MELD U AAN VOOR dagelijkse nieuwsupdates van CleanTechnica op e-mail. Of volg ons op Google Nieuws!

Ongeveer 25 jaar geleden was waterstof de voorkeursoplossing van klimaatbewuste technocraten en politici, en met goede reden. Op het gebied van koolstofarme energiedragers was er destijds eigenlijk niet veel keuze. Batterijen waren goed genoeg voor laptops en telefoons, maar het was duidelijk dat niemand er transport, verwarming of elektriciteitsopslag mee zou gaan doen.

En bovendien kun je waterstof maken met elektriciteit, iets dat voor het eerst werd gedaan in 1800, en al in groep 4 een hoofdbestanddeel van de wetenschapslessen voor kinderen. Makkelijk te maken, hoge energiedichtheid en je hoefde het spul niet eens te verbranden. Je zou brandstofcellen kunnen gebruiken, en nogmaals, dat was echt oude technologie, waarvan de eerste in 1842 werd gebouwd, en brandstofcellen die al in 1962 in Gemini-ruimtevaartuigen werden gebruikt. Wat is er niet om van te houden?

De sfeer werd het best weergegeven door de Amerikaanse econoom en sociaal theoreticus Jeremy Rifkin in zijn boek De waterstofeconomie: de totstandkoming van het wereldwijde energieweb en de herverdeling van energie op aarde. Wat is dat? Weet je de rest van de titel niet meer? Niemand doet.

Het is de moeite waard erop te wijzen dat Rifkin, hoewel ongetwijfeld briljant en een groot denker, geen noemenswaardige technische of wetenschappelijke vaardigheden heeft. Hij heeft nooit een rigoureus onderzoek gedaan naar de kosten van waterstofelektrolysefaciliteiten, duurzame energie en de kosten van het elektriciteitsnet, en hij heeft ook nooit diepgaand de implicaties van de distributie van waterstof doorgenomen. Hij werd verleid door het molecuul en had een grote invloed op dit gebied, zowel in Europa als in Amerika. Zo kreeg hij bijvoorbeeld de toenmalige voorzitter van de Europese Commissie zover dat hij zich engageerde voor een onderzoeks- en ontwikkelingsplan ter waarde van meerdere miljarden euro's om van Europa een groene waterstofsupermacht te maken.

Is hij nog steeds zo optimistisch over waterstof als in 2002, toen het boek verscheen? Niet zo veel. Uit opmerkingen van het afgelopen jaar is gebleken dat hij zich heeft teruggetrokken naar een positie waarin alleen de langeafstandslogistiek nog enige behoefte ziet aan voertuigen met waterstofbrandstofcellen. Hij heeft nog niet de volledige memo ontvangen.

Al in 2005 was het duidelijk dat er ernstige problemen waren met deze visie. IJsland liep drie waterstofbussen voor vier jaar, uiteraard gefinancierd met EU-geld voor een bedrag van 12 miljoen euro in 2023. Hebben ze de bussen op de weg gehouden toen het geld op was? Geen kans. Veel te duur, veel te storingsgevoelig.

Is er sindsdien iets veranderd met waterstofbussen? Ja, er zijn op meerdere continenten waterstofbusproeven geweest die de IJslandse ervaring hebben nagebootst. Veel overheidsgeld, zeer hoge brandstofkosten, zeer hoge onderhoudskosten, stopzetting als de financiering wordt ingetrokken.

Onlangs heb ik de recentere zes jaar ervaring in Californië doorgenomen en ontdekt dat hun brandstofcelbussen na een aantal jaren in gebruik veel duurder zijn geworden 50% meer per jaar om te onderhouden dan hun dieselbussen, en ongeveer twee keer zoveel als hun batterij-elektrische bussen. Bovendien waren de waterstoftankstations in Californië in de afgelopen zes maanden waarvoor gegevens werden verzameld, de eerste helft van 2021, na jarenlang in bedrijf te zijn geweest, waarin citroenen hadden moeten worden geëlimineerd en het onderhoud moest worden geoptimaliseerd, 20% meer uren buiten dienst dan ze feitelijk waterstof aan het pompen waren. en waren duur 30% van de kapitaaluitgaven per jaar aan onderhoud, een orde van grootte boven de veronderstelde kosten.

Ondertussen hebben elektrische bussen de wereld overgenomen. In China zijn er bijna 700,000 op de weg, vergeleken met een paar duizend brandstofcelbussen, vooral in Foshan, een stad die de industriële en exportpolitieke keuze heeft gemaakt om zich te concentreren op waterstof voor transport. Zelfs Foshan heeft echter meer batterij-elektrische bussen dan brandstofcelbussen. Europa koopt jaarlijks duizenden brandstofcelbussen, waarvan ongeveer een derde met minstens Chinese frames, aandrijflijnen, motoren en batterijen, en vaak wordt de hele bus van de andere kant van de wereld geleverd. Afrikaanse landen kopen duizenden elektrische bussen, geen waterstof-brandstofcelbussen. India heeft er al duizenden op zijn wegen en mikt op 50,000 in 2027.

Dat weerhoudt vervoersbedrijven, gefinancierd door overheidsgeld op verschillende niveaus, er niet van om in de problemen te komen door waterstofbussen te kopen. Het laatste lijkt Spanje te zijn, waar de vijf Mallorcaanse bussen ongebruikt en onbruikbaar hebben gestaan ​​omdat koelmiddel naar binnen lekte en de brandstofcellen vernielde. Een van de vele problemen met waterstofvoertuigen is dat brandstofcellen zuivere waterstof en behoorlijk zuivere lucht nodig hebben en zeer intolerant zijn. van al het andere – en slechts vier van de acht Barcelona-bussen zijn operationeel, ongeveer achttien maanden nadat ze aankwamen. Ondanks deze mislukkingen en het succes van hun elektrische bussen op batterijen, bestelt Barcelona met EU-financiering meer waterstofcitroenen.

In de jaren 2000 had Formula Student, een mondiaal initiatief waarbij studenten werktuigbouwkunde op verschillende scholen kleine auto's bouwen en concurreren op ongeveer vijftien verschillende criteria, waaronder acceleratie, rijgedrag, economische levensvatbaarheid en dergelijke, een nieuwe categorie voor voertuigen met nulemissie. Tien jaar lang kozen een aantal scholen voor waterstof en een aantal voor batterijen. Aan het einde van het decennium vormden batterij-elektrische auto's een bedreiging voor de conventionele verbrandingsmotoren. Begin 2010 won er één overall. Vorig jaar accelereerde een batterij-elektrische nieuwkomer in 100 seconden van 0.956 naar 12.3 km/u over een afstand van XNUMX meter. Vorig jaar was er nog precies één nieuwkomer op het gebied van waterstof over, en dat zal waarschijnlijk niet zo blijven.

In 2003 zijn een aantal zaken het vermelden waard. Amory Lovins, die geweldig werk deed en het KMI oprichtte, dacht dat waterstof het antwoord was, ook voor zijn Hypercar, een van zijn weinige analysefouten, aangezien de Hypercar een hyperefficiënt haarshirt in voertuigvorm was. Ondertussen werd aan de andere kant van de Rockies Tesla opgericht met het uitgangspunt dat ze volledig elektrische auto’s gingen bouwen waar bestuurders van zouden watertanden.

De oorspronkelijke oplage van 2,500 exemplaren van de Roadster was zo snel uitverkocht als ze van de fabrieksvloer konden krijgen, en de meeste waren zelfs al voorverkocht. De komst van de Tesla Model S in 2012 was de doodsklok voor de auto met verbrandingsmotor. Toyota begreep dit duidelijk niet en introduceerde in 2014 de op waterstof aangedreven Mirai. Ruim de helft van de 23,000 geleverde exemplaren werd in de VS verkocht, met name in Californië, waar de eerder genoemde vaak niet werkende waterstoftankstations stonden. De verkoop van waterstof uit die stations maakt duidelijk dat de waterstofvoertuigen in Californië gemiddeld 15 kilometer per dag afleggen, ruim onder de 37 kilometer per dag die Amerikanen doorgaans rijden.

Nu zijn we op een punt aangekomen waarop elke oude fabrikant en een heleboel nieuwe, vooral uit China maar ook Vietnam, meerdere elektrische auto's in hun assortiment hebben en slechts een paar nog steeds de schone brandende fakkel voor waterstof vasthouden. Sommigen, zoals Toyota, neigen naar hybrides, maar de meeste gaan volledig elektrisch. Het is moeilijk om een ​​serieuze analist te vinden die denkt dat er plaats is voor waterstof in lichte voertuigen, ook al blijven bedrijven als Ballard en Plug Power het tegendeel beweren.

Een van de grote verwachtingen van gasbedrijven is dat ze de komende decennia waterstof via hun pijpleidingen naar huizen en gebouwen zullen pompen voor verwarming en koken. Ze willen beginnen met het mengen van waterstof in pijpleidingen met aardgas in wat om een ​​paar voor de hand liggende technische redenen homeopathische hoeveelheden zouden moeten zijn. Ze hebben veel geld geïnvesteerd in pogingen om politici ervan te overtuigen dat dit een redelijk idee is, terwijl dat in werkelijkheid niet zo is.

Veel waterstofliefhebbers keken er naar uit om op gas te blijven koken, zij het met een lichter blauwe vlam. Ze dachten niet na over de implicaties van het hebben van een gas in hun huis dat veel brandbaarder is over een veel breder bereik van concentraties, dat zou ontbranden bij vonken bij lagere temperaturen en waaraan geen geurstoffen konden worden toegevoegd. Veiligheidsstudies maken duidelijk dat de kans op explosies en schade vier keer groter is dan die van aardgas, iets dat momenteel in de VS zo'n 4,000 gebouwen per jaar vernietigt.

Zelfs het op waterstof gerichte Japan besefte dat dit dwaas was, vandaar de reden dat enkele van de grootste warmtepompbedrijven ter wereld Japanners zijn, waaronder Mitsubishi en Daikin. Als je door veel delen van de wereld reist die niet tot Europa of Noord-Amerika behoren, is de kans veel groter dat je inductiekookplaten tegenkomt dan wat dan ook.

Terwijl voor koolstofarme waterstof óf de helft van de energie in aardgas tegen hoge kosten moet worden weggegooid, waardoor de kosten van warmte verdrievoudigen of meer, óf groene waterstof moet worden gemaakt uit koolstofarme elektriciteit tegen nog hogere kosten, krijgen warmtepompen drie eenheden energie. warmte uit de omgeving voor één eenheid elektriciteit. Gemiddeld zijn ze vier keer efficiënter dan aardgasovens, waardoor de verwarmingskosten op veel plaatsen worden verlaagd en er ook airconditioning is. En inductiekookplaten verwarmen alleen de pot of pan, waardoor de onmiddellijke warmte van gasfornuizen wordt geleverd zonder de risico's en met meer efficiëntie dan oudere elektrische kookplaten.

Er zijn nu 54 onafhankelijke onderzoeken die duidelijk maken dat waterstof geen plaats heeft in woningen of bedrijfsgebouwen. En als het geen plaats heeft in gebouwen, is er geen toekomst voor gasbedrijven en zal er geen handig en goedkoop waterstofnetwerk zijn dat voor een groot aantal doeleinden door steden loopt. Dromen over het gebruik van dat niet-bestaande netwerk om waterstof naar vrachtwagenstopplaatsen te brengen, zijn precies dat: dromen. Stadsverwarmings- en -koelingssystemen die steeds vaker gebruik maken van enorme grond- of waterwarmtepompen vormen een veel groter groeisegment.

Er is een sterke trend aan het ontstaan, nietwaar? Die wijdverbreide waterstof voor de energie-economie wordt elk jaar kleiner en beperkter.

We zijn nu op een punt aangekomen waar er nog maar een paar plekken zijn waar nog hoop bestaat op waterstof. Hoewel bussen een beantwoorde vraag zijn waarbij waterstof alleen in leven wordt gehouden door langlopende overheidsbureaucratieën die zijn gecreëerd om geld uit te delen voor waterstoftransport, beschouwen velen vrachtvervoer als een voor de hand liggende oplossing. Het is lang niet zo voor de hand liggend als je eenmaal duidelijker naar de gegevens gaat kijken.

Er zijn nu meerdere fabrikanten van zware vrachtwagens die elektrische semi-tractoren op batterijen leveren, waaronder Tesla. En natuurlijk presteert Tesla ver boven de rest voor een lagere prijs, waarbij gebruik wordt gemaakt van de enorme schaalvoordelen voor batterijen, elektromotoren, energiebeheersystemen en krachtig snelladen die zijn dominantie in lichte elektrische voertuigen biedt. Het vermeed ook de valkuil waar andere fabrikanten in trapten om te bezuinigen door bestaande semi-ladderframes te hergebruiken in plaats van het voertuig van de grond af aan op te bouwen om elektrisch te zijn.

Dat is de reden waarom de Tesla-trucks tijdens de NACFE Run on Less van september 2023 volle dagen konden werken, waarbij ze meer dan 1,000 kilometer aflegden met een paar oplaadpauzes. Tesla maakt de oplaadstandaard op megawattschaal voor zijn Supercharger-netwerk, en onthoud dat in Noord-Amerika de stekker van Tesla nu de standaard is. Oudere vrachtwagenfabrikanten hebben een keuze. Ze kunnen Tesla volgen op de puur elektrische weg, of blijven rommelen met batterijen, waterstof of diesel in het frame dat alleen voor laatstgenoemde energiedrager is geoptimaliseerd. Als ze volhouden, zullen hun vrachtwagens duurder en minder capabel zijn dan niet alleen Tesla's, maar ook Chinese voertuigen.

Recente onderzoeken naar de totale eigendomskosten, inclusief de fatale gebreken Inspanning van de Internationale Raad voor Schoon Transport in november 2023 We hebben alle duimen op de schaal gelegd die mogelijk is voor vrachtwagenvervoer op waterstof en kwamen er nog steeds achter dat batterij-elektrische vrachtwagens in elke categorie van vrachtvervoer, van de lichtste tot de zwaarste, de beste TCO hebben, lager dan diesel en lager dan waterstof, waarbij zelfs de duimen intact blijven. In die onderzoeken is ook 3% en 4% van de kapitaaluitgaven voor tankstations gebruikt als jaarlijkse onderhoudskosten, gebaseerd op schattingen uit het midden van de jaren 2010 die in rapport na rapport werden vastgelegd omdat niemand de moeite nam om naar de echte onderhoudsgegevens te kijken. die verkrijgbaar was vanuit Europa en Californië. Zoals opgemerkt is 30% afkomstig uit de ervaring van Californië, wat meer dan 9 dollar per kilogram toevoegt die op zichzelf wordt verstrekt.

Organisaties die zich niet realiseren dat batterij-elektrisch al gewonnen heeft, doen alsof vrachtwagens niet ver genoeg kunnen rijden of dat batterijen te zwaar zijn. Het ICCT denkt opnieuw dat batterijen tot 500 geen energiedichtheid van 2050 wattuur per kilogram zullen bereiken, het dubbele van die van Tesla. Ondertussen heeft 's werelds grootste batterijfabrikant, CATL, in 500 een batterij van 2023 Wh/kg uitgebracht. Daarmee kan een Tesla Semi reis 750 mijl tussen oplaadbeurten terwijl u veel minder weegt, of reis 1,000 mijl met dezelfde volkomen redelijke 2% tot 3% extra gewichtstoeslag. En siliciumchemie die nu al op de markt wordt gebracht, belooft de energiedichtheid van CATL te verdubbelen en dus een groter bereik, lagere gewichten of beide.

Ik ben nu betrokken bij een evaluatiegroep van een onderzoek naar de totale eigendomskosten voor het Europese vrachtvervoer, de reden dat ik ging kijken naar het onderhoud van bussen en tankstations in Californië. Een van mijn opmerkingen was dat bepaalde combinaties van voertuigen, zoals waterstof- en lichte voertuigen, moeten worden uitgesloten nu dat debat voorbij is, maar dat waterstof voor vrachtwagens binnen moet blijven omdat sommige mensen weigeren de realiteit te accepteren en er dus mee naar huis rijden. een ander onderzoek is nog steeds nuttig.

En dan is er nog de heavyrail. Die vraag is ook beantwoord. Buiten Noord-Amerika gaat de wereld gewoon door met het elektrificeren van de delen van het spoorwegnet die nog geen bovenleiding hebben. India verwacht in 100 2024% geëlektrificeerd te zijn en daarmee de wereldleider te zijn. Het hele enorme en groeiende Chinese hogesnelheidsnetwerk is geëlektrificeerd, evenals de hogesnelheidsspoorsystemen in Indonesië en Marokko. China levert vracht naar Europa via volledig geëlektrificeerde spoorlijnen.

En ook hier zijn onderzoeken naar de totale eigendomskosten duidelijk. Baden-Würtemberg heeft het goed gedaan. Ze schakelden een spreadsheet-jockey met scherpe ogen in en vertelden hen dat ze netgekoppelde, batterij-elektrische en waterstofrailsystemen en hybrides daarvan moesten vergelijken. Het antwoord kwam terug dat waar ze geen bovenleiding konden aanleggen omdat het te duur was, meestal bruggen en tunnels gebouwd zonder bovenleiding en de lijnen waar er veel van waren, batterijen bijna net zo goedkoop waren als bovenleiding, terwijl waterstof dat wel was. drie keer zo duur. Ondertussen gebruikten ze in het naburige Nedersaksen een deel van dat mooie overheidsgeld, ongeveer €14 miljoen per trein, om waterstoftreinen te kopen en een jaar nadat ze bij hen in dienst waren gekomen, kondigden ze aan dat ze nooit meer waterstoftreinen zouden kopen.

De VS zullen ook het spoor gaan elektrificeren, en Mexico en Canada meeslepen naar de 21e eeuw van het spoor, maar niet voordat er zoveel mogelijk tijd is verspild met het schrappen van wat Wall Street-analisten elke drie maanden willen horen.

Hmmm… geen vraag naar waterstof over land. Helemaal niet. En omdat hernieuwbare energiebronnen alle energie leveren, is er in het elektriciteitssysteem helemaal geen ruimte meer voor waterstof. Hoewel het niet op de infographic staat, omdat de ruimte het niet toeliet, laten we het daar toch over hebben. Als we de klimaatverandering willen oplossen, moeten alle steenkool, aardgas en olie die vandaag de dag voor elektriciteit worden verbrand, verdwijnen. Het idee van CO2-afvang door elektriciteitscentrales is uitgeprobeerd, en het is veel duurder en minder effectief dan welke rationele actoren dan ook bereid zijn te overwegen.

We bevinden ons nu in het eindspel van een kwart eeuw van helaas misplaatst energiebeleid, dat voor een groot deel op gang is gebracht door het boek van Rifkin en dat er in Europa en Noord-Amerika bekeringen zijn geweest.

Maar wacht, zeggen de voorstanders van waterstof. We hebben waterstof nodig voor de opslag van elektriciteit! Welnee. Dat is eigenlijk een opgelost probleem, met uitzondering van de wekenlange pauzes in zonneschijn en wind op continentschaal, die slechts om de paar decennia voorkomen. Zelfs in de archipelstaat Groot-Brittannië blijkt uit modellering dat dit slechts om de tien jaar een aanzienlijk probleem is.

Voor opslag met een snelle respons en korte duur, het soort dat geweldig is voor pieken en het afvlakken van piekvermogen, maar ook voor het verplaatsen van zonne-energie een paar uur in de toekomst, zijn dezelfde steeds goedkopere batterijen in een steeds grotere verscheidenheid aan chemie volkomen geschikt . Voor langere opslag geldt hetzelfde gepompte hydro dat werd gebouwd om kerncentrales 's nachts iets te doen te geven en dat 93% van de huidige energieopslag op het elektriciteitsnet vertegenwoordigt, dekt vrij gemakkelijk vier tot 24 uur opslag.

China begrijpt dit. Er is al 58 GW aan pompwaterkracht gebouwd, met waarschijnlijk 600 GWh tot meer dan een TWh aan energiecapaciteit. Het land is bezig met de bouw of heeft plannen voor nog eens 365 GW aan capaciteit, wat neerkomt op 4 tot 8 TWh aan energieopslag tegen 2030. De rest van de wereld is ook bewust geworden van deze oude oplossing. De greenfield off-river, closed-loop gepompte hydro-atlas van de Australia National University krijgt ongetwijfeld een grote klus. Ze hebben een paar jaar geleden onderzoek gedaan naar alle locaties waar kleine bovenste en onderste reservoirs redelijk dicht bij elkaar konden worden geplaatst, waarbij beken en rivieren werden vermeden, met meer dan 400 meter hoogte om veel energie te leveren, dichtbij transmissie en buiten beschermde gebieden. . Een aantal lege gebieden op de kaart, zoals Siberië, beschikte gewoon niet over goede gegevens, maar beschikte ongetwijfeld over veel hulpbronnen.

De ANU schat dat er op deze geïdentificeerde locaties honderd keer zoveel energieopslagbronnen beschikbaar zijn voor de eindtoestand van volledige elektrificatie, en tweehonderd keer in Noord-Amerika. En met HVDC-transmissie hoeft de opslag zich niet vlak naast het opwekkings- of vraagcentrum te bevinden. Het gepompte waterkrachtsysteem van 100 GWh in Hong Kong bevindt zich bijvoorbeeld een paar honderd kilometer verderop op het vasteland van China.

Dan is er de opkomende technologie van redoxflow-batterijen, waarbij je grote tanks met chemicaliën kunt opschalen aan weerszijden van de tweeweg-brandstofcel-equivalente technologie in het midden en veel energie kunt opslaan. Er zijn al een handvol gecommercialiseerde oplossingen en er zijn er nog meer in ontwikkeling.

Het is eigenlijk alleen die 10 tot 50 jaar durende dunkeflaute waarin inefficiënte, moeilijk op te slaan en moeilijk te gebruiken waterstof nog steeds enige kans heeft om te spelen, en zelfs daar, als de vraag is: “Welk molecuul moeten we opslaan als strategische energiereserve?” het is moeilijk om geen betere alternatieven te vinden, zoals het opvangen van een deel van het methaan dat wordt uitgestoten door menselijk biomassa-afval op stortplaatsen en dergelijke, en het in bestaande strategische aardgasreserves stoppen. Je moet echt beginnen met het vinden van een use case voor waterstof, zoals de Britse studie van Sir Chris Llewellyn, waarin pompwaterkracht zonder nadenken werd weggegooid en het HVDC-interconnectpotentieel werd gebagatelliseerd, en vervolgens aankondigde dat groene waterstof daar het antwoord was, dus per definitie zou het zo zijn. ook een antwoord voor opslag met een kortere duur.

Er is dus heel weinig dat waterstof kan doen voor de energie op land, waar het overgrote deel van de energie wordt verbruikt. We zitten nu in de echt korte stappen, waarbij alleen industriële hitte, zeescheepvaart en luchtvaart nog overblijven als potentiële markten.

Maar 45% van de industriële warmte ligt onder de 200° Celsius en warmtepompen kunnen dat nu. Er zijn ontzettend veel organisaties die beter zouden moeten weten en beweren dat temperaturen boven de 200°C iets nodig hebben om te verbranden, maar dit is gewoon niet het geval. Weerstandsverwarming tot 600° is al op de markt. 70% van het Amerikaanse staal is afkomstig van schroot dat wordt gevoed door vlamboogovens die een hitte van 1,500° tot 3,000° kunnen genereren. Er zijn microgolf-, infrarood- en plasma-oplossingen. Er is een relatief klein aantal industriële verwarmingsbehoeften die de kenmerken van een open vlam nodig hebben, en nogmaals: biologisch methaan, dat op dit moment een groot klimaatprobleem is, is een redelijkere keuze dan moeilijk te maken, moeilijk op te slaan, moeilijk op te slaan. te distribueren en duur om waterstof te gebruiken.

Maar schepen hebben toch zeker brandstof nodig? Niet zoveel als je zou denken. Er zijn momenteel twee containerschepen met een capaciteit van 700 eenheden die routes van 1,000 kilometer (600 mijl) over de Yangtze varen. Er is een cruiseschip met plaats voor 1,000 passagiers dat drie uur durende tochten maakt in de Three Gorges. Er zijn talloze batterij-elektrische veerboten, nutsvaartuigen en sleepboten die al stilletjes door de binnen- en havenwateren varen. Alle binnenvaart en ongeveer tweederde van de korte vaart, zoals routes tussen Duitsland en Noorwegen, zijn volledig levensvatbaar met batterijen en waar iets geëlektrificeerd kan worden, zal dat ook zo zijn, eenvoudigweg omdat de operationele en onderhoudskosten zo laag zijn dat ze de rest van de scheepvaart opblazen. de totale kosten van eigendomselementen uit het water halen.

Maar dat laat nog steeds de grote schepen die de oceaan oversteken. Daar speelt waterstof toch zeker een rol? Nou, eerst het goede nieuws. Ongeveer 55% van de bulkvaart zal radicaal afnemen. Het grootste deel daarvan bestaat uit kolen, olie en gas in bulk, en dat verdwijnt in elke rationele wereld. De rest is ruw ijzererts, dat door gebruik te maken van groene elektriciteit en waterstof als manier om overtollige zuurstof uit het ijzer te verwijderen (en te ontroesten) in plaats van steenkool, het mogelijk zal maken dat veel meer ervan dicht bij de mijnen kan worden verwerkt. De containervaart zal stijgen, maar lang niet zoveel als de bulkvervoer daalt.

Tussen de elektrificatie van de kortere afstanden en het stopzetten van de langeafstandsvaart is er lang niet zoveel energie nodig. Mijn schatting is dat er in 70 ongeveer 2100 miljoen ton diesel of een equivalent daarvan nodig zal zijn. En op dit moment produceren we al 70 miljoen ton biodiesel, waarvan we het grootste deel verspillen aan grondtransport dat elektrificerend zal zijn.

Dit is echter duidelijk een geval waarin de maritieme industrie en de waterstof-energiesector het onvermijdelijke nog niet hebben bedacht. Organisaties als de ICCT doen nog steeds onderzoek naar waterstof voor de scheepvaart, inclusief vloeibare waterstof, iets dat zo moeilijk is om mee te werken dat de raketindustrie ervan afstapt naar vloeibaar methaan. En de maritieme industrie is verleid door lobbyisten voor ammoniak en methanol met beweringen dat hun huidige producten net zo goedkoop zijn als de bestaande maritieme brandstoffen – dat zijn ze niet –, dat ze schoon verbranden – zoveel is waar –, dat ze koolstofarm zijn. – dat voorbijgaat aan de zeer hoge koolstofschuld die gepaard gaat met de productie ervan – en dat koolstofarme ‘well-to-wake’-versies in de toekomst goedkoop zullen zijn – een volslagen schaamteloze leugen.

Als gevolg hiervan verspillen grote scheepvaartconcerns zoals AP Moller-Maersk geld aan dual-fuel schepen die kunnen varen methanol of ammoniaken LNG-schepen vormen een nogal kortzichtige groeisector. En Maersk doet vooral contracten voor biomethanol, niet voor synthetische methanol, dus dat is eigenlijk slecht nieuws voor voorstanders van waterstof, geen goed nieuws. De economie zal zich ontwikkelen zoals ze zich ontwikkelen. Het Internationale Energieagentschap (IEA) kwam eind 2023 met een nogal verbluffend rapport e-brandstoffen. Zelfs met hun zeer optimistische elektriciteitskosten van volledig nieuwe wind- en zonneparken die zijn toegewijd aan gloednieuwe geïntegreerde industriële faciliteiten die in het ene proces koolstofdioxide opwekten en in het andere proces met groene waterstof werden gebruikt, waren groene brandstoffen vier tot zes keer zo duur als de huidige maritieme brandstoffen. en twee keer zo duur als biobrandstoffen.

Ik heb bottom-up kostenonderzoeken gedaan met de momenteel goedkoopste elektrolysers, standaardbalans van fabriekscijfers en de goedkoopste, meest beschikbare elektriciteit ter wereld, Quebec's $ 49 per MWh, 24/7/365, afgeschreven waterkracht en transmissie, en kom bij synthetische brandstoffen in hetzelfde bereik als het IEA.

Maar elektrolyzers zullen goedkoper worden, roepen gefrustreerde voorstanders van waterstof. Het maakt niet uit. Ze kosten misschien 8% van de kosten, dus zelfs als je ze gratis maakt, zullen synthetische brandstoffen niet significant goedkoper worden. Maar elektriciteit zal gratis zijn, roepen voorstanders. Nee, het vereist nog steeds transmissie, distributie en versteviging, en de organisaties die het maken moeten winst maken. Er zal een deel van de tijd goedkopere elektriciteit beschikbaar zijn, maar wanneer de kapitaalkosten voor e-fuel centrales zo hoog zijn, moeten ze met veel hogere capaciteitsfactoren worden gebruikt.

Dus geen waterstof voor de scheepvaart. Maar zeker in de lucht? Vergeet niet dat de ruimtevaartindustrie, die deel uitmaakt van de lucht- en ruimtevaart, probeert afstand te nemen van vloeibare waterstof, omdat het zo moeilijk is om ermee om te gaan. Incidentele raketten omringd door hoogopgeleide specialisten zijn geen repliceerbare oplossing voor de commerciële luchtvaart. Zuivere waterstof in gasvorm kan niet genoeg energie aan boord van vliegtuigen krijgen. In vloeibare vorm zijn er bolvormige tanks in de romp nodig met passagiers die de voorkeur geven aan temperaturen die ongeveer 273° warmer zijn, en dat is in graden Celsius. Die bolvormige tanks moeten zich aan de achterkant van het vliegtuig bevinden voor de veiligheid van passagiers en bemanning, zodat het vliegtuig, als ze leeg raken, neuszwaar wordt en uit de lucht valt. Er is geen weg naar certificering voor de waterstofluchtvaart. Alternatieve vliegtuigontwerpen passen op geen enkele huidige luchthaven. En luchthavens zouden buitengewone kosten en uitdagingen hebben als het gaat om vloeibare waterstof.

Maar ook de luchtvaartindustrie heeft de nota over waterstof en derivaten daarvan niet ontvangen en begrepen. Ter herinnering: het IEA heeft vastgesteld dat synthetische brandstoffen veel duurder zouden zijn dan de huidige brandstoffen. Maar dat was in het beste geval. De huidige realiteit is dat de 25 Europese voorstellen voor synthetische duurzame vliegtuigbrandstof geen luchtvaartmaatschappijen hebben kunnen vinden die bereid zijn de huidige 10 keer de kosten van e-kerosine. Als gevolg hiervan hebben deze voorstellen nog geen definitieve investeringsbeslissing bereikt, iets wat ze gemeen hebben met vrijwel alle groene waterstofvoorstellen die niet voor ammoniak als meststof zijn bedoeld, een duidelijke en dringende vereiste voor het koolstofvrij maken.

Waar zullen vliegtuigen dan op rijden? Het is niet verwonderlijk dat de luchtvaartsector al miljoenen tonnen duurzame biobrandstoffen voor de luchtvaart koopt en dat de capaciteit regelmatig toeneemt. Hoewel ze 2 tot 2.5 keer duurder zijn dan de historische kosten voor fossiele kerosine, zijn ze opnieuw de helft van de beste kosten voor synthetische brandstoffen, en een kwart van de huidige kosten in voorstellen die rigoureus zijn doorberekend.

En nogmaals, batterijen zijn veel geschikter voor hun doel dan de industrie bereid lijkt te zijn toe te geven of zelfs maar te beseffen, vooral bij hybride modellen waarbij energie kan worden afgeleid en gereserveerd in de vorm van biobrandstoffen met een ingebouwde generator. In 2023 een hybride vliegtuig twaalf uur gevlogen voor de landing, en had omleiding en reserve over. Heart Aerospace heeft honderden bestellingen voor zijn hybride turboprop voor 30 passagiers met een bruikbaar bereik van 400 kilometer. Studies uit 2023 begonnen de realiteit aan te tonen dat turboprops voor maximaal 100 passagiers een bereik van duizend kilometer zouden kunnen hebben met de huidige batterijtechnologieën.

Er bestaat potentieel voor een actieradius van 3,000 kilometer met omleiding en reserve, mogelijk gemaakt door biobrandstoffen met siliciumchemie. Zelfs als deze chemie de 500 Wh/kg van CATL slechts verdubbelt of verdrievoudigt, kunnen enorme hoeveelheden luchtvaart binnen het continent 99% van de tijd op elektronen draaien. De luchtvaart zal in dit model langzamer zijn, maar veel stiller, goedkoper en efficiënter, zodat het uiteindelijk economisch zal winnen, net als bij elke andere vorm van transport.

In mijn projectie van de luchtvaart tot 2100, met veel realistischere, lagere projecties van de luchtvaartgroei, zal er in 110 slechts 2100 miljoen ton biobrandstoffen nodig zijn.

En voor alle duidelijkheid: biobrandstoffen kunnen worden gemaakt uit afvalbiomassa. Elke ton gedroogde biomassa kan ongeveer 0.4 ton biobrandstoffen opleveren. Hebben we voldoende afvalbiomassa? Dat doen we zeker, alleen al 2.5 miljard ton voedselverspilling wereldwijd, en 1.5 miljard ton veemest alleen al in Europa. De eerste alcohol tot vliegtuigbrandstof zojuist geopende fabriek in Georgia in de VS, een fabriek met een beoogde capaciteit van 9 miljoen ton per jaar. Die alcohol wordt gemaakt van biomassa die is gefermenteerd en gedistilleerd uit vrijwel elke biomassa, maar momenteel voornamelijk afkomstig is van maïs uit het Midwesten. Het feit dat een alcohol-tot-vliegtuigbrandstoffabriek de definitieve investeringsbeslissing heeft genomen en geen enkele waterstof-tot-vliegtuigbrandstoffabriek deze mijlpaal kan bereiken, zou een belangrijke indicator moeten zijn van welke kant de industrie op zal gaan.

En daarmee het einde van de waterstof-voor-energie-weg. Er zijn al lichte voertuigen verloren gegaan, terwijl alleen relatieve fanatici het tegendeel beweren. Bussen zijn een uitgemaakte zaak. Het kleine aantal vorkheftrucks, 50,000 in totaal, valt in het niet bij de verkoop van elektrische batterijen van meer dan een miljoen per jaar. Studies naar de totale eigendomskosten van vrachtwagens en tests zoals Run on Less maken duidelijk dat er geen waterstofvervoer zal zijn, maar sommige mensen hebben de memo nog niet ontvangen. Netopslag is een doodlopende weg voor het molecuul. En zelfs in de twee laatste en afnemende markten voor brandbare brandstoffen, de luchtvaart en de scheepvaart, heeft waterstof geen echte hoop om deel uit te maken van de oplossing.

Zal het waterstof-voor-energie-verhaal eindigen in 2024? Nee natuurlijk niet. 25 jaar bureaucratieën, reputaties en investeringen hebben een traagheid die het in stand zal houden, lang voorbij de tijd dat het duidelijk is dat het hele idee fataal gebrekkig is in elk segment dat het in overweging neemt vergeleken met alternatieven die al beter werken, vandaag de dag goedkoper zijn en goedkoper zullen blijven.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://cleantechnica.com/2024/02/04/the-devolution-of-hydrogen-for-energy-over-25-years-is-a-fascinating-tale/