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

Het komt ongelooflijk zelden voor dat waterstof als energiebron in de steek wordt gelaten in vergelijking met alternatieven. Er is een dorp in het Afrikaanse land Mali waar geologische waterstof door de grond omhoog stroomt en wordt verbrand om elektriciteit op te wekken voor het dorp met 4,000 inwoners.

En dan is er nog Prins George, British Columbia, die ik vooral ken als een afgelegen stad waar ik nog nooit ben geweest en die een ongelooflijke geschiedenis heeft in het verwelkomen van vluchtelingen. Een oude collega was van Prins George, die eind jaren zeventig Vietnamese vluchtelingen had omarmd die de wrede omstandigheden in dat land ontvluchtten. Het is niet verwonderlijk dat het land ook Oekraïense vluchtelingen heeft verwelkomd, waarvan ik er bij de laatste telling een paar honderd heb kunnen vinden.

Het is een stad met ongeveer 76,000 inwoners, ongeveer 500 kilometer van de oceaan en zo ver noordelijk als Edmonton, Alberta. De economie is een mix van gezondheidszorg, onderwijs, pulp en papier, een raffinaderij en een paar chemische fabrieken. Opmerkelijk genoeg voor een duidelijk afgelegen en niet erg grote stad was de gemiddelde leeftijd bij de laatste volkstelling 40 jaar, wat haar naar Canadese maatstaven jong en dynamisch maakt. Ze doen duidelijk iets goed om jongere mensen aan te trekken en te behouden. Dat gezegd hebbende, vond het grootste demografische segment van de groei tijdens de laatste twee tellingen plaats onder de bevolking van meer dan 65 jaar.

Het is een rit van 10 uur door bergachtig terrein, hemelsbreed ruim 500 kilometer, en het is niet op weg naar de Okanagan, dus ik ben er nog nooit geweest.

De chemische fabriek en raffinaderij vormen het centrum van dit feitelijk en ongewoon intelligente waterstof-voor-energieverhaal.

De chemische fabriek, Chemtrade, maakt natriumchloraat, een wit kristallijn poeder dat wordt gebruikt voor het maken van herbiciden, explosieven, kleurstoffen, cosmetica, farmaceutische producten, papier en andere chemicaliën. Zonder in de klantenlijsten van Chemtrade te duiken: het wordt gebruikt bij het bleken van papier, dus de plaatselijke pulp- en papierfabriek neemt er waarschijnlijk een groot deel van uit handen.

Het productieproces voor natriumchloraat is eenvoudig. Doe keukenzout in water. Leid er een elektrische stroom doorheen. Haal natriumchloraat uit de andere kant. Maar scherpe ogen zullen dat stukje over het laten lopen van een stroom door water, dat wil zeggen elektrolyse die waterstof maakt, hebben opgemerkt.

En dat is een bijproduct van de Chemtrade-fabriek, ongeveer 12 ton per dag. Dat is veel waterstof, en het bevindt zich in een kleine stad, ver weg van een plek waar geen ammoniak- of methanolfabriek staat, hoewel er wel een olieraffinaderij is.

Ter herinnering: waterstof is tegenwoordig een industriële grondstof. We vervaardigen ongeveer 120 miljoen ton van het spul, bijna geheel op de plaats waar het wordt gebruikt, omdat het zo duur is om het te verplaatsen.

De grootste verbruikers zijn olieraffinaderijen die het gebruiken om overtollig water uit ruwe olie te halen, zwavel uit ruwe olie te verwijderen en ruwe olie in lichtere en zwaardere componenten te kraken. Ruwe oliezand bevat veel overtollig water, zwavel en zwaarte, dus er is ontzettend veel waterstof nodig om te raffineren, ongeveer 7.7 kilogram per vat per jaar. beoordeling van een paar jaar geleden dat het een nieuw mes was in de hoop op de export van ruwe olie in Alberta in het tijdperk van de piek in de vraag naar olie en de emissieplafonds van de industrie.

Maar de Prince George-raffinaderij gebruikt lichte olie uit het noordoosten van BC, geen zware olie. De olie wordt conventioneel gepompt, dus het watergehalte is waarschijnlijk lager. Er is ook geen bewijs dat ik kon vinden dat het een hoog zwavelgehalte had. De vraag naar waterstof in de raffinaderij is met andere woorden niet groot. Omdat olieraffinaderijen zijn wat ze zijn, geven ze er sowieso de voorkeur aan om fossiele brandstoffen om te zetten in waterstof.

Dus geen natuurlijke afnemers van het overtollige waterstof waarvoor het het beste gebruikt kan worden: een industriële grondstof.

Ondanks het pleidooien van het Rocky Mountain Instituteis waterstof een tamelijk krachtig broeikasgas gebleken, zij het indirect. Het verstoort de afbraak van methaan in de atmosfeer, waardoor de persistentieperiode ervan wordt verlengd. Dat betekent dat elke ton waterstof die in de lucht vrijkomt, gelijk staat aan ongeveer 12 ton koolstofdioxide.

Met 12 ton waterstof per dag die uit de Chemtrade-fabriek wordt afgevoerd, is dat 144 ton CO2 per dag of ongeveer 53,000 ton per jaar. Oeps.

Chemtrade probeerde iets te bedenken dat met dit spul te maken had, maar zoals uit de snelle toelichting over waterstofverbruikers hierboven blijkt, zijn er nergens in de buurt van de fabriek natuurlijke klanten, en is Prins George ver verwijderd van vrijwel overal.

Ga Teralta binnen. Het is een in BC gevestigd bedrijf dat in 2021 is opgericht. Sommige dingen zijn onzin, zoals het leveren van waterstofgeneratoren voor de filmindustrie. Par voor de cursus voor BC's vreemde waterstof voor energiefixatie. We zijn de bakermat van de eeuwige mislukking, Ballard, die, zoals ik onlangs opmerkte, er gemiddeld in is geslaagd om te verliezen Sinds 55 jaarlijks 2000 miljoen dollar, een verbluffende 1.3 miljard dollar aan andermans geld, vaak van de overheid. Er is een heel vreemd ecosysteem van waterstof voor energiebedrijven in de stad. Gezien de dichtheid van het rubber rond de waterstof-voor-energie-bubbel, ga ik er niet van uit dat iemand hier mijn naam kent, ondanks dat ik lokaal ben.

Ik zal specifiek meer achtergrondverhalen over Teralta krijgen, want toevallig lunch ik morgen met de mede-oprichter aan zijn kant van False Creek in Olympic Village (dat op zeer verstandige wijze de hitte van afvalwater opvangt om tweederde van de stroombehoefte te verminderen voor verwarming van de duizenden flatbewoners, kantoren en brouwerijcafés in de buurt).

Op een gegeven moment kwam iemand van Teralta erachter dat waterstof uit bestaande industriële processen kwam, werd afgevoerd en dat dit een kans was.

Ze keken rond in een aantal datasets en een van de planten die ze vonden was de Chemtrade-fabriek in Prince George. Ze praatten met hen, krabden op hun hoofd, keken rond in de stad en rookten waarschijnlijk die kenmerkende geur van rotte eieren die uit de nabijgelegen pulp- en papierfabrieken kwamen. Destijds waren het er drie, maar Canfor, die ze alle drie exploiteerde, sloot vorig jaar een van de grotere.

Die geur is trouwens een bron van perverse trots, een soort nasaal Stockholm-syndroom, in de stad, waar memes ernaar verwijzen als de geur van geld en stukjes op sociale media plaatsen waarin de deugden ervan worden geprezen en erdoor worden verwelkomd. na een tijdje weg.

Pulp- en papierfabrieken zijn grote energieverbruikers. Een groot deel daarvan komt uit elektriciteit, en veel van de fabrieken hebben overeenkomsten met BC Hydro waardoor het nutsbedrijf hun thermische eenheden automatisch in blokken van 5 en 10 MW kan uitschakelen via het archaïsche groene scherm-elektriciteitsbeheersysteem via SCADA, de industriële voorloper van IoT en internet.

Een groot deel daarvan is afkomstig van de verbranding van aardgas. De specifieke kenmerken van elke molen zijn natuurlijk afhankelijk van de vraag of gas of elektriciteit goedkoper is, en vrijwel niets anders. In het geval van Prins George is het ontzettend veel aardgas. Waterstof verbrandt veel schoner dan aardgas.

Als het gemaakt is van water met behulp van koolstofarme elektriciteit, is het een brandbare brandstof met veel minder koolstof, ook al is het meestal oogstrelend duur, dus dat doen we nooit. Is de elektriciteit van Chemtrade koolstofarm? Moeilijk te zeggen. De elektriciteit van BC Hydro is zeer koolstofarm, omdat deze bijna volledig afkomstig is van oude waterkrachtcentrales. Maar FortisBC bedient ook Prince George en verbrandt aardgas in zijn aardgasfabrieken en levert aardgas aan consumenten om te verbranden. Het is van een afstand moeilijk te zeggen of Chemtrade een klant van FortisBC of HydroBC is, en het zou echt van belang zijn voor de ecologische voetafdruk van het proces. Maar toch is waterstof in dit geval een bijproduct en niet het beginpunt, dus misschien is het wel oké.

Nee, laten we het uitzoeken. FortisBC verbrandt aardgas. Ik neem aan dat ze gecombineerde cyclusgeneratoren gebruiken die ongeveer 400 gram CO2e/kWh produceren. Voeg daar nog eens 100 gram CO2e/kWh aan toe voor de upstream-methaanuitstoot, ervan uitgaande dat ze redelijk voorzichtig zijn in hun toeleveringsketen. Dus 500 gram CO2e/kWh.

Er is elektriciteit nodig om een kilogram natriumchloraat. Kijkend naar de chemische procesformule: NaCl + 3H₂O + 6e → NaClO₃ + 3H₂ – suggereert ongeveer 35 ton natriumchloraat per ton waterstof. Mondiale statistieken tonen aan dat de 3.6 miljoen ton natriumchloraatproductie 20 TWh elektriciteit verbruikt, dus ongeveer 6 MWh per ton. Andere bronnen suggereren hoger, maar ik ga voor de lagere.

Als FortisBC de elektriciteit levert, zou dat 105 ton CO2e zijn voor de elektriciteit voor de 35 ton natriumchloraat en de enkele ton waterstof. Ervan uitgaande dat dit per ton wordt verdeeld over natriumchloraat en waterstof, zou dit betekenen dat elke ton waterstof een koolstofschuld zou hebben van ongeveer 8.5 ton CO2e. Dat is veel hoger dan alleen maar het verbranden van aardgas voor warmte, wat een raar argument is dat FortisBC in zijn inzendingen heeft gebruikt om de elektrificatie te vertragen.

Lelijk, en daarom is FortisBC verwikkeld in een steeds wanhopiger reeks acties om, nou ja, het geheel van het koolstofvrij maken van de economie van BC op alle mogelijke manieren te bestrijden. Het is een van de belangrijkste bronnen van desinformatie en vertraging, en hun PR-afweergeschut is erg goed in hun zielvernietigende werk.

Je hoopt dat Chemtrade elektriciteit koopt van BC Hydro, dat 7.6 gram CO2e/kWh gebruikt, wat slechts een CO1.6-schuld van ongeveer 2 ton CO0.1e voor het proces zou opleveren en de gedeelde waterstof XNUMX ton zou zijn, veel lager dan het verbranden van aardgas. Maar wie weet, want nogmaals, het is allemaal een kwestie van de goedkoopste benodigdheden.

Hoe dan ook, Teralta heeft veel werk verricht met Chemtrade, Canfor, de stad, waarschijnlijk de provincie en waarschijnlijk anderen. Prins George had 150,000 dollar van de provincie ontvangen als onderdeel van haar waterstofstrategie om te zien of de stad een waterstofknooppunt kon worden. Ja, de provincie gooit voortdurend geld in waterstofprojecten, en doet dat al tientallen jaren, omdat ze gevangen zit in de illusie dat waterstof voor energie een enorme groeimogelijkheid zal zijn ter vervanging van de olie en het aardgas dat het wint en tevergeefs hoopt te vervoeren. naar China.

Prins George is of was mogelijk in het vizier van Andrew Forrester. De mijnbouwmiljardair Fortescue is geboeid door de vooruitzichten van waterstof als energiebron, ook al heeft zijn eigen mijnbouwbedrijf duidelijk gemaakt dat ze dat gewoon gaan doen. mijnen elektrificeren en geen geld en energie verspillen door er eerst waterstof van te maken. Er werden cijfers als $3 miljard rondgegooid voor investeringen in Prins George.

De premier van de provincie verscheen in Prins George voor de aankondiging van Chemtrade-Canfor-Teralta en zei dat de mondiale economische kansen op waterstof zouden kunnen groeien tot 305 miljard dollar.

Ja, in BC is dit een groot probleem. Ik was me er vaag van bewust.

Oké, dus we hebben een veronderstelde koolstofschuld van 0.1 ton CO2e voor waterstof. Het wordt opgevangen door Teralta en opgeruimd – waarbij het overtollige water grotendeels wordt verwijderd, een van die vervelende balansen van plantaardige dingen die de meeste waterstof voor energieberekeningen negeren – en een halve kilometer naar een van de Canfor-fabrieken wordt geleid via een roestvrijstalen buis van 20 centimeter. Die buis is ongeveer twintig keer duurder dan PVC-buizen die vaak voor aardgas worden gebruikt, een van de vele economische klappen die het verplaatsen van waterstof met zich meebrengt en die het in de meeste gevallen oneconomisch maken.

Maar dit is een speciaal geval, een van de weinige gevallen waarin dit uit de verf komt. Afvalwaterstof. Een grote aardgasbrander een halve kilometer verderop. Geen andere waterstofverbruikers in de buurt.

De waterstof wordt dus naar de papierfabriek geleid, gemengd met het aardgas en verbrand voor warmte. De casestudy suggereert dat het ongeveer 25% van het aardgas zal verdringen en jaarlijks ongeveer 700,000 ton CO2-uitstoot zal besparen. Dat houdt waarschijnlijk geen rekening met de stroomopwaartse methaanemissies van het aardgas dat de papierfabriek bereikt, en waarschijnlijk ook niet met de aangenomen schuld van 0.1 ton CO2e per ton waterstof, maar het is beslist beter dan het afblazen van de waterstof. en in plaats daarvan aardgas verbranden.

Het is een beetje Rube Goldberg, nietwaar? Dit daadwerkelijk verstandige gebruik van waterstof voor energie hangt af van een industrieel proces dat een beetje waterstof creëert als bijproduct van de belangrijkste productie-inspanningen en van een nabijgelegen aardgasverbrander. Er moest een geheel nieuwe, zij het kleine, chemische verwerkingsfabriek tussen de twee faciliteiten worden opgezet om de waterstof te reinigen. Het vergde ongetwijfeld ook aanpassingen aan de branders.

Er is niets bijzonders aan het chemische proces van pulp en papier, dat er verbrandingsgas voor nodig is. Het is slechts een warmtebron. Alle industriële hitte kan elektrificeren, behalve degene die verbrandingsgassen vereisen als onderdeel van het chemische proces, en die zijn vrij zeldzaam. De Canfor-fabrieken verbranden gas omdat het goedkoop is.

Die besparing van 700,000 ton CO2 (waarschijnlijk 800,000 ton CO2e) impliceert dat de enige fabriek in Canfor jaarlijks 3.2 miljoen ton CO2e produceert, en zelfs nadat de waterstof arriveert – deze is nog niet in bedrijf – nog steeds 2.4 miljoen ton CO2e per jaar zal produceren.

De cijfers uit de Teralta-casestudy suggereren dat ze ongeveer 2 miljoen gigajoule aardgas per jaar verbruiken. Dat is ongeveer 600 GWh per jaar of ongeveer 70 MW aan stroom als ze 24/7/365 draaien. Niet-triviale hoeveelheden elektriciteit, maar laten we aannemen dat ze die van BC Hydro krijgen tegen een zeer lage CO2e per kWh.

7.6 gram CO2e per kWh is 7.6 kilogram per MWh en 7.6 ton per GWh. Dat suggereert dat als ze de pulp- en papierfabriek zouden elektrificeren, ze ongeveer 4,500 ton CO2e per jaar zouden produceren.

Dus het elektrificeren van de centrale zou, als dat fiscaal en technisch haalbaar zou zijn, ongeveer 3.2 miljoen ton CO2e per jaar besparen, en de inspanningen op het gebied van waterstof zullen ongeveer 0.8 miljoen ton per jaar besparen.

De 53,000 en 700,000 vermeden tonnen met de waterstofaanpak verbleken in vergelijking. Echte decarbonisatie is elektrificatie met duurzaam opgewekte elektriciteit. Maar het vermijden van 700,000 ton per jaar is beter dan een schop tegen het hoofd met een bevroren mukluk, zoals we hier in het ijskoude noorden zeggen als we in onze iglo's rond de zeehondenolielampen kruipen.

Is het financieel haalbaar om over te stappen op elektriciteit? Laten we een spelletje spelen en aannemen dat Canfor de koolstofprijs voor aardgas per gigajoule moet betalen. Ik heb een paar jaar geleden berekend dat de Canadese piekprijs voor koolstof in 2030 van C$170 per ton CO2e C$8.50 zou toevoegen aan de prijs van een gigajoule aardgas.

FortisBC’s Rate 5 suggereert dat Canfor momenteel ongeveer $2.50 per gigajoule betaalt, wat wereldwijd een absurd lage prijs is. Europa betaalt momenteel ongeveer 15.60 dollar en vóór de invasie van Oekraïne en de energiecrisis ongeveer 7 dollar per gigajoule. Overigens raakt het goedkope aardgas in West-Canada op. Hoe dan ook, op dit moment bedragen hun energiekosten voor aardgas ongeveer $ 5 miljoen, exclusief de koolstofprijs. Als de prijs van 2030 echter zou worden toegepast, zou hun energieprijs 22 miljoen dollar bedragen.

Wat zou 600 GWh kosten tegen de industriële tarieven van BC? Welnu, een kWh kost ongeveer €0.06 – wat naar mondiale maatstaven echt goedkope elektriciteit is vanwege de afgeschreven waterkrachtdammen –, dus dat is ongeveer €60 per MWh en €60,000 per GWh. Dat is ongeveer 36 miljoen dollar per jaar, dus ruim boven de kosten van aardgas.

Hoe zit het met de sociale kosten van koolstofuitstoot in Canada in 2030? Wat zijn de maatschappelijke kosten van koolstof? Het zijn de kosten van elke marginale ton CO2e die we in een jaar uitstoten. Canada, de VS en de EU hebben de berekeningen voldoende geharmoniseerd zodat ze elk jaar heel dicht bij elkaar liggen. In 2030 zullen de sociale kosten van koolstof voor Canada C$294 bedragen.

Dat betekent dat een zeer gigajoule aan verbrand aardgas ongeveer 17.20 dollar kost, waardoor de 2 miljoen gigajoule een jaarlijkse kost van 34 miljoen dollar wordt. In 2040 zullen de maatschappelijke kosten van koolstof 341 dollar bedragen, waardoor de kosten van energie uit aardgas bijna 20 dollar per gigajoule zullen bedragen. In 2050 $394, wat de kosten op $22 brengt.

De Teralta-deal is redelijk goed voor Canfor. Vermoedelijk liggen de kosten per gigajoule voor de overtollige waterstof in dezelfde orde als de kosten per gigajoule van aardgas, maar men vermijdt de koolstofprijs daarop. Dat gaat hen de komende jaren veel geld besparen. Dat was waarschijnlijk onderdeel van de onderhandelingen met Chemtrade en Teralta, aangezien zij dit niet als liefdadigheidsinstelling doen. Ik zou zeker de koolstofprijs en de sociale kosten van koolstof in mijn businesscases voor de deal in rekening brengen, en ook kijken naar de waarschijnlijke levensduur van de projecten, aangezien Canfor al een van de fabrieken in het gebied heeft gesloten en hun energieproductie de prijzen gaan alleen maar omhoog, op de een of andere manier.

Is het technisch haalbaar? De Site C-dam met een capaciteit van 800 MW zal in 2025 in gebruik worden genomen. Momenteel heeft deze dam niets te doen, omdat een groot deel van zijn bestaan ​​te danken is aan de droom om vloeibaar aardgas naar China te exporteren, en de LNG-haven die dat nog in ontwikkeling is, gaat alleen aardgas verbranden voor het vloeibaarmakingsproces. Een klant van 70 MW zou de boel aardig op weg helpen. Op dit moment droomt de provincie er natuurlijk van om al die elektriciteit te gebruiken om waterstof te maken voor de waterstof-energie-economie die niet zal bestaan.

Het venster voor het verbranden van aardgas gaat dicht. Inspanningen zoals de waterstoffabriek in Teralta helpen, maar het is onvoldoende om misschien een kwart van de jaarlijkse uitstoot uit het proces te halen. Voor alle duidelijkheid: het is gezien de specifieke omstandigheden zinvol om dit te doen, maar de kans dat die omstandigheden zich voordoen is klein. Het is veel waarschijnlijker dat waterstofbijproducten uit de chemische industrie zullen worden gebruikt voor methanol of ammoniak, bestaande en grootschalige markten voor de chemische stof.

• 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/2024/01/17/prince-george-teralta-hydrogen-for-energy-initiative-actually-makes-sense/