай галіны для запраўкі авіяцыі, суднаходства, а таксама метала- і хімічных заводаў.
Нягледзячы на абмежаваныя прагнозы Рыстада на будучыню вадароду і асуджэнне Ілона Маска вадароду як сховішча энергіі, здаецца, што вадарод будзе гуляць актыўную ролю ў захоўванні энергіі.
Малыя і буйнамаштабныя вадародныя праекты знаходзяцца на стадыі планавання або ўжо працуюць, і далейшыя інавацыі ўмацуюць каштоўнасць вадароду як нішавага кампанента нізкавугляроднай будучыні.
Крыніца: https://www.forbes.com/sites/ianpalmer/2022/05/15/is-elon-musk-right-or-wrong-to-dismiss-hydrogen-as-a-storage-for-energy/