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トラック輸送用の水素について、研究者があらゆる機会に大幅なコスト削減につながるのはなぜでしょうか?私はこの質問に何度も答えようとしました。で ドイツ、gruppendenken — groupthink — が明らかに関与しています。のような組織と ICCT、水素が必要だと考えて水素を機能させようとする必死の試みが次から次へとエラーを引き起こしているようです。他の大手コンサルタント会社がレポートするエネルギー関連の水素については、さまざまな問題が悩まされています。 DNV 現実とは無関係に、特定の結果を得るためにお金を払っているクライアントに対して悪いレポートを作成します。

私は米国の国立研究所に期待する傾向がありましたが、そのほとんどが堅実な研究者や分析者でした。しかしここ数カ月、私は結果のいくつかに頭を悩ませていることに気づきました。数週間前、私は 見抜いた カリフォルニア州の水素給油ステーションに関するDOE NRELの報告書。そこにあるデータは明確でした。

給油ステーションは、過去最高の給油量でもほとんど使用されておらず、54 年上半期の給油ステーションあたり 2021 日あたり平均 300 キログラムでした。報告書では、使用量が非常に少ないことには触れていませんが、その代わりに、ピーク使用量が XNUMX 日あたり XNUMX キログラムであると称賛していました。

ステーションは、実際に水素を汲み出している時間よりも 2,000 時間多く停止しており、生産的な利用よりも 20% 長いダウンタイムでした。しかし、それを理解するにはデータを徹底的に調べ、計算を行う必要がありました。

ステーションがフル稼働で運用されていた場合、維持には年間設備投資の 30% の費用がかかっていた可能性があります。維持費は分配9kg当たりXNUMXドルを超えました。繰り返しますが、データは存在していましたが、実際の行動には結論が欠けていました。

この報告書は、カリフォルニア州の水素給油所の状況がバラ色であると人々に誤解させる傑作だった。現実は、シェルがテーブルの上にお金を残したことによって証明されています。 48万ドルの拒否 さらに多くの軽自動車給油所を建設し、既存の7か所の軽自動車給油所を閉鎖する予定だ。

そして今回、エネルギー省の一部門である米国国立再生可能エネルギー研究所（NREL）からの新たな報告書には、驚くべき仮定が含まれている。 供給される水素の平準化コスト for 大型車両 2024 年 XNUMX 月に出版される予定です。これは安価な水素コストのバラ色の状況を示しています。

安心できる図ですね。水素のトラック輸送が拡大すると、燃料補給にかかる費用は 6.5 キログラムあたりわずか 5 ドルになります。これは、カリフォルニア州の現在のレートでは、エネルギー量に相当するXNUMXガロンあたりXNUMXドル前後で推移しているディーゼルをわずかに上回る程度だ。そして、燃料電池がディーゼル エンジンよりも効率的であることを考えると、実際には、水素はトラック輸送用燃料としてディーゼルよりも安価になることを意味します。

しかし、待ってください、もっとあります。

はい、この NREL の調査によれば、同じエネルギーであれば水素の方がディーゼルよりも安価になります。さて、問題は解決したので、みんなで家に帰りましょう。トラック輸送は仕分けされています。

ええ、それほど速くはありません。それぞれのバーの上部、1.5 ドルが入っているビットを見てください。あれは何でしょう？

「…現在の分析では、モデル化された 2030 年の燃料ステーションに後で配送される水素の製造コストが 1.50 ドル/kg-H2 であると仮定しています。」

これは、米国で工業規模の施設で安価な天然ガスから灰色水素を製造する場合のキログラム当たりの現在のコストです。 2024年の米国政府の研究では、低炭素水素の製造に適切なコストを投入して救済する機会が得られた。念のために言っておきますが、2024 年以降のヨーロッパのグリーン水素取引の平均は 9.49 キログラムあたり 10.30 ユーロまたは 1.50 ドルでした。実際に低炭素水素の価格が 2024 年に XNUMX キログラムあたり XNUMX ドルになるとは誰も考えていませんが、NREL の公式報告書にはその価格が記載されており、人為的に価格を引き下げています。

ボストンコンサルティンググループとして 報告, 2030年のグリーン水素は、以前のコンセンサス数値（STEMや経済的文盲のホピウム中毒者の間でのコンセンサス）である3ユーロには届かず、5〜8ユーロの範囲になるだろう。その範囲の下限は依然として非常に楽観的です。複数のシナリオを使用して 6 つの大陸で水素を製造するコストを精査した後の私の予測では、グリーン水素は 8 キログラムあたり平均 XNUMX ～ XNUMX ドルになり、異常値はそれより低い場合と高い場合があるということです。

しかし、ステーションで水素を製造する場合はさらに悪い想定です。これは ICCT が致命的な欠陥のある研究で行ったことだが、ICCT ですらキログラムあたり 1.5 ドルのコストポイントを使用するほど物事を間違ってはいなかった。

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少量の水素を製造する場合の総コストは、3 つの理由から、工業規模の施設で水素を製造する場合のコストよりもはるかに高くなります。まず、給油ステーションには依然としてプラントの残りのすべてが必要ですが、それは小さなコンポーネントであり、規模に応じて調整されておらず、大量のコンポーネントの割には安価です。これらをすべて接続するには、電気技師、配管工、化学技術者、溶接工などが必要ですが、接続や溶接はごくわずかです。

0.11 番目の理由は、発電所が産業用電気料金程度の金額を支払うことになるためです。現在、米国の平均は 55 kWh あたり 5,50 ドルで、プラントの残りを考慮すると、水から 4 キログラムの水素を製造するには約 0.17 kWh かかります。電気代だけでも 2022 ドルかかり、NREL の調査で使用されているコストポイントより 9.35 ドル高くなります。また、カリフォルニア州の工業料金は XNUMX 年に平均 XNUMX ドルでした。これは、現場製造用の電力料金だけでも XNUMX ドルです。

第三に、産業施設には厳格な予防保守があり、生産を維持するために問題に即座に対処する現場スタッフがいます。水素燃料補給ステーションには、高額な労働力を維持するコストが法外にかかるため、そのようなことはないだろう。サービスが停止する時間が長くなるか、修理スタッフにお金を払って高価な部品を現場に待機させて苦労させることになるだろう。

NREL は実際のデータを見て、現場での水素製造のコスト ポイントについてより良い選択をすることができたでしょうか?はい、カリフォルニアの水素バスのデータを調べることもできたはずです。

電気代とちょっとした小物だけで平均 12.60 ドルです。これには明らかに、給油施設の維持費が含まれていない。給油施設は電解槽やプラントのバランスの問題により、年間の14％が稼働していなかった。軽自動車の給油所で指摘されているように、メンテナンスの平均コストは 9 キログラムあたり XNUMX ドルを超えています。

また、前述したように、水素をポンプで輸送するためのメンテナンス コスト、またはその他のメンテナンス コストは直線的に増加します。コンプレッサー、ポンプ、シールは、使用回数が増えると劣化が早くなります。上記の大型車両用ポンプ施設のデータが示すように、軽車両に限定されるものではありません。車両のタンクを満たすには、タンク内の 700 気圧の圧力が 800 気圧を超える必要があります。これは海面下XNUMXマイル以上に相当する圧力です。それを達成するための公差を備えたものを構築することは簡単ではなく、そのレベルのコンプレッサーは冷蔵庫用のコンプレッサーよりもはるかに頻繁に故障します。

いいえ、液体水素に移行してもコストは節約できません。ただ、これには別の巨額かつ避けられない費用がかかります。特に、絶対零度より 20 度高い温度まで下げるために、非常に高度な極低温装置を稼働させるために、電気の形で体現されたエネルギーの XNUMX 分の XNUMX が必要になります。あるセットのコストとエンジニアリング上の妥協を別のセットと交換しても、安価な水素は得られません。

この電気代には、電解槽の資本コスト、資本コスト、メンテナンスコスト、利益は含まれません。水素の実際のコストは間違いなく 20 キログラムあたり XNUMX ドルを超えます。 XNUMX 日あたりの水素の供給量は、NREL の新しい研究の下限よりも XNUMX 桁少なくなりますが、電気代は依然として高くなるでしょう。

私の知る限り、NREL の調査では、少なくともキログラム当たりのコストに資本コストが加算されています。 LCOH の図は、オンサイト生産シナリオではステーションのコストから水素 1.1 キログラムのコストに 4 ドルから XNUMX ドルを加えていることを明らかにしていますが、そのコストに何が含まれるのかは報告書のどこにも明記されていません。 。生産側にとって、電解槽やプラントのバランスなどについては明確な点はありません。

おそらくこれは、誰かが水素燃料補給ステーションに水蒸気改質プラントを何か非常に後進的な解決策として設置することを可能にし、この報告書が水素製造に関して目指している技術の不可知論を可能にするためだったのでしょう。これはわずかな精査にも耐えられるでしょうか？いいえ。

カリフォルニア州の産業顧客向けの天然ガスのコストは現在 12.52 ドルです。水素はメタンの質量の 92 分の 2.61 であり、通常は天然ガスの質量の XNUMX% です。効率に関する他の課題により、天然ガス XNUMX キログラムごとに水素 XNUMX キログラムの比率がほぼ適切になります。そのレートで計算すると、水蒸気改質に天然ガスを投入するだけでも XNUMX ドルかかることになり、報告書で想定されている水素製造コストより XNUMX ドル以上高くなる。それが灰色の水素です。

施設の規模が小さく、二酸化炭素回収を強化し、その後二酸化炭素を利用して何かを行う必要があることを考慮すると、コストはおそらくその 3 倍になります。

報告書における水素のコスト1.50ドルという点は、カリフォルニアよりも天然ガスが安い地域の産業施設で製造された灰色の水素を前提としている場合にのみ擁護可能であり、これは水素によるトラック輸送の脱炭素化とは正反対のことである。報告書の想定では、水素は給油所から62キロ以内で製造されるため、その計画通りであれば天然ガスの地元工業料金を支払うことになる。

この報告書はまた、水素 vs 電化ではなく、水素 vs 水素として問題を組み立てています。これはチームが持っていた概要であり、研究者の一人が2020年に論文を発表したときに持っていたのと同じ概要です。 水素の配送と供給のコスト, その研究の上限は、この研究の下限の水素量の半分であり、結果は最低量のシナリオとほぼ同じですが、水素の製造コストは完全に除外されています。

言い換えれば、同じ組織による 3.1 年前の調査では、このコスト調査では、水素を配送するだけでもスタック全体と同じくらい高価であることが判明しました。おそらく同じモデルを使用していませんか？いいえ。モデルは同じですが、バージョンが異なるだけで、水素供給シナリオ分析モデル (HDSAM)、4.5 と XNUMX です。

水素の配送と供給が推定よりも高価であるという証拠がさらに 1.50 年にわたって存在し、水素の製造コストが XNUMX ドルをはるかに超えるという多くの証拠があるにも関わらず、この新しい NREL 報告書では、実際には、エンドツーエンドの製造、配送、および供給のコストが削減されています。下。

それは、エネルギーとしての水素の経験的現実に照らして検証するようなもの、あるいはそれがもはや NREL の要件ではないことを認めるようなものです。それは、複数のレベルの水素給油ステーションと水素の配送に関する数十年の経験が、2030 年までに覆されようとしているようなものです。それは気がかりです。

もちろん、このレポートのシナリオのバリューチェーンでは誰も利益を上げていないし、コストをカバーするためにマークアップを適用している人さえいません。レポートにはこれが明確に記載されていますが、誰もが主要なグラフィックを見て、コストをディーゼルの小売価格と比較し、大きな安堵のため息をつきますから、それも良い選択とは言えません。

しかし、それらはまた、低炭素燃料に利用可能なコスト削減補助金のすべてを明示的に除外しています。

• 適格な代替燃料車両給油施設に対する代替燃料車両給油施設クレジット (30C)
• クリーンな水素（45V）の製造に対するクレジット
• 認定された先進エネルギー プロジェクト クレジット (48C)
• 認定された商用クリーン車両に対するクレジット (45W)

それは関係ありますか?実際にはノーですが、認識上はそうです。集中型工業用水素電解製造施設は、少なくとも、低炭素発電の地域性、一時性、追加性に関する 45V 要件を満たす電力購入契約の可能性を秘めています。そうすれば、補助金後はキログラムあたりのコストが2ドルから3ドルの範囲に下がる可能性がある。 ICCT の欠陥のある報告書に対する私の評価で指摘したように、地元の給油所ではこれを達成することはできません。また、ブルー水素は 45V に適合せず、はるかに低い炭素回収クレジットしか得られません。

言い換えれば、給油所で遠隔的に脱炭素化された水素は、経路に関係なく、補助金を取り除き、コストと利益の値上げに関する合理的な仮定を追加すると、1.50 ドルの水素よりも大幅に高くなるということです。たとえ一元化された施設であっても、2024 年の選択肢としてそれを擁護することはできません。給油所の小規模な施設では、二重に防御不可能です。

しかし、この報告書、特にそのグラフは、給油所での水素が非常に安いという誤った印象を多くの人に与えることになるだろう。もし彼らが 1.50 ドルに少しでも気づいてそれを妨害した場合、彼らはすべてのリベートを見て、それが適用され、物事はうまくいくと考えるでしょう。

明らかな結論は、NREL は HDSAM モデルを再評価する必要があるということです。それは経験的現実と一致しない結果を生み出しており、研究者たちは手を挙げてそう言うことに消極的であるか、できないようです。モデルへの敬意については、私が著書で指摘したとおりです。 評価 PIK ポツダム気候影響研究所の LIME-EU モデルと REMIND モデルに関連するもので、どちらのモデルにも非常に低コストの水素コストが組み込まれており、ある主要な報告書で研究者が明らかに見逃していたことです。 NREL の研究者はトンプソンの著書を読むべきです。 モデルランドからの脱出 そして専門的な判断を下す勇気を持ってください。

NREL の報告書では、トラック輸送用の水素の実際のコストを代替手段と比較して重大な不利益となることについて議論しています。他の多くのレポートと同様に、水素のコストを人為的に低く設定しています。なぜ？言うのが難しい。おそらく、実際のコストは明らかに経済的に成り立たず、彼らは自ら立ち上がってカウントされることを望んでいないからでしょう。

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• 情報源： https://cleantechnica.com/2024/03/06/nrels-cost-study-on-hydrogen-for-heavy-vehicles-fuel-does-not-withstand-scrutiny/