ISCRIVITI PER RICEVERE aggiornamenti quotidiani di notizie da CleanTechnica su e-mail. O seguici su Google News!

È incredibilmente raro che l’idrogeno per l’energia sia inefficace rispetto alle alternative. C’è un villaggio nel paese africano del Mali dove l’idrogeno geologico esce dal terreno e viene bruciato per generare elettricità per il villaggio di 4,000 persone.

E poi c’è Prince George, nella Columbia Britannica, che conosco principalmente come una città remota in cui non sono mai stato e che ha un’incredibile storia di accoglienza dei rifugiati. Un collaboratore di lunga data proveniva da Prince George, che aveva accolto i rifugiati vietnamiti in fuga dalle condizioni brutali di quel paese alla fine degli anni '1970. Non sorprende che abbia accolto anche i rifugiati ucraini, un paio di centinaia di loro, secondo l’ultimo conteggio che sono riuscito a trovare.

È una città di circa 76,000 abitanti che si trova a circa 500 chilometri dall'oceano e si estende a nord fino a Edmonton, in Alberta. La sua economia è un mix di assistenza sanitaria, istruzione, pasta e carta, una raffineria e uno o due impianti chimici. Sorprendentemente per una città decisamente remota e non molto grande, la sua età media nell'ultimo censimento era di 40 anni, il che la rende giovane e dinamica per gli standard canadesi. Stanno chiaramente facendo qualcosa di giusto per attrarre e trattenere i giovani. Detto questo, il segmento demografico più grande in crescita negli ultimi due censimenti è stato quello della popolazione over 65.

È un viaggio di 10 ore attraverso un terreno montuoso, oltre 500 chilometri in linea d'aria ossessivo-compulsiva, e non è sulla strada per l'Okanagan, quindi non l'ho mai visitato.

L'impianto chimico e la raffineria sono al centro di questa storia dell'idrogeno per l'energia davvero e insolitamente intelligente.

L’impianto chimico Chemtrade produce clorato di sodio, una polvere cristallina bianca che viene utilizzata per produrre erbicidi, esplosivi, coloranti, cosmetici, prodotti farmaceutici, carta e altri prodotti chimici. Senza scavare negli elenchi dei clienti di Chemtrade, viene utilizzato per sbiancare la carta, quindi la cartiera locale probabilmente se ne toglie gran parte dalle mani.

Il processo di produzione del clorato di sodio è semplice. Metti il ​​sale da cucina nell'acqua. Passare una corrente elettrica attraverso di esso. Prendi il clorato di sodio dall'altra estremità. Ma gli occhi più acuti avranno notato il passaggio della corrente attraverso l'acqua, vale a dire l'elettrolisi che produce idrogeno.

E questo è un sottoprodotto dello stabilimento di Chemtrade, circa 12 tonnellate al giorno. Si tratta di una grande quantità di idrogeno, ed è in una piccola città lontana da qualsiasi luogo che non abbia un impianto di ammoniaca o metanolo, sebbene abbia una raffineria di petrolio.

Ricordiamo che oggi l’idrogeno è una materia prima industriale. Produciamo circa 120 milioni di tonnellate di questo materiale, quasi interamente nel punto in cui viene utilizzato perché è molto costoso spostarlo.

I maggiori consumatori sono le raffinerie di petrolio che lo utilizzano per estrarre l’acqua in eccesso dal petrolio greggio, rimuovere lo zolfo dal petrolio greggio e scomporre il petrolio greggio in componenti più leggeri e pesanti. Il greggio delle sabbie bituminose è ricco di tutti e tre i livelli di acqua in eccesso, zolfo e pesantezza, quindi richiede una quantità enorme di idrogeno per raffinare, circa 7.7 chilogrammi per barile per mio. valutazione di un paio di anni fa che si trattava di un altro coltello nella schiena delle speranze di esportazione di petrolio greggio dell’Alberta nell’era del picco della domanda di petrolio e dei limiti alle emissioni del settore.

Ma la raffineria Prince George prende petrolio leggero dal nord-est della Columbia Britannica, non petrolio pesante. L'olio viene pompato in modo convenzionale, quindi il contenuto di acqua è probabilmente inferiore. Non c'è nemmeno alcuna prova che io possa trovare che abbia un alto contenuto di zolfo. La domanda di idrogeno nella raffineria, in altre parole, non è elevata. Essendo le raffinerie di petrolio quello che sono, preferiscono in ogni caso trasformare i combustibili fossili in idrogeno.

Quindi nessun acquirente naturale dell’idrogeno in eccesso per quello per cui è meglio utilizzato, una materia prima industriale.

Nonostante l' memorie del Rocky Mountain Institute, l’idrogeno si è rivelato un gas serra piuttosto potente, anche se indirettamente. Interferisce con la decomposizione del metano nell'atmosfera, prolungandone il periodo di persistenza. Ciò significa che ogni tonnellata di idrogeno rilasciata nell’aria equivale a circa 12 tonnellate di anidride carbonica.

Con 12 tonnellate al giorno di idrogeno emesso dall’impianto Chemtrade, si tratta di 144 tonnellate di CO2 al giorno o circa 53,000 tonnellate all’anno. Ops.

Chemtrade ha cercato di trovare qualcosa a che fare con tutta questa roba, ma come mostra la rapida spiegazione sui consumatori di idrogeno qui sopra, non ci sono clienti naturali da nessuna parte vicino all’impianto, e Prince George è molto lontano da praticamente ovunque.

Entra a Teralta. È un’azienda con sede in BC lanciata nel 2021. Alcune delle sue cose non hanno senso, come fornire generatori di idrogeno per l’industria cinematografica. Par per il corso per lo strano idrogeno di BC per la fissazione dell'energia. Siamo la casa del fallimento perpetuo Ballard, che, come ho notato di recente, è riuscito a perdere in media 55 milioni di dollari ogni anno dal 2000, l’incredibile cifra di 1.3 miliardi di dollari provenienti dal denaro di altre persone, spesso governativi. C’è un intero strano ecosistema di idrogeno per le aziende energetiche in città. Data la densità della gomma attorno alla bolla dell’idrogeno per l’energia, non presumo che qualcuno qui conosca il mio nome nonostante io sia del posto.

Scoprirò più retroscena su Teralta in particolare, dato che, guarda caso, domani pranzerò con il co-fondatore dalla sua parte di False Creek nel Villaggio Olimpico (che cattura in modo molto sensato il calore delle acque reflue per ridurre due terzi del fabbisogno energetico per il riscaldamento delle migliaia di condomini, uffici e birrerie del quartiere).

Ad un certo punto, qualcuno associato a Teralta capì che l’idrogeno stava uscendo dai processi industriali esistenti, veniva scaricato e che si trattava di un’opportunità.

Hanno esaminato una serie di set di dati e uno degli impianti che hanno trovato era lo stabilimento Chemtrade a Prince George. Parlavano con loro, si grattavano la testa, si guardavano intorno per la città e probabilmente sentivano quel caratteristico odore di uova marce proveniente dalle vicine cartiere e cartiere. All'epoca ce n'erano tre, ma Canfor, che li gestiva tutti e tre, l'anno scorso ha chiuso uno dei più grandi.

Quell'odore, tra l'altro, è motivo di orgoglio perverso, una sorta di sindrome di Stoccolma nasale, in città, dove i meme lo chiamano l'odore del denaro e pubblicano messaggi sui social media in cui ne esaltano le virtù e ne vengono accolti a casa. dopo un periodo di assenza.

Le cartiere e le cartiere sono grandi consumatori di energia. Molti di questi provengono dall'elettricità, e molti stabilimenti hanno accordi con BC Hydro che consentono all'azienda di spegnere automaticamente le proprie unità termiche in blocchi da 5 e 10 MW dall'arcaico sistema di gestione dell'elettricità con schermo verde attraverso SCADA, il precursore industriale dell'elettricità. IoT e Internet.

Gran parte di esso proviene dalla combustione di gas naturale. Le specifiche di ogni mulino dipendono ovviamente dal fatto che il gas o l'elettricità siano più economici e praticamente da nient'altro. Nel caso del principe George, si tratta di una quantità enorme di gas naturale. L’idrogeno brucia in modo molto più pulito del gas naturale.

Se è prodotto dall’acqua utilizzando elettricità a basse emissioni di carbonio, è un combustibile bruciabile con un livello di carbonio molto inferiore, anche se di solito è incredibilmente costoso, quindi non lo facciamo mai. L’elettricità di Chemtrade è a basse emissioni di carbonio? Difficile da dire. L’elettricità di BC Hydro è davvero a basso contenuto di carbonio perché proviene quasi interamente da vecchie dighe idroelettriche. Ma FortisBC serve anche Prince George e brucia gas naturale nei suoi impianti di gas naturale, oltre a fornire gas naturale da bruciare ai consumatori. È difficile dire a distanza se Chemtrade sia un cliente FortisBC o HydroBC, e sarebbe davvero importante per l’impronta di carbonio del processo. Ma comunque, in questo caso, l’idrogeno è un sottoprodotto, non il punto iniziale, quindi forse va bene.

No, risolviamo la cosa. FortisBC brucia gas naturale. Presumo che utilizzino generatori a ciclo combinato che producono circa 400 grammi di CO2e/kWh. Aggiungere altri 100 grammi di CO2e/kWh per le emissioni di metano a monte, presupponendo che siano moderatamente attenti nella loro catena di approvvigionamento. Quindi 500 grammi di CO2e/kWh.

Per produrre a chilogrammo di clorato di sodio. Osservando la formula del processo chimico: NaCl + 3H₂O + 6e → NaClO₃ + 3H₂ – suggerisce circa 35 tonnellate di clorato di sodio per tonnellata di idrogeno. Le statistiche globali dicono che i 3.6 milioni di tonnellate di produzione di clorato di sodio consumano 20 TWh di elettricità, quindi circa 6 MWh per tonnellata. Altre fonti suggeriscono un valore più alto, ma io scelgo quello più basso.

Se FortisBC fornisse l’elettricità, ciò equivarrebbe a 105 tonnellate di CO2 per l’elettricità per le 35 tonnellate di clorato di sodio e la singola tonnellata di idrogeno. Supponendo che venga distribuito tra clorato di sodio e idrogeno su base per tonnellata, ciò significherebbe che ogni tonnellata di idrogeno avrebbe un debito di carbonio di circa 8.5 tonnellate di CO2e. Si tratta di una cifra molto più alta rispetto alla semplice combustione di gas naturale per il riscaldamento, che è uno strano argomento che FortisBC ha utilizzato nelle sue proposte per tentare di rallentare l’elettrificazione.

Brutto, ed è per questo che FortisBC è impegnata in una serie di azioni sempre più disperate per combattere, beh, l’intera decarbonizzazione dell’economia di BC in ogni modo possibile. È una delle principali fonti di disinformazione e ritardo, e la loro critica alle pubbliche relazioni è molto brava nel loro lavoro distruttivo.

Si spera che Chemtrade acquisti elettricità da BC Hydro, che produce 7.6 grammi di CO2e/kWh, il che darebbe solo un debito di carbonio di circa 1.6 tonnellate di CO2e per il processo e la condivisione di idrogeno sarebbe di 0.1 tonnellate, molto inferiore a quella della combustione di gas naturale. Chissà, però, perché ancora una volta è tutta questione di forniture più economiche.

In ogni caso, Teralta ha lavorato molto con Chemtrade, Canfor, la città, probabilmente la provincia e probabilmente altri. Prince George aveva ricevuto 150,000 dollari dalla provincia come parte della sua strategia sull’idrogeno per vedere se la città potesse diventare un hub dell’idrogeno. Sì, la provincia investe costantemente denaro nei giochi dell’idrogeno, e lo fa da decenni, essendo stata catturata dall’illusione che l’idrogeno per produrre energia sarà un’enorme opportunità di crescita per sostituire il petrolio e il gas naturale che estrae e spera, invano, di spedire in Cina.

Il principe George è o potenzialmente era nel mirino di Andrew Forrester. Il miliardario minerario Fortescue è affascinato dalle prospettive dell’idrogeno per produrre energia, anche se la sua stessa società mineraria ha chiarito che lo faranno elettrificare le miniere e non sprecare denaro ed energia trasformandolo prima in idrogeno. C'erano cifre come 3 miliardi di dollari spesi per investimenti in Prince George.

Il premier della provincia si è presentato a Prince George per l’annuncio di Chemtrade-Canfor-Teralta e ha affermato che l’opportunità economica globale dell’idrogeno potrebbe crescere fino a 305 miliardi di dollari.

Sì, in BC, questo è un grosso problema. Ne ero vagamente consapevole.

Ok, quindi abbiamo un presunto debito di carbonio di 0.1 tonnellate di CO2e per l'idrogeno. Viene catturato da Teralta e ripulito – rimuovendo principalmente l'acqua in eccesso, uno di quei fastidiosi equilibri delle piante che la maggior parte dell'idrogeno per i calcoli energetici ignora – e convogliato per mezzo chilometro verso uno degli impianti Canfor attraverso un tubo di acciaio inossidabile di 20 centimetri. Quel tubo è circa 20 volte più costoso dei tubi in PVC che vengono spesso utilizzati per il gas naturale, uno dei tanti vantaggi economici derivanti dallo spostamento dell’idrogeno che lo rendono antieconomico nella maggior parte dei casi.

Ma questo è un caso speciale, uno dei pochi in cui questo emerge. Idrogeno di scarto. Un grosso bruciatore di gas naturale a mezzo chilometro di distanza. Nessun altro consumatore di idrogeno nelle vicinanze.

Quindi l’idrogeno viene convogliato alla cartiera, miscelato con il gas naturale e bruciato per produrre calore. Il caso di studio suggerisce che sostituirà circa il 25% del gas naturale e farà risparmiare circa 700,000 tonnellate di emissioni di CO2 all’anno. Ciò probabilmente non tiene conto delle emissioni di metano a monte del gas naturale che raggiunge la cartiera, e probabilmente non tiene conto nemmeno del debito assunto di 0.1 tonnellate di CO2e per tonnellata di idrogeno, ma è sicuramente meglio che scaricare l’idrogeno e bruciando invece gas naturale.

È un po’ Rube Goldberg, vero? Questo caso di utilizzo dell’idrogeno effettivamente sensato per l’energia dipende da un processo industriale che crea una piccola quantità di idrogeno come sottoprodotto dei suoi principali sforzi di produzione e un bruciatore di gas naturale molto vicino. È stato necessario creare un intero nuovo, anche se piccolo, impianto di trattamento chimico tra le due strutture per purificare l'idrogeno. Indubbiamente sono stati necessari aggiustamenti anche nei bruciatori.

Dal punto di vista chimico, il processo della pasta e della carta non ha nulla di speciale in quanto richiede la combustione di gas. È solo una fonte di calore. Tutto il calore industriale può elettrizzare, tranne quelli che richiedono la combustione di gas come parte del processo chimico, e questi sono piuttosto rari. Gli stabilimenti Canfor bruciano gas perché costa poco.

Il risparmio di 700,000 tonnellate di CO2 (probabilmente 800,000 tonnellate di CO2e) implica che l’unico stabilimento di Canfor produce 3.2 milioni di tonnellate di CO2e all’anno, e anche dopo l’arrivo dell’idrogeno – non è ancora in funzione – continuerà a produrre 2.4 milioni di tonnellate di CO2e all’anno.

I numeri del caso studio di Teralta suggeriscono che consumano circa 2 milioni di gigajoule di gas naturale all’anno. Si tratta di circa 600 GWh all’anno o circa 70 MW di potenza se funzionano 24 ore su 7, 365 giorni su 2, XNUMX giorni all’anno. Quantità non banali di elettricità, ma supponiamo che la ottengano da BC Hydro con emissioni di COXNUMXe per kWh molto basse.

7.6 grammi di CO2e per kWh equivalgono a 7.6 chilogrammi per MWh e 7.6 tonnellate per GWh. Ciò suggerisce che se elettrificassero la cartiera, produrrebbero circa 4,500 tonnellate di CO2e all’anno.

Quindi, elettrificare l’impianto, se fosse fiscalmente e tecnicamente fattibile, farebbe risparmiare circa 3.2 milioni di tonnellate di CO2e all’anno, e lo sforzo dell’idrogeno farà risparmiare circa 0.8 milioni di tonnellate all’anno.

Le 53,000 e le 700,000 tonnellate evitate con l’approccio dell’idrogeno impallidiscono al confronto. La vera decarbonizzazione è l’elettrificazione con elettricità generata da fonti rinnovabili. Ma evitare 700,000 tonnellate all’anno è meglio che un calcio in testa con un mukluk ghiacciato, come diciamo qui nel gelido nord mentre ci stringiamo attorno alle lampade a olio di foca nei nostri igloo.

Passare all’energia elettrica è fiscalmente fattibile? Bene, facciamo un piccolo gioco e supponiamo che Canfor debba pagare il prezzo del carbonio per il gas naturale per gigajoule. Alcuni anni fa ho calcolato che il picco del prezzo del carbonio del Canada nel 2030, pari a 170 dollari canadesi per tonnellata di CO2e, avrebbe aggiunto 8.50 dollari canadesi al prezzo di un gigajoule di gas naturale.

Il tasso 5 di FortisBC suggerisce che Canfor sta pagando circa $ 2.50 per gigajoule in questo momento, che a livello globale è un prezzo assurdamente basso. L’Europa sta pagando circa 15.60 dollari canadesi in questo momento e prima dell’invasione dell’Ucraina e della crisi energetica, pagava circa 7 dollari per gigajoule. Per inciso, il gas naturale a basso costo del Canada occidentale si sta esaurendo. Indipendentemente da ciò, in questo momento i costi energetici del gas naturale ammontano a circa 5 milioni di dollari, escluso il prezzo del carbonio. Se venisse applicato il prezzo del 2030, tuttavia, il prezzo dell’energia ammonterebbe a 22 milioni di dollari.

Quanto costerebbero 600 GWh alle tariffe industriali di BC? Ebbene, un kWh equivale a circa 0.06 dollari canadesi – che è un’elettricità davvero a buon mercato secondo gli standard globali a causa delle dighe idroelettriche ammortizzate –, quindi sono circa 60 dollari per MWh e 60,000 dollari per GWh. Si tratta di circa 36 milioni di dollari all’anno, ben al di sopra del costo del gas naturale.

Che dire del costo sociale del carbonio del Canada per il 2030? Qual è il costo sociale del carbonio? È il costo di ogni tonnellata marginale di CO2e che emettiamo ogni anno. Canada, Stati Uniti e UE hanno armonizzato i calcoli in modo tale che ogni anno si avvicinano molto. Nel 2030, il costo sociale del carbonio per il Canada sarà pari a 294 dollari canadesi.

Ciò farà sì che molti gigajoule di gas naturale bruciato costeranno circa 17.20 dollari, trasformando i 2 milioni di gigajoule in un costo annuale di 34 milioni di dollari. Nel 2040, il costo sociale del carbonio sarà pari a 341 dollari, spingendo il costo dell’energia derivante dal gas naturale a quasi 20 dollari per gigajoule. Nel 2050, 394 dollari, spingendo il costo a 22 dollari.

L'accordo con Teralta è piuttosto positivo per Canfor. Presumibilmente il costo per gigajoule dell’idrogeno in eccesso è nella stessa fascia del costo per gigajoule del gas naturale, ma evitano il prezzo del carbonio su di esso. Ciò farà risparmiare loro un sacco di soldi nei prossimi anni. Probabilmente questo faceva parte delle trattative con Chemtrade e Teralta, poiché non lo fanno come ente di beneficenza. Sicuramente inserirei il prezzo del carbonio e il costo sociale del carbonio nei miei casi aziendali per l'accordo, oltre a considerare la probabile durata dei progetti dato che Canfor ha già chiuso uno degli stabilimenti della zona e la loro energia i prezzi non possono che aumentare, in un modo o nell'altro.

È tecnicamente fattibile? La diga del Sito C con la sua capacità di 800 MW entrerà in funzione nel 2025. Al momento non ha nulla da fare perché gran parte della sua esistenza è dovuta al sogno di esportare gas naturale liquefatto in Cina e al porto GNL che rimane in fase di sviluppo brucerà solo gas naturale per il processo di liquefazione. Un cliente da 70 MW aiuterebbe le cose piuttosto bene. In questo momento, ovviamente, la provincia sogna di utilizzare tutta quell’elettricità per produrre idrogeno per l’economia dell’idrogeno per l’energia che non esisterà.

La finestra per la combustione del gas naturale si sta chiudendo. Sforzi come quello dell’impianto a idrogeno di Teralta aiutano, ma eliminare forse un quarto delle emissioni annuali dal processo è inadeguato. Per essere chiari, ha senso farlo date le circostanze specifiche, ma la probabilità che tali circostanze esistano è bassa. È molto più probabile che i sottoprodotti dell’idrogeno dell’industria chimica vengano utilizzati per il metanolo o l’ammoniaca, mercati esistenti e su larga scala per la sostanza chimica.

• Distribuzione di contenuti basati su SEO e PR. Ricevi amplificazione oggi.
• PlatoData.Network Generativo verticale Ai. Potenzia te stesso. Accedi qui.
• PlatoAiStream. Intelligenza Web3. Conoscenza amplificata. Accedi qui.
• PlatoneESG. Carbonio, Tecnologia pulita, Energia, Ambiente, Solare, Gestione dei rifiuti. Accedi qui.
• Platone Salute. Intelligence sulle biotecnologie e sulle sperimentazioni cliniche. Accedi qui.
• Fonte: https://cleantechnica.com/2024/01/17/prince-george-teralta-hydrogen-for-energy-initiative-actually-makes-sense/