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약 25년 전, 수소는 기후 변화에 민감한 기술 관료와 정치인이 선택한 솔루션이었으며 그럴 만한 이유가 있었습니다. 당시에는 저탄소 에너지 운반체 측면에서 선택의 여지가 많지 않았습니다. 배터리는 노트북과 휴대폰에 사용할 수 있을 만큼 충분했지만, 이를 가지고 운송, 난방 또는 그리드 스토리지를 실행하는 사람은 분명 아무도 없었습니다.

게다가, 전기로 수소를 만들 수 있는데, 이는 1800년에 처음으로 이루어졌으며 빠르면 4학년 어린이 과학 수업의 필수 요소입니다. 만들기 쉽고, 에너지 밀도가 높으며, 재료를 태울 필요도 없습니다. 연료 전지를 사용할 수 있는데, 다시 말하지만, 그것은 1842년에 처음으로 제작된 정말 오래된 기술이었고, 연료 전지는 1962년까지 거슬러 올라가 제미니 우주선에 사용되었습니다. 사랑하지 않을 것이 무엇이겠습니까?

이러한 분위기는 미국의 경제학자이자 사회이론가인 제레미 리프킨(Jeremy Rifkin)이 자신의 책에서 가장 잘 포착했습니다. 수소 경제: 전세계 에너지 웹의 탄생과 지구상의 전력 재분배. 그게 뭐야? 제목의 나머지 부분을 기억하지 못하셨나요? 아무도 그렇지 않습니다.

리프킨은 의심할 여지 없이 훌륭하고 위대한 사상가이지만 공학이나 과학에 대한 지식이 전혀 없다는 점을 지적할 가치가 있습니다. 그는 수소 전기분해 시설, 재생 가능 전력 및 전력망 비용에 대한 엄격한 비용 조사를 수행하지 않았으며 수소 분배의 의미를 심층적으로 분석한 적이 없습니다. 그는 분자에 매료되었고 이에 관해 유럽과 미국 모두에서 깊은 영향력을 행사했습니다. 예를 들어 당시 유럽 위원회 의장이 유럽을 녹색 수소 초강대국으로 만들기 위해 수십억 유로의 연구 개발 계획에 전념하도록 했습니다.

그는 책이 출판된 2002년과 마찬가지로 여전히 수소에 대해 낙관적입니까? 그다지 많지는 않습니다. 지난해 논평을 통해 그는 장거리 물류에서만 수소 연료 전지 차량이 필요하다고 생각하는 위치로 자리를 줄이는 것으로 나타났습니다. 그는 아직 전체 메모를 받지 못했습니다.

이미 2005년부터 이 비전에 심각한 문제가 있다는 것이 명백해졌습니다. 아이슬란드가 달렸다 수소버스 3대 12년 동안 EU 자금으로 자금을 조달했으며 2023년 자금으로 XNUMX만 유로에 달했습니다. 돈이 다 떨어졌을 때 도로에 버스를 계속 운행했습니까? 기회가 아닙니다. 너무 비싸고 실패하기 쉽습니다.

그 이후 수소버스로 인해 달라진 점이 있나요? 네, 여러 대륙에서 아이슬란드의 경험을 재현한 수소 버스 시험이 있었습니다. 많은 정부 자금, 매우 높은 연료 비용, 매우 높은 유지 관리 비용, 자금이 철회되면 포기됩니다.

최근에 나는 캘리포니아의 최근 6년간의 경험을 통해 몇 년 동안 운영한 후 연료 전지 버스의 가격이 저렴하다는 사실을 발견했습니다. 연간 50% 이상 유지 관리 디젤 버스보다 약 2021배, 배터리 전기 버스보다 약 20배 더 많습니다. 또한 데이터가 수집된 지난 XNUMX개월 동안 레몬을 제거하고 유지 관리를 최적화해야 했던 수년간의 운영 이후 XNUMX년 상반기에 캘리포니아의 수소 충전소는 실제로 수소를 펌핑하는 시간보다 XNUMX% 더 많은 시간 동안 서비스가 중단되었습니다. 그리고 비용이 들었습니다 유지 관리에 연간 자본 지출의 30%, 예상 비용보다 훨씬 높습니다.

그 사이 전기버스가 전 세계를 장악했다. 중국은 운송용 수소에 초점을 맞추기 위해 산업 및 수출 정책을 선택한 도시인 포산(Foshan)에 주로 있는 연료전지 버스 700,000대에 비해 도로에서 50,000대에 육박하고 있습니다. 그러나 포산(Foshan)조차도 연료전지 버스보다 배터리 전기버스가 더 많습니다. 유럽은 매년 수천 대의 연료전지 버스를 구매하고 있는데, 그 중 약 2027분의 XNUMX은 최소한 중국제 프레임, 구동렬, 모터 및 배터리를 갖추고 있으며 종종 전체 버스가 세계 반대편에서 배달되는 경우도 있습니다. 아프리카 국가들은 수소연료전지 버스가 아닌 전기버스 수천 대를 구입하고 있습니다. 인도는 이미 수천 대의 도로를 운행하고 있으며 XNUMX년까지 XNUMX대를 목표로 하고 있습니다.

그럼에도 불구하고 다양한 수준에서 정부 자금을 지원받는 대중교통 기관이 수소 버스를 구입하여 문제를 일으키는 것을 막지는 못했습니다. 가장 최근의 사례는 스페인인 것으로 보입니다. 그곳에서는 냉매가 누출되어 연료 전지를 파괴했기 때문에 18대의 마요르카 버스가 사용되지 않고 사용할 수 없게 되었습니다. 수소 자동차의 많은 문제 중 하나는 연료 전지가 순수한 수소와 매우 순수한 공기를 요구하고 매우 편협하다는 것입니다. 그리고 바르셀로나 버스 XNUMX대 중 XNUMX대만이 도착 후 약 XNUMX개월 동안 운행됩니다. 이러한 실패와 배터리 전기 버스의 성공에도 불구하고 바르셀로나는 EU 자금을 통해 더 많은 수소 레몬을 주문하고 있습니다.

2000년대에는 여러 학교의 기계 공학 학생들이 소형 자동차를 만들고 가속도, 핸들링, 경제성 등을 포함한 약 2010가지 다양한 기준에서 경쟁하는 글로벌 이니셔티브인 Formula Student에 배출가스 제로 자동차에 대한 새로운 카테고리가 생겼습니다. 지난 100년 동안 많은 학교에서 수소를 선택했고, 많은 학교에서는 배터리를 선택했습니다. 0.956년대 말에는 배터리 전기자동차가 기존 내연기관을 위협하고 있었습니다. 12.3년대 초반에는 종합 XNUMX승을 거뒀다. 지난해 배터리 전기차는 XNUMXm 거리 내에서 XNUMX초 만에 XNUMX에서 XNUMXkm/h까지 가속했다. 작년 기준으로 수소 진입자는 정확히 XNUMX개 남았는데, 지속되지 않을 가능성이 높습니다.

2003년에는 주목할 만한 몇 가지 사실이 있었습니다. 놀라운 일을 하고 RMI를 설립한 Amory Lovins는 수소가 답이라고 생각했습니다. Hypercar는 차량 형태의 초효율 헤어셔츠였기 때문에 그의 몇 안 되는 분석 실패 중 하나인 Hypercar를 포함하여 말입니다. 한편, 로키산맥 반대편에서 Tesla는 운전자들이 군침을 흘리게 될 완전 전기 자동차를 만들겠다는 전제 하에 설립되었습니다.

2,500대의 오리지널 로드스터는 공장에서 나올 수 있을 만큼 빠르게 매진되었으며, 실제로 대부분이 사전 판매되었습니다. 2012년 테슬라 모델 S의 출시는 내연기관 자동차의 종말을 고하는 신호탄이었습니다. Toyota는 2014년에 수소 구동 Mirai를 출시하면서 이를 분명히 이해하지 못했습니다. 배송된 23,000대 중 절반 이상이 미국, 특히 앞서 언급한 자주 작동하지 않는 수소 충전소가 있는 캘리포니아에서 판매되었습니다. 해당 충전소에서 수소를 판매하면 캘리포니아의 수소 차량이 하루 평균 15마일을 이동한다는 것이 분명해지며, 이는 미국인이 일반적으로 운전하는 하루 37마일에 훨씬 못 미치는 수치입니다.

이제 우리는 모든 기존 제조업체와 다수의 신규 제조업체, 특히 중국과 베트남의 여러 신규 제조업체가 라인업에 여러 대의 전기 자동차를 보유하고 있으며 여전히 소수만이 청정 수소 횃불을 보유하고 있는 지점에 와 있습니다. Toyota와 같은 일부 자동차는 하이브리드에 관심을 기울이고 있지만 대부분은 완전 전기 자동차로 전환하고 있습니다. 발라드(Ballard)나 플러그 파워(Plug Power)와 같은 회사들은 계속해서 다른 척을 하고 있지만, 경차에 수소가 들어갈 자리가 있다고 생각하는 진지한 분석가를 찾기는 어렵습니다.

가스 유틸리티의 가장 큰 희망 중 하나는 향후 수십 년 내에 파이프라인을 통해 난방과 요리를 위해 가정과 건물에 수소를 공급하는 것입니다. 그들은 몇 가지 명백한 기술적인 이유로 동종 요법의 양이 되어야 하는 천연 가스와 함께 수소를 파이프라인에 혼합하는 것부터 시작하기를 원합니다. 그들은 실제로는 그렇지 않은데도 이것이 합리적인 생각이라고 정치인들을 설득하기 위해 많은 돈을 투자했습니다.

많은 수소 애호가들은 비록 더 옅은 푸른색 불꽃이기는 하지만 계속해서 가스를 사용하여 요리하기를 고대하고 있었습니다. 그들은 낮은 온도의 불꽃으로 발화할 수 있고 냄새 물질을 첨가할 수 없는 훨씬 더 넓은 범위의 농도에서 훨씬 더 가연성이 있는 가스가 집 안에 있다는 의미를 깊이 생각하지 않았습니다. 안전 연구에 따르면 천연 가스는 현재 미국에서 연간 약 4,000채의 건물을 파괴하는 천연 가스보다 폭발과 피해를 일으킬 가능성이 XNUMX배 더 높다는 것이 분명합니다.

수소에 초점을 맞춘 일본조차도 이것이 어리석은 일이라는 것을 깨달았습니다. 따라서 세계 최대의 히트 펌프 회사 중 일부가 일본, Mitsubishi 및 Daikin인 이유입니다. 유럽이나 북미가 아닌 세계 여러 지역을 여행하다 보면 다른 어떤 것보다 인덕션 쿡탑을 발견할 가능성이 훨씬 더 높습니다.

저탄소 수소를 사용하려면 막대한 비용으로 천연가스 에너지의 절반을 버려야 하거나 열 비용이 3배 이상 필요하거나 훨씬 더 많은 비용을 들여 저탄소 전기로 녹색 수소를 만들어야 하지만 열 펌프는 3단위의 에너지를 얻습니다. 한 단위의 전기에 대한 환경의 열. 평균적으로 천연가스 난로보다 4배 더 효율적이어서 여러 곳에서 난방비를 낮추고 에어컨도 제공합니다. 그리고 인덕션 스토브 상판은 냄비나 팬만 가열하므로 기존 전기 스토브 상판보다 위험이 없고 효율성이 높으면서도 가스 스토브의 즉각적인 가열을 제공합니다.

지금있다. 54개의 독립적인 연구 이는 가정이나 상업용 건물에 수소가 존재할 수 없음을 분명히 보여줍니다. 그리고 건물에 수소가 들어갈 공간이 없다면 가스 유틸리티의 미래는 없으며 도시를 통과하는 다양한 목적으로 사용되는 편리하고 저렴한 수소 네트워크도 없을 것입니다. 존재하지 않는 네트워크를 사용하여 트럭 정류장에 수소를 공급하는 꿈은 바로 꿈입니다. 대규모 지중 또는 수원 열 펌프를 점점 더 많이 사용하는 지역 난방 및 냉방 시스템은 훨씬 더 큰 성장 부문입니다.

강력한 추세가 나타나고 있지 않습니까? 에너지 경제를 위해 광범위하게 사용되는 수소는 해가 갈수록 점점 더 좁아지고 제한되고 있습니다.

우리는 이제 수소에 대한 희망을 품고 있는 곳이 소수에 불과한 시점에 와 있습니다. 버스는 수소 운송에 자금을 지원하기 위해 만들어진 장기 정부 관료에 ​​의해서만 수소가 유지되는 질문에 대한 답변이지만, 많은 사람들은 화물 트럭 운송이 확실히 적합하다고 생각합니다. 데이터를 더 명확하게 보기 시작하면 그다지 명확하지 않습니다.

현재 Tesla를 포함하여 배터리 전기 세미 트랙터를 공급하는 여러 대형 트럭 제조업체가 있습니다. 물론 Tesla는 배터리, 전기 모터, 전력 관리 시스템 및 고출력 고속 충전에 대한 대규모 규모의 경제를 활용하여 경량 전기 자동차 분야에서 우위를 점함으로써 저렴한 가격으로 다른 제품보다 훨씬 뛰어난 성능을 발휘합니다. 또한 차량을 처음부터 전기로 만드는 대신 기존 세미 사다리 프레임을 재사용하여 다른 제조업체가 절약하려고 시도하는 함정을 피했습니다.

이것이 바로 2023년 1,000월 NACFE Run on Less에서 Tesla 트럭이 몇 번의 재충전 휴식을 통해 1,600마일(XNUMXkm)이 넘는 거리를 하루 종일 작업할 수 있었던 이유입니다. Tesla는 슈퍼차저 네트워크에 대한 메가와트 규모의 충전 표준을 만들고 있으며, 북미에서는 이제 Tesla의 플러그가 표준이라는 점을 기억하십시오. 기존 트럭 제조업체에는 선택권이 있습니다. 그들은 순수 전기 도로를 따라 Tesla를 따라갈 수도 있고 후자의 에너지 캐리어에만 최적화된 프레임에서 배터리, 수소 또는 디젤을 계속해서 다룰 수도 있습니다. 그들이 계속 고집한다면 그들의 트럭은 Tesla뿐만 아니라 중국 차량보다 더 비싸고 성능도 떨어질 것입니다.

치명적인 결함을 포함한 최근 총 소유 비용 연구 국제청정교통협의회의 2023년 XNUMX월 노력 수소 트럭 운송에 대해 가능한 규모에 모든 엄지 손가락을 대고 가장 가벼운 것부터 가장 무거운 것까지 모든 단일 범주의 트럭 운송에서 배터리 전기 트럭은 엄지 손가락을 그대로 유지하더라도 디젤보다 낮고 수소보다 낮은 최고의 TCO를 갖는다는 것을 발견했습니다. 이들 연구에서도 실제 유지관리 데이터를 보는 사람이 아무도 없어 보고서에 계속해서 반영된 3년대 중반의 추측을 바탕으로 주유소 자본 지출의 4%, 2010%를 연간 유지관리 비용으로 사용해 왔습니다. 그것은 유럽과 캘리포니아에서 구할 수 있었습니다. 언급한 바와 같이, 30%는 캘리포니아의 경험이며, 자체적으로 분배되는 킬로그램당 미화 9달러 이상을 추가합니다.

배터리 전기가 이미 승리했다는 사실을 깨닫지 못하는 조직에서는 트럭이 충분히 멀리 운전할 수 없거나 배터리가 너무 무겁다는 사실을 깨닫지 못합니다. ICCT는 배터리가 500년까지 Tesla의 두 배인 2050Wh/kg 에너지 밀도를 달성하지 못할 것이라고 다시 생각합니다. 한편, 세계 최대 배터리 제조업체인 CATL은 500년에 2023Wh/kg 배터리를 출시했습니다. 훨씬 적은 무게로 재충전하면서 750마일을 여행하거나, 완전히 합리적인 1,000%~2%의 추가 중량 허용량으로 3마일을 여행할 수 있습니다. 그리고 이미 상용화되고 있는 실리콘 화학 물질은 CATL의 에너지 밀도를 XNUMX배에서 XNUMX배로 늘려 범위를 늘리고 무게를 낮추거나 두 가지 모두를 약속합니다.

저는 현재 유럽 화물 트럭 운송에 대한 총 소유 비용 연구 검토 그룹에 참여하고 있습니다. 그래서 캘리포니아의 버스 및 주유소 유지 관리를 살펴보았습니다. 제 의견 중 하나는 수소와 경차 등 특정 혼합 차량은 논의가 끝났기 때문에 제외되어야 하지만 일부 사람들이 현실을 받아들이기를 거부하고 그래서 집으로 운전하기 때문에 트럭용 수소는 그대로 유지해야 한다는 것이었습니다. 또 다른 연구가 여전히 유용합니다.

그리고 무거운 철도가 있습니다. 해당 질문에도 답변이 되었습니다. 북미 이외의 세계에서는 아직 가공선이 없는 철도 네트워크의 일부를 전기화하는 작업에 착수하고 있습니다. 인도는 100년에는 2024% 전기화되어 세계를 선도할 것으로 예상됩니다. 인도네시아와 모로코의 고속철도 시스템과 마찬가지로 중국의 대규모 고속철도 네트워크는 모두 전기화되어 있습니다. 중국은 완전히 전기화된 철도를 통해 유럽으로 화물을 운송하고 있습니다.

총 소유 비용 연구도 여기서도 명확합니다. Baden-Würtemberg가 제대로 해냈습니다. 그들은 눈이 날카로운 스프레드시트 기수를 작업에 투입하고 그리드 연결, 배터리 전기 및 수소 철도 시스템과 이들의 하이브리드를 비교하라고 말했습니다. 가공선이 너무 비싸서 가공선을 설치할 수 없다는 대답이 돌아왔습니다. 대부분 가공선 없이 건설된 교량이나 터널과 가공선이 많은 선로에서는 배터리가 거의 가공선만큼 저렴했지만, 수소는 14배 비쌉니다. 한편, 옆집 니더작센에서는 열차당 약 XNUMX만 유로에 해당하는 멋진 정부 자금을 사용하여 수소 열차를 구입했으며 서비스를 시작한 지 XNUMX년 후 다시는 수소 열차를 구매하지 않겠다고 발표했습니다.

미국도 철도를 전기화할 것이며 멕시코와 캐나다도 함께 21세기 철도로 끌어들일 것입니다. 하지만 월스트리트 분석가들이 XNUMX개월마다 듣고 싶어하는 내용을 긁어내는 데 최대한 많은 시간을 낭비하기 전까지는 그렇게 할 수 없습니다.

흠… 수소에 대한 지상 운송 수요가 없습니다. 조금도. 그리고 재생 에너지가 모든 에너지를 제공하기 때문에 전기 시스템에서 수소를 위한 공간은 전혀 많지 않습니다. 인포그래픽에는 없지만 공간이 허락하지 않아 이에 대해 이야기해보겠습니다. 기후 변화를 해결하려면 오늘날 전기로 사용되는 석탄, 천연가스, 석유를 모두 없애야 합니다. 발전소에서 탄소 포집이라는 아이디어가 시도되었지만 합리적인 행위자가 기꺼이 고려하는 것보다 훨씬 더 비싸고 덜 효과적입니다.

우리는 이제 리프킨의 책과 유럽과 북미에서의 전도로 시작된 불행하게도 잘못된 에너지 정책의 25년의 마지막 게임에 들어섰습니다.

하지만 잠깐만요, 수소 옹호론자들은 말합니다. 전기를 저장하려면 수소가 필요해요! 음 ... 아니. 이는 대륙 규모의 몇 주 동안 지속되는 햇빛과 바람의 잠잠함을 제외하고는 실제로 해결된 문제입니다. 이는 수십 년에 한 번씩 찾아옵니다. 영국 군도 국가에서도 모델링을 통해 10년 정도마다 이것이 심각한 문제라는 사실만 발견했습니다.

빠른 응답, 단기간 저장, 피크에 적합하고 뾰족한 전력을 완화하고 태양광 발전을 미래로 몇 시간 앞당길 수 있는 종류의 경우 점점 더 다양한 화학 물질을 사용하는 점점 더 저렴한 배터리가 완전히 적합합니다. . 장기간 보관할 경우에도 동일 펌핑 하이드로 이는 원자력 발전소가 밤에 할 수 있는 작업을 제공하기 위해 만들어졌으며 오늘날 그리드 에너지 저장의 93%를 차지하며 24시간에서 XNUMX시간까지 매우 쉽게 저장됩니다.

중국은 이것을 얻습니다. 이미 58GW의 양수 수력을 건설했으며, 아마도 600GWh에서 365TWh 이상의 에너지 용량을 확보했을 것입니다. 4년까지 8~2030TWh의 에너지 저장 용량에 해당하는 400GW의 용량을 추가로 건설 중이거나 계획하고 있습니다. 나머지 세계도 이 오래된 솔루션에 눈을 떴습니다. 호주 국립 대학교의 강 밖의 녹지, 폐쇄 루프 펌프 수력 지도책은 의심할 여지 없이 큰 작업을 수행하고 있습니다. 그들은 몇 년 전에 작은 지역의 상부 및 하부 저수지가 하천과 강을 피하고 XNUMX미터가 넘는 머리 높이를 사용하여 많은 에너지를 공급하고 전송 근처와 보호 토지에서 떨어져 합리적으로 서로 가깝게 배치될 수 있는 모든 위치에 대한 연구를 수행했습니다. . 시베리아와 같은 지도의 공백 지역에는 좋은 데이터가 없지만 의심할 여지없이 많은 자원이 있습니다.

ANU는 확인된 지역에서 완전 전기화의 최종 상태에 사용할 수 있는 에너지 저장 자원이 100배, 북미에서는 200배에 달하는 것으로 추정합니다. 그리고 HVDC 전송을 사용하면 저장 장치가 발전 센터나 수요 센터 바로 옆에 있을 필요가 없습니다. 예를 들어 홍콩의 25GWh 양수 백업 시스템은 중국 본토에서 수백 킬로미터 떨어져 있습니다.

그리고 중앙에 있는 양방향 연료전지 등가 기술의 양쪽에 화학 물질을 담은 대형 탱크를 확장하고 많은 에너지를 저장할 수 있는 레독스 흐름 배터리라는 신기술이 있습니다. 이미 상용화된 솔루션이 몇 가지 있고 더 많은 솔루션이 개발 중에 있습니다.

비효율적이고, 저장하기 어렵고, 사용하기 어려운 수소가 여전히 플레이할 기회가 있는 10~50년 동안의 둔케플라우트에 불과합니다. 심지어 거기에서도 "전략적 에너지 비축분으로 어떤 분자를 저장해야 합니까?"라는 질문이 있다면 말입니다. 매립지 등의 인간 바이오매스 폐기물에서 배출되는 메탄을 대량으로 포집하여 기존 천연가스 전략 매장량에 넣는 것과 같은 더 나은 대안을 찾지 않는 것은 어렵습니다. 실제로는 수소의 사용 사례를 찾는 것부터 시작해야 합니다. Chris Llewellyn 경의 영국 연구는 고려 없이 펌핑 수력을 배제하고 HVDC 상호 연결 가능성을 경시한 다음 녹색 수소가 해답이라고 발표했기 때문에 정의에 따르면 다음과 같습니다. 더 짧은 기간의 보관에 대한 답변도 있습니다.

따라서 대부분의 에너지가 소비되는 육상에서는 수소가 에너지로 할 수 있는 일이 거의 없습니다. 이제 우리는 산업 열, 해상 운송 및 항공만이 잠재적 시장으로 남아 있는 매우 짧은 단계에 직면해 있습니다.

그러나 산업용 열의 45%는 섭씨 200° 미만이며 히트펌프는 이제 이를 가능하게 합니다. 200° 이상의 온도에는 연소할 무언가가 필요하다는 주장을 더 잘 알아야 할 조직이 엄청나게 많이 있습니다. 이건 사실이 아니야. 600°까지의 저항가열은 이미 상용화되어 있습니다. 미국 철강의 70%는 1,500°~3,000°의 열을 발생시킬 수 있는 전기 아크로를 통해 공급되는 스크랩에서 나옵니다. 마이크로파, 적외선 및 플라즈마 솔루션이 있습니다. 화염의 특성을 필요로 하는 산업용 난방 요구 사항은 상대적으로 소수이며, 다시 한 번 말씀드리지만 현재 큰 기후 문제인 생물학적 메탄은 만들기 어렵고 저장하기 어려운 것보다 더 합리적인 선택입니다. 수소를 배포하고 사용하는 데 비용이 많이 듭니다.

하지만 배에는 연료가 꼭 필요하잖아요? 생각만큼 많지는 않습니다. 현재 양쯔강에는 700km(1,000마일) 항로를 운행하는 600개 컨테이너선 1,000척이 있습니다. 삼협을 XNUMX시간 동안 관광하는 XNUMX명의 승객을 태운 유람선이 있습니다. 이미 수많은 배터리 전기 페리, 다용도 선박, 예인선이 내륙과 항구 해역을 조용히 휘젓고 있습니다. 모든 내륙 운송과 독일과 노르웨이 간 항로와 같은 단거리 해상 운송의 약 XNUMX분의 XNUMX는 배터리로 완전히 실행 가능하며, 전기화될 수 있는 곳에서는 운영 및 유지 관리 비용이 너무 낮아 나머지 비용을 날려버릴 수 있기 때문입니다. 물 밖의 총 소유 비용 요소입니다.

그러나 그것은 여전히 ​​​​남아 있습니다 바다를 건너는 큰 배들. 확실히 수소가 거기에 영향을 미치나요? 음, 먼저 좋은 소식입니다. 대량 배송의 약 55%가 급격히 줄어들 것입니다. 그 중 대부분은 벌크 석탄, 석유, 가스이며 합리적인 세상에서는 모두 사라지고 있습니다. 나머지는 철광석입니다. 석탄 대신 철에서 과도한 산소를 제거하는 방법으로 녹색 전기와 수소를 사용하면 훨씬 더 많은 양의 철광석을 광산 근처에서 처리할 수 있습니다. 컨테이너 운송은 증가하겠지만 벌크 운송량만큼 줄어들지는 않을 것입니다.

단거리 전기화와 장거리 배송 중단 사이에는 에너지가 거의 필요하지 않습니다. 내 추정에 따르면 70년에는 약 2100천만 톤의 디젤 또는 이에 상응하는 양의 디젤이 필요할 것입니다. 그리고 현재 우리는 이미 70천만 톤의 바이오디젤을 생산하고 있으며, 우리는 전기를 사용하는 지상 교통 수단에 그 대부분을 낭비하고 있습니다.

그러나 이는 해양산업과 에너지용 수소가 불가피한 상황을 파악하지 못한 경우임이 분명합니다. ICCT와 같은 조직에서는 여전히 액체 수소를 포함하여 운송 연구를 위해 수소를 사용하고 있습니다. 이는 작업하기가 너무 어려워 로켓 산업이 액체 메탄에서 벗어나고 있습니다. 그리고 해양 산업은 현재 제품이 기존 해양 연료만큼 저렴하고, 청정 연소가 가능하며, 그 정도가 사실이며, 저탄소 연료라는 주장으로 암모니아와 메탄올 로비스트의 유혹을 받아 왔습니다. — 그것은 그것을 만드는 데 따른 매우 높은 상류 탄소 부채를 무시합니다. 그리고 실제로 저탄소 잠에서 깨어나는 버전은 미래에 저렴할 것입니다 — 완전하고 완전히 뻔뻔한 거짓말입니다.

결과적으로 AP Moller-Maersk와 같은 대규모 해운 문제는 다음과 같이 작동할 수 있는 이중 연료 선박에 돈을 낭비하고 있습니다. 메탄올 또는 암모니아, LNG 선박은 매우 근시안적인 성장 산업입니다. 그리고 Maersk는 대부분 합성 메탄올이 아닌 바이오메탄올에 대해 계약을 맺고 있습니다. 따라서 이는 실제로 수소 옹호자들에게는 좋은 소식이 아니라 나쁜 소식입니다. 경제 상황은 결과가 좋아질 것입니다. 국제에너지기구(IEA)는 2023년 말에 다음과 같은 다소 놀라운 보고서를 발표했습니다. 전자 연료. 한 공정에서 이산화탄소를 생성하고 다른 공정에서는 녹색 수소와 함께 사용되는 완전히 새로운 통합 산업 시설에 사용되는 완전히 새로운 풍력 및 태양열 발전 단지에서 나오는 매우 낙관적인 전기 비용에도 불구하고 녹색 연료는 현재 해상 연료 비용의 4~6배였습니다. 바이오 연료보다 두 배 더 비쌉니다.

나는 현재 가장 저렴한 전해조, 발전소 수치의 표준 균형, 지구상에서 가장 저렴하고 가장 이용 가능한 전기인 퀘벡의 MWh당 미화 49달러, 연중무휴, 상각 수력 발전 및 송전을 사용하여 상향식 비용 조사를 수행했으며, IEA와 동일한 범위의 합성 연료를 사용합니다.

그러나 전해조는 점점 더 저렴해질 것이라고 좌절한 수소 지지자들은 외쳤다. 그것은 중요하지 않습니다. 아마도 비용 대비 8% 정도일 것이므로, 무료로 제공한다고 해도 합성 연료가 크게 저렴해지지는 않을 것입니다. 그러나 전기는 무료가 될 것이라고 지지자들은 외쳤다. 아니요, 여전히 전송, 배포, 고정이 필요하며 수익을 창출하려면 이를 만드는 조직이 필요합니다. 일정 기간 동안 더 저렴한 전기를 사용할 수 있지만 e-연료 발전소의 자본 비용이 너무 높을 경우 훨씬 더 높은 용량 요소로 운영해야 합니다.

따라서 운송을 위한 수소가 없습니다. 하지만 분명히 하늘에 있을까요? 항공우주 산업의 일부인 우주 산업은 액체 수소를 다루기가 너무 어렵기 때문에 액체 수소로부터 멀어지려고 노력하고 있다는 것을 기억하십시오. 고도로 훈련된 전문가들에 의해 가끔 로켓을 운용하는 것은 상업용 항공에서 복제 가능한 솔루션이 아닙니다. 기체 형태의 순수 수소는 항공기 기내에서 충분한 에너지를 얻을 수 없습니다. 액체 형태에서는 약 273° 더 따뜻한 온도(섭씨 단위)를 선호하는 승객을 위한 동체 내부에 구근 모양의 탱크가 필요합니다. 이 구근형 탱크는 승객과 승무원의 안전을 위해 항공기 뒤쪽에 있어야 합니다. 따라서 탱크가 비면 비행기는 무거워져 하늘에서 떨어질 것입니다. 수소항공 인증에는 길이 없습니다. 대체 항공기 설계는 현재 공항에 적합하지 않습니다. 그리고 공항에서는 액체 수소를 다루는 데 엄청난 비용과 어려움이 있을 것입니다.

하지만 항공업계 역시 수소와 수소로 만든 파생상품에 대한 메모를 받지도, 이해하지도 못하고 있다. IEA는 합성 연료가 현재 연료보다 훨씬 더 비싸다는 사실을 발견했습니다. 그러나 그것은 최선의 시나리오였습니다. 현재 현실은 25개의 유럽 합성 지속 가능한 항공 연료 제안이 비용을 지불할 의사가 있는 항공사를 찾을 수 없다는 것입니다. 현재 e등유 가격의 10배. 결과적으로 이러한 제안은 최종 투자 결정에 도달하지 못했습니다. 이는 비료용 암모니아, 탈탄소화를 위한 명확하고 긴급한 요구 사항이 아닌 사실상 모든 녹색 수소 제안과 공통적으로 공유하는 것입니다.

그렇다면 항공기는 무엇으로 운행될까요? 당연히 항공 산업은 이미 수백만 톤의 지속 가능한 항공 바이오 연료를 구매하고 있으며 용량은 정기적으로 증가하고 있습니다. 다시 한번, 화석 등유의 역사적 비용보다 2~2.5배 더 비싸지만, 이는 합성 연료의 경우 최상의 비용의 절반이고, 엄격하게 비용이 책정된 제안서의 현재 비용의 XNUMX분의 XNUMX입니다.

그리고 다시 한번, 배터리는 업계에서 인정하거나 심지어 실현하려는 것보다 목적에 훨씬 더 적합합니다. 특히 전환 및 예비 에너지가 온보드 발전기를 사용하여 바이오 연료의 형태로 될 수 있는 하이브리드 모델의 경우 더욱 그렇습니다. 2023년에는 하이브리드 항공기 12시간 동안 비행했다 착륙하기 전에 방향 전환과 예비가 남았습니다. Heart Aerospace는 사용 가능한 범위가 30km인 400인승 하이브리드 터보프롭에 대해 수백 건의 주문을 받았습니다. 2023년 연구에서는 현재 배터리 기술을 사용하면 최대 100명의 승객용 터보프롭이 XNUMXkm의 주행 거리를 가질 수 있다는 현실을 보여주기 시작했습니다.

실리콘 화학이 포함된 바이오 연료를 통해 전환 및 예비를 제공하면 3,000km의 주행 거리에 대한 잠재력이 존재합니다. 이러한 화학 물질이 CATL의 500Wh/kg의 99배 또는 XNUMX배에 불과하더라도, 대륙 내 항공의 방대한 양은 전자를 사용하여 XNUMX%의 시간을 운영할 수 있습니다. 이 모델에서는 항공 속도가 느려지지만 훨씬 더 조용하고 저렴하며 효율적이므로 다른 모든 운송 수단과 마찬가지로 경제적으로 승리할 것입니다.

2100년까지의 항공 전망에 따르면 훨씬 더 현실적이고 낮은 항공 성장 전망을 바탕으로 110년에는 2100억 XNUMX천만 톤의 바이오 연료만 필요할 것입니다.

그리고 분명히 말하면, 바이오연료는 폐기물 바이오매스로부터 만들어질 수 있습니다. 건조된 바이오매스 0.4톤당 약 2.5톤의 바이오연료를 만들 수 있습니다. 폐기물 바이오매스가 충분한가요? 전 세계적으로 음식물 쓰레기가 1.5억 톤에 달하고, 유럽에서만 가축 배설물이 XNUMX억 톤에 달합니다. 첫번째 알코올을 제트 연료로 미국 조지아주에서 연간 9만톤의 생산을 목표로 하는 공장이 막 문을 열었습니다. 그 알코올은 거의 모든 바이오매스를 발효 및 증류한 바이오매스로 만들어지지만 현재 대부분 중서부 옥수수에서 공급됩니다. 알코올-제트 연료 공장이 최종 투자 결정을 내렸으며 수소-제트 연료 공장이 그 이정표를 달성할 수 없다는 사실이 업계가 어떤 방향으로 갈 것인지를 알려주는 핵심 지표가 되어야 합니다.

이로써 에너지 로드를 위한 수소의 종말이 다가왔습니다. 그것은 이미 잃어버린 경전차이며, 상대적인 광신자들만이 그렇지 않은 척하고 있습니다. 버스는 잊혀진 결론입니다. 총 50,000대의 적은 수의 지게차는 연간 백만 개가 넘는 배터리 전기 판매량에 비해 왜소해 보입니다. Run on Less와 같은 트럭 운송 총 소유 비용 연구 및 테스트를 통해 트럭 운송 수소가 없을 것임을 분명히 알 수 있지만 일부 사람들은 아직 메모를 받지 못했습니다. 그리드 저장은 분자의 막다른 골목입니다. 그리고 가연성 연료, 항공 및 운송 분야의 마지막이자 점점 줄어들고 있는 시장에서도 수소는 솔루션의 일부가 될 수 있는 실질적인 희망이 없습니다.

에너지용 수소 이야기는 2024년에 끝날까요? 아니요, 물론 그렇지 않습니다. 25년간의 관료주의와 평판, 투자에는 이미 더 잘 작동하고 현재 더 저렴하며 앞으로도 더 저렴하게 유지될 대안과 비교하여 전체 아이디어가 고려되는 모든 부문에서 치명적인 결함이 있다는 것이 명백해지는 시대를 훨씬 지나도 계속 지속될 관성이 있습니다.

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• 출처: https://cleantechnica.com/2024/02/04/the-devolution-of-hydrogen-for-energy-over-25-years-is-a-fascinating-tale/