الاشتراك في تحديثات الأخبار اليومية من CleanTechnica على البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل!

ما الذي يجعل الهيدروجين المستخدم في النقل بالشاحنات يقود الباحثين إلى تكاليف منخفضة للغاية في كل فرصة؟ لقد حاولت الإجابة على هذا السؤال عدة مرات. في ألمانياومن الواضح أن gruppendenken - التفكير الجماعي - متورط في هذا الأمر. مع منظمات مثل ICCTيبدو أن هذه محاولة يائسة لجعل الهيدروجين يعمل، لأنهم يعتقدون أنه ضروري، مما يؤدي إلى الخطأ تلو الخطأ. هناك قضايا مختلفة تصيب الهيدروجين الآخر لتقارير الطاقة حيث تحب الاستشارات الكبرى DNV إنتاج تقارير سيئة للعملاء الذين يدفعون لهم للحصول على نتائج محددة، بغض النظر عن الواقع.

كنت أميل إلى توقع نتائج أفضل من المختبرات الوطنية الأمريكية، التي كانت في معظمها باحثين ومحللين أقوياء. لكن في الأشهر الأخيرة، أجد نفسي في حيرة من أمري بسبب بعض النتائج. قبل بضعة أسابيع أنا نظر خلال تقرير DOE NREL عن محطات التزود بالوقود الهيدروجيني في كاليفورنيا. وكانت البيانات هناك واضحة.

وكانت محطات التزود بالوقود بالكاد تستخدم حتى بأعلى أحجامها التاريخية، حيث بلغ متوسطها 54 كيلوجرامًا يوميًا لكل محطة خلال النصف الأول من عام 2021. ولم يذكر التقرير هذا الاستخدام المنخفض للغاية، لكنه احتفل بدلاً من ذلك بذروة استخدام بلغت 300 كيلوجرام يوميًا.

ظلت المحطات خارج الخدمة لمدة 2,000 ساعة أكثر مما كانت تضخ فيه الهيدروجين فعليًا، أي 20% أكثر من وقت التوقف عن الاستخدام الإنتاجي. لكن كان عليك البحث في البيانات وإجراء بعض العمليات الحسابية لمعرفة ذلك.

إذا كانت المحطات تعمل بكامل طاقتها، فمن المحتمل أن تكلف 30٪ من النفقات الرأسمالية لصيانتها سنويًا. تجاوزت تكاليف الصيانة 9 دولارات للكيلوغرام الواحد. ومرة أخرى، كانت البيانات موجودة، ولكن الاستنتاج كان مفقودًا في العمل.

لقد كان التقرير تحفة فنية في تضليل الناس الذين عُرض عليهم للاعتقاد بأن الأمور وردية في محطات التزود بالوقود الهيدروجيني في كاليفورنيا. والدليل على ذلك هو قيام شركة شل بترك المال على الطاولة، رفض 48 مليون دولار لبناء المزيد منها وإغلاق محطاتها السبع الحالية لتزويد المركبات الخفيفة بالوقود.

والآن يأتي تقرير جديد من المختبر الوطني للطاقة المتجددة بالولايات المتحدة الأمريكية (NREL)، وهو أحد أقسام وزارة الطاقة، وهو تقرير يحتوي على افتراضات رائعة. التكلفة المستوية للهيدروجين الموزع For المركبات الثقيلة سيكون ساخنًا في المطابع في مارس 2024. وهو يقدم صورة وردية لتكاليف الهيدروجين غير المكلفة.

هذا رسم تخطيطي مريح، أليس كذلك؟ وبمجرد التوسع في نقل الهيدروجين بالشاحنات، فإن تكلفة إعادة التزود بالوقود لن تتجاوز 6.5 دولار للكيلوغرام الواحد. وهذا أعلى قليلاً من سعر الديزل بمعدله الحالي في كاليفورنيا والذي يحوم حول 5 دولارات للغالون الواحد، وهو ما يعادل كمية الطاقة. وبالنظر إلى أن خلايا الوقود أكثر كفاءة من محركات الديزل، فهذا يعني في الواقع أن الهيدروجين سيكون أرخص كوقود للشاحنات من الديزل!

ولكن انتظر هناك المزيد.

نعم، وفقًا لدراسة NREL، سيكون الهيدروجين أرخص من الديزل بنفس الطاقة. حسنًا، تم حل المشكلة، فلنعد جميعًا إلى المنزل. يتم فرز النقل بالشاحنات.

نعم، ليس بهذه السرعة. ألقِ نظرة على الجزء العلوي من كل شريط من هذه الأشرطة، الجزء الذي يحتوي على 1.5 دولار. ما هذا؟

"... يفترض التحليل الحالي أن تكلفة إنتاج الهيدروجين الذي يتم تسليمه لاحقًا إلى محطات التزود بالوقود النموذجية لعام 2030 هي 1.50 دولار/كجم-هيدروجين"

هذه هي التكلفة الحالية لتصنيع الهيدروجين الرمادي لكل كيلوغرام في الولايات المتحدة من الغاز الطبيعي الرخيص في المنشآت الصناعية. وقد أتيحت لدراسة حكومية أمريكية في عام 2024 الفرصة لتحديد تكلفة مناسبة لتصنيع الهيدروجين منخفض الكربون وكفالة ذلك. وللتذكير، كان متوسط ​​صفقات الهيدروجين الأخضر في أوروبا اعتبارًا من عام 2024 هو 9.49 يورو للكيلوغرام الواحد أو 10.30 دولارًا. لا أحد يعتقد أن الهيدروجين منخفض الكربون سيكلف في الواقع 1.50 دولارًا للكيلوغرام الواحد في عام 2024، ومع ذلك فهو موجود في تقرير رسمي من NREL وهو يخفض نقطة السعر بشكل مصطنع.

مثل مجموعة بوسطن الاستشارية وذكرتإن الهيدروجين الأخضر في عام 2030 لن ينخفض ​​حتى إلى الرقم المتفق عليه مسبقًا ــ وهو الإجماع بين مدمني العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ومدمني الهوبيوم الأميين اقتصاديًا ــ وهو 3 يورو، ولكنه سيكون في حدود 5 إلى 8 يورو. ولا تزال النهاية السفلية لهذا النطاق متفائلة للغاية. توقعاتي، بعد دراسة التكلفة لتصنيع الهيدروجين في ثلاث قارات مع سيناريوهات متعددة، هي أن الهيدروجين الأخضر سيتراوح في المتوسط ​​بين 6 و8 دولارات للكيلوغرام الواحد، مع بعض القيم المتطرفة التي ستكون أقل وأعلى.

لكنه افتراض أسوأ من ذلك بالنسبة لإنتاج الهيدروجين في المحطات. وهذا شيء فعلته ICCT في دراستها المعيبة بشكل قاتل، ولكن حتى ICCT لم تخطئ في استخدام نقطة تكلفة قدرها 1.5 دولار للكيلوغرام الواحد.

احصل على بضعة دولارات شهريًا المساعدة في دعم التغطية المستقلة للتكنولوجيا النظيفة التي تساعد على تسريع ثورة التكنولوجيا النظيفة!

وستكون التكلفة الكاملة لتصنيع الهيدروجين بكميات أقل أعلى بكثير من تكلفة تصنيعه في المنشآت الصناعية لثلاثة أسباب. أولاً، ستظل محطة التزود بالوقود بحاجة إلى كل ما تبقى من المحطة، ولكنها ستكون مكونات صغيرة، غير متدرجة، ورخيصة الثمن بالنسبة لمكونات الحجم. يتطلب ربطها جميعًا معًا جميع الكهربائيين والسباكين والمهندسين الكيميائيين واللحامين وما شابه ذلك، ولكنها ستكون وصلات ولحامات صغيرة.

السبب الثاني هو أن المحطات ستدفع في مكان ما بناءً على الأسعار الصناعية للكهرباء. ويبلغ المتوسط ​​الأمريكي 0.11 دولار لكل كيلووات ساعة في الوقت الحاضر، ومع توازن المصنع، يستغرق الأمر حوالي 55 كيلووات ساعة لتصنيع كيلوغرام واحد من الهيدروجين من الماء. ستكلف الكهرباء فقط 5,50 دولارًا، أي أعلى بـ 4 دولارات من نقطة التكلفة التي تستخدمها دراسة NREL. وبلغ متوسط ​​الأسعار الصناعية في كاليفورنيا 0.17 دولارًا أمريكيًا خلال عام 2022. وهذا يعني 9.35 دولارًا أمريكيًا فقط للكهرباء المخصصة للتصنيع في الموقع.

ثالثًا، تتمتع المنشأة الصناعية بصيانة وقائية صارمة وموظفين في الموقع لمعالجة المشكلات على الفور للحفاظ على الإنتاج. لن تتمتع محطات التزود بالوقود الهيدروجيني بذلك لأن تكلفة صيانة العمالة عالية التكلفة فيها ستكون باهظة. سيكونون إما خارج الخدمة لفترة أطول بكثير أو سيدفعون لموظفي الإصلاح ليتلاعبوا بإبهامهم ويضعوا مكونات عالية التكلفة في الموقع.

هل كان بإمكان المختبر الوطني للطاقة المتجددة النظر في البيانات الحقيقية واتخاذ خيار أفضل بشأن نقطة التكلفة لتصنيع الهيدروجين في الموقع؟ نعم، كان بإمكانهم الاطلاع على بيانات حافلة الهيدروجين في كاليفورنيا.

هذا متوسط ​​12.60 دولارًا فقط للكهرباء وبعض القطع الصغيرة والبوب. ومن الواضح أنها لا تشمل تكلفة صيانة منشأة التزود بالوقود، التي كانت خارج الخدمة بسبب مشاكل المحلل الكهربائي وتوازن المحطة بنسبة 14٪ كاملة خلال العام. وكما لوحظ بالنسبة لمحطات تزويد المركبات الخفيفة بالوقود، فقد تجاوز متوسط ​​تكلفة الصيانة 9 دولارات للكيلوغرام الواحد.

كما هو مذكور أيضًا، فإن تكاليف الصيانة لضخ الهيدروجين، أو أي شيء آخر، يتم قياسها بشكل خطي. تنطلق الضواغط والمضخات والأختام بسرعة أكبر مع المزيد من الاستخدام. كما تظهر بيانات منشأة ضخ المركبات الثقيلة أعلاه، فهي لا تقتصر على المركبات الخفيفة على الإطلاق. يجب أن يتجاوز 700 ضغط جوي في الخزانات 800 ضغط جوي لملء خزانات المركبات. وهذا الضغط يعادل التواجد على عمق أكثر من خمسة أميال تحت سطح المحيط. ليس من السهل بناء شيء ما بالتفاوتات لتحقيق ذلك، وتفشل الضواغط عند هذا المستوى في كثير من الأحيان أكثر من ضواغط الثلاجات.

لا، فالتحول إلى الهيدروجين السائل لن يوفر المال. إنها تحتوي فقط على نفقات كبيرة مختلفة لا يمكن تجنبها، ليس أقلها أنها تتطلب ثلث الطاقة المتجسدة في شكل كهرباء لتشغيل معدات تبريد متطورة للغاية لخفض درجة الحرارة إلى 20 درجة فوق الصفر المطلق. إن مقايضة مجموعة واحدة من التكاليف والتنازلات الهندسية بمجموعة مختلفة لن يؤدي إلى هيدروجين رخيص الثمن.

تكلفة الكهرباء هذه لا تحتوي على أي من التكاليف الرأسمالية للمحلل الكهربائي، أو تكلفة رأس المال، أو تكاليف الصيانة، أو أي أرباح. ومما لا شك فيه أن التكلفة الحقيقية للهيدروجين تزيد عن 20 دولارًا للكيلوغرام الواحد. على الرغم من أن توزيع الهيدروجين يوميًا أقل بدرجة كبيرة من الحد الأدنى لدراسة NREL الجديدة، إلا أن تكاليف الكهرباء ستظل مرتفعة.

تضيف دراسة NREL على الأقل التكاليف الرأسمالية إلى تكلفة الكيلوغرام الواحد، بقدر ما أستطيع أن أقول. توضح الرسوم البيانية لـ LCOH أنه بالنسبة لسيناريوهات الإنتاج في الموقع فقد أضافوا 1.1 إلى 4 دولارات إلى تكلفة كيلوغرام من الهيدروجين من تكلفة المحطة، ولكن لم يحددوا في أي مكان في التقرير ما يدخل في هذه التكلفة . لا يوجد وضوح بشأن المحللات الكهربائية أو توازن النبات أو أي شيء آخر بالنسبة لجانب الإنتاج.

ومن المفترض أن هذا كان للسماح لشخص ما بوضع مصنع لإعادة تشكيل البخار في محطة للتزود بالوقود الهيدروجيني في حل متخلف للغاية، مما يسمح باللاأدرية التكنولوجية التي يهدف التقرير إلى تحقيقها حول تصنيع الهيدروجين. فهل هذا يصمد أمام أدنى قدر من التدقيق؟ لا.

تبلغ تكلفة الغاز الطبيعي للعملاء الصناعيين في كاليفورنيا حاليًا 12.52 دولارًا. ويشكل الهيدروجين ربع كتلة الميثان، الذي يشكل عادة 92% من كتلة الغاز الطبيعي. تحديات الكفاءة الأخرى تجعل نسبة كيلوغرام من الهيدروجين لكل خمسة كيلوغرامات من الغاز الطبيعي صحيحة تقريبًا. وبهذا المعدل، فإن مجرد إدخال الغاز الطبيعي في الإصلاح البخاري سيكلف 2.61 دولار، أي أكثر من دولار واحد من تكلفة تصنيع الهيدروجين المفترضة في التقرير. وهذا بالنسبة للهيدروجين الرمادي.

ونظرًا لصغر حجم المنشأة والحاجة إلى التركيز على احتجاز الكربون والقيام بشيء ما باستخدام ثاني أكسيد الكربون بعد ذلك، فمن المرجح أن تكون التكاليف ثلاثة أضعاف ذلك.

لا يمكن الدفاع عن نقطة تكلفة الهيدروجين البالغة 1.50 دولار في التقرير إلا إذا كان الافتراض هو الهيدروجين الرمادي المُصنّع في المنشآت الصناعية في الأماكن التي يكون فيها الغاز الطبيعي أرخص من كاليفورنيا، وهو أمر يتعارض تمامًا مع نقطة إزالة الكربون من النقل بالشاحنات باستخدام الهيدروجين. الافتراض في التقرير هو أن الهيدروجين يتم تصنيعه على مسافة 62 ميلاً من محطات التزود بالوقود، لذا فإنها ستدفع الأسعار الصناعية المحلية مقابل الغاز الطبيعي إذا كانت هذه هي الخطة.

يضع هذا التقرير أيضًا السؤال على أنه الهيدروجين مقابل الهيدروجين، بدلاً من الهيدروجين مقابل الكهرباء. هذا هو الموجز الذي كان لدى الفريق، وهو نفس الموجز الذي كان لدى أحد الباحثين في عام 2020 عندما نشر تكلفة تسليم وصرف الهيدروجين، وكان الطرف العلوي لتلك الدراسة نصف حجم الهيدروجين مثل الطرف السفلي لهذه الدراسة، وكانت النتائج تقريبًا نفس سيناريو الحجم الأدنى، ولكنها استبعدت تكاليف تصنيع الهيدروجين بالكامل.

بمعنى آخر، وجدت دراسة أجرتها نفس المنظمة منذ أربع سنوات أن مجرد توصيل الهيدروجين كان مكلفًا مثل المجموعة الكاملة في عملية التكلفة هذه. ربما لم يستخدموا نفس النماذج؟ لا. النموذج هو نفسه، مجرد نسخة مختلفة، نموذج تحليل سيناريو تسليم الهيدروجين (HDSAM)، 3.1 مقابل 4.5.

على الرغم من وجود أربع سنوات أخرى من الأدلة على أن توصيل وتوزيع الهيدروجين أكثر تكلفة مما كان متوقعًا، والكثير من الأدلة على أن تكلفة تصنيع الهيدروجين تزيد كثيرًا عن 1.50 دولار، فإن تقرير NREL الجديد هذا يشير بالفعل إلى تكاليف التصنيع والتسليم والتوزيع الشاملة. تحت.

إنه مثل التحقق من الواقع التجريبي للهيدروجين للحصول على الطاقة أو حتى الاعتراف بأنه لم يعد متطلبًا في NREL بعد الآن. يبدو الأمر وكأن عقودًا من الخبرة مع مستويات متعددة من محطات التزود بالوقود الهيدروجيني وتوصيل الهيدروجين سوف تنقلب رأسًا على عقب بحلول عام 2030. وهذا أمر مثير للقلق.

وبطبيعة الحال، لا أحد في سلسلة القيمة في السيناريوهات الواردة في هذا التقرير يحقق ربحًا، أو حتى يطبق هامش ربح لتغطية تكاليفه. يذكر التقرير هذا بوضوح، لكن بما أن الجميع سوف ينظرون إلى الرسومات الأولية، ويقارنون التكاليف بتكلفة التجزئة للديزل ويتنفسون الصعداء، فإن هذا ليس خيارًا رائعًا أيضًا.

ولكنها تستبعد أيضًا بشكل صريح جميع الإعانات المحتملة لخفض التكاليف المتاحة للوقود منخفض الكربون:

• ائتمان خاصية إعادة تزويد مركبات الوقود البديل بالوقود (30C) لممتلكات تزويد وقود مركبات الوقود البديل المؤهلة
• ائتمان إنتاج الهيدروجين النظيف (45 فولت)
• ائتمان مشروع الطاقة المتقدم المؤهل (48C)
• ائتمان للمركبات التجارية النظيفة المؤهلة (45 واط)

هل هذا مناسب؟ في الواقع لا، ولكن في الإدراك نعم. تتمتع منشأة التصنيع المركزية للتحليل الكهربائي للهيدروجين الصناعي على الأقل بإمكانية إبرام اتفاقيات شراء الطاقة التي تلبي متطلبات 45 فولت من حيث الموقع والتوقيت والإضافة لتوليد الكهرباء منخفض الكربون. وقد يؤدي ذلك إلى انخفاض تكلفة الكيلوغرام الواحد إلى نطاق 2 إلى 3 دولارات بعد الدعم. وكما أشرت في تقييمي لتقرير ICCT المعيب، فإن محطات التزود بالوقود المحلية لن تكون قادرة على تحقيق ذلك. ولن يكون الهيدروجين الأزرق مؤهلاً لجهد 45 فولت، ولن يحصل إلا على أرصدة أقل بكثير لالتقاط الكربون.

وبعبارة أخرى، فإن أي هيدروجين منزوع الكربون عن بعد في محطات التزود بالوقود، بغض النظر عن المسار، وإلغاء الإعانات وإضافة افتراضات معقولة حول هوامش الربح للتكاليف والأرباح يؤدي إلى هيدروجين أعلى بكثير من 1.50 دولار. لا يمكن الدفاع عن هذا كخيار في عام 2024، حتى بالنسبة للمنشآت المركزية. وفي المرافق الصغيرة في محطات التزود بالوقود، لا يمكن الدفاع عن هذا الأمر على نحو مضاعف.

ومع ذلك، فإن هذا التقرير، وخاصة الرسوم البيانية التي يتضمنها، ستترك لدى الكثير من الناس انطباعًا خاطئًا بأن الهيدروجين في محطات التزود بالوقود سيكون رخيصًا للغاية. إذا لاحظوا مبلغ 1.50 دولارًا على الإطلاق وانزعجوا منه، فسوف يرون جميع الحسومات ويعتقدون أنها ستكون قابلة للتطبيق وستكون الأمور على ما يرام.

والوجهة الواضحة هي أن NREL يجب أن يعيد تقييم نموذج HDSAM الخاص به. إنها تنتج نتائج لا تتماشى مع الواقع التجريبي، ويبدو أن الباحثين غير راغبين أو غير قادرين على رفع أيديهم والقول بذلك. تقديس النموذج هو شيء أشرت إليه في بلدي التقييم المناسبين من معهد PIK Potsdam لأبحاث تأثير المناخ فيما يتعلق بنموذجي LIME-EU وREMIND، وكلاهما يحتوي على تكاليف هيدروجين منخفضة التكلفة للغاية، وهو أمر غاب عنه الباحثون في أحد التقارير الرئيسية بوضوح. ينبغي على الباحثين في المختبر الوطني للطاقة المتجددة قراءة كتاب طومسون الهروب من موديل لاند ولديك الشجاعة لتطبيق الحكم المهني.

تقرير NREL يجعل المناقشة حول التكلفة الفعلية للهيدروجين للنقل بالشاحنات مقارنة بالبدائل بمثابة ضرر كبير. مثل العديد من التقارير الأخرى، فهو يخفض تكاليف الهيدروجين بشكل مصطنع. لماذا؟ من الصعب القول. ربما لأنه من الواضح أن حقيقة التكاليف ليست مجدية اقتصاديًا على الإطلاق، وأنهم حقًا لا يريدون أن يكونوا هم من يقفون ويتم احتسابهم.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://cleantechnica.com/2024/03/06/nrels-cost-study-on-hydrogen-for-heavy-vehicles-fuel-does-not-withstand-scrutiny/