Registe-se para atualizações diárias de notícias da CleanTechnica no e-mail. Ou siga-nos no Google Notícias!

O que há no hidrogênio para transporte rodoviário que leva os pesquisadores a custos profundamente baixos em todas as oportunidades? Tentei responder a essa pergunta diversas vezes. Em Alemanha, grupendenken — pensamento de grupo — está claramente envolvido. Com organizações como a ICCT, parece uma tentativa desesperada de fazer o hidrogênio funcionar porque eles acham que é necessário, levando a erro após erro. Diferentes questões afetam outros relatórios de hidrogênio para energia, onde grandes consultorias como DNV produzir relatórios ruins para clientes que os pagam para obter resultados específicos, independentemente da realidade.

Tenho tendência a esperar melhor dos laboratórios nacionais dos EUA, que têm sido na sua maioria investigadores e analistas sólidos. Mas, nos últimos meses, estou coçando a cabeça com alguns dos resultados. Algumas semanas atrás eu olhou através um relatório DOE NREL sobre as estações de reabastecimento de hidrogênio na Califórnia. Os dados eram claros.

Os postos de abastecimento quase não eram utilizados, mesmo nos seus maiores volumes históricos, com uma média de 54 quilogramas por dia por posto durante o primeiro semestre de 2021. O relatório não mencionou esse uso muito baixo, mas em vez disso comemorou um pico de utilização de 300 quilogramas por dia.

As estações ficaram fora de serviço por mais 2,000 horas do que realmente bombeavam hidrogênio, 20% mais tempo de inatividade do que a utilização produtiva. Mas você teve que vasculhar os dados e fazer algumas contas para descobrir isso.

Se as estações estivessem a funcionar a plena capacidade, a sua manutenção provavelmente custaria 30% das despesas de capital por ano. Os custos de manutenção foram superiores a US$ 9 por quilograma dispensado. Mais uma vez, os dados estavam lá, mas faltava a conclusão na ação.

O relatório foi uma obra-prima ao enganar as pessoas a quem foi apresentado, fazendo-as pensar que as coisas estavam cor-de-rosa nos postos de abastecimento de hidrogénio na Califórnia. A realidade é evidenciada pela Shell deixando dinheiro na mesa, recusando US$ 48 milhões para construir mais deles e fechar os sete postos de abastecimento de veículos leves existentes.

E agora um novo relatório do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) dos EUA, uma divisão do Departamento de Energia, com suposições notáveis. Custo nivelado do hidrogênio distribuído para Veículos Pesados será lançado em março de 2024. Ele apresenta um quadro otimista dos custos baratos do hidrogênio.

Esse é um diagrama reconfortante, não é? Assim que o transporte rodoviário de hidrogénio for dimensionado, o reabastecimento custará apenas 6.5 dólares por quilograma. Isso é apenas um pouco acima do diesel na taxa atual da Califórnia, que gira em torno de US$ 5 por galão, uma quantidade equivalente de energia. E dado que as células de combustível são mais eficientes do que os motores a diesel, isso na verdade significa que o hidrogénio será mais barato como combustível para camiões do que o diesel!

Mas espere, tem mais.

Sim, de acordo com este estudo do NREL, o hidrogénio será mais barato que o diesel para a mesma energia. Bem, problema resolvido, vamos todos para casa. O transporte rodoviário está classificado.

Sim, não tão rápido. Dê uma olhada no topo de cada uma dessas barras, a parte com US$ 1.5. O que é isso?

“… a análise atual assume que o custo de produção de hidrogénio que é posteriormente entregue aos postos de abastecimento modelados para 2030 é de 1.50 dólares/kg-H2”

Esse é o custo atual de produção de hidrogénio cinzento por quilograma nos EUA a partir de gás natural barato em instalações à escala industrial. Um estudo governamental dos EUA em 2024 teve a oportunidade de definir um custo adequado para a produção de hidrogénio com baixo teor de carbono e foi resgatado. Recorde-se que a média dos negócios de hidrogénio verde na Europa a partir de 2024 foi de 9.49 euros por quilograma ou 10.30 dólares. Ninguém pensa que, na verdade, o hidrogénio com baixo teor de carbono custará 1.50 dólares por quilograma em 2024, mas isso consta de um relatório oficial do NREL e está a deflacionar artificialmente o preço.

Como Boston Consulting Group relatado, o hidrogénio verde em 2030 nem sequer chegará ao valor do consenso anterior - um consenso entre STEM e analfabetos económicos viciados em lúpulo - de 3 euros, mas situar-se-ia na faixa dos 5-8 euros. O limite inferior dessa faixa ainda é muito otimista. A minha projeção, após análises de custos para a produção de hidrogénio em três continentes com múltiplos cenários, é que o hidrogénio verde terá uma média de 6 a 8 dólares por quilograma, com alguns valores atípicos que serão tanto mais baixos como mais elevados.

Mas é uma suposição ainda pior para a produção de hidrogénio nas estações. Isso foi algo que o ICCT fez no seu estudo fatalmente falho, mas mesmo o ICCT não entendeu as coisas tão mal a ponto de utilizar um ponto de custo de 1.5 dólares por quilograma.

Junte alguns dólares por mês para ajude a apoiar a cobertura independente de tecnologia limpa que ajuda a acelerar a revolução da tecnologia limpa!

O custo total de produção de hidrogénio em quantidades menores será muito superior ao custo de produção em instalações à escala industrial, por três razões. Primeiro, o posto de reabastecimento ainda precisará de todo o equilíbrio da planta, mas serão componentes minúsculos, não dimensionados, baratos para os componentes de volume. Conectá-los todos juntos requer todos os eletricistas, encanadores, engenheiros químicos, soldadores e similares, mas serão pequenas conexões e soldas.

A segunda razão é que as estações pagarão algo da ordem das tarifas industriais pela electricidade. A média dos EUA é atualmente de US$ 0.11 por kWh e, com o equilíbrio da planta, são necessários cerca de 55 kWh para fabricar um único quilograma de hidrogênio a partir da água. Apenas a eletricidade custará US$ 5,50, US$ 4 acima do custo usado pelo estudo NREL. E as taxas industriais da Califórnia foram em média de US$ 0.17 em 2022. Isso representa US$ 9.35 apenas para a eletricidade para a fabricação no local.

Terceiro, uma instalação industrial possui manutenção preventiva rigorosa e pessoal no local para resolver problemas imediatamente para manter a produção. As estações de reabastecimento de hidrogênio não terão isso porque o custo de manutenção de mão de obra de alto custo será proibitivo. Eles ficarão fora de serviço por muito mais tempo ou pagarão para que a equipe de reparos fique sem fazer nada e tenha componentes de alto custo disponíveis no local.

Poderia o NREL ter analisado dados reais e feito uma escolha melhor sobre o ponto de custo para a fabricação local de hidrogênio? Sim, eles poderiam ter analisado os dados dos ônibus a hidrogênio da Califórnia.

Isso é uma média de US$ 12.60 apenas para eletricidade e algumas pequenas coisas. Claramente não inclui o custo de manutenção da instalação de reabastecimento, que esteve fora de serviço devido a problemas no electrolisador e no equilíbrio da fábrica durante 14% do ano. Conforme observado para os postos de abastecimento de veículos leves, o custo médio de manutenção ficou acima de US$ 9 por quilograma.

Além disso, conforme observado, os custos de manutenção para bombear hidrogênio, ou qualquer outra coisa, aumentam linearmente. Compressores, bombas e vedações falham mais rapidamente com mais uso. Como mostram os dados das instalações de bombeamento de veículos pesados ​​acima, não se restringe de forma alguma aos veículos leves. 700 atmosferas de pressão em tanques devem exceder 800 atmosferas de compressão para encher os tanques dos veículos. Essa é uma pressão equivalente a estar a mais de oito quilômetros abaixo da superfície do oceano. Não é trivial construir algo com tolerâncias para conseguir isso e os compressores nesse nível falham com muito mais frequência do que os compressores para refrigeradores.

E não, mudar para o hidrogênio líquido não economizará dinheiro. Ele apenas tem diferentes despesas grandes e inevitáveis, entre as quais o fato de exigir um terço da energia incorporada na forma de eletricidade para operar equipamentos criogênicos muito sofisticados para reduzi-los a 20° acima do zero absoluto. Trocar um conjunto de custos e compromissos de engenharia por um conjunto diferente não resultará em hidrogénio barato.

Este custo da eletricidade não inclui nenhum dos custos de capital do eletrolisador, o custo de capital, os custos de manutenção ou quaisquer lucros. O custo real do hidrogénio é, sem dúvida, superior a 20 dólares por quilograma. Embora a distribuição de hidrogénio por dia seja uma ordem de grandeza menor do que o limite mais baixo do novo estudo do NREL, os custos da electricidade ainda serão elevados.

O estudo do NREL pelo menos acrescenta custos de capital ao custo por quilograma, pelo que posso dizer. Os diagramas de LCOH deixam claro que, para os cenários de produção no local, eles adicionaram US$ 1.1 a US$ 4 ao custo de um quilograma de hidrogênio do custo da estação, mas em nenhum lugar do relatório eles especificam o que entra nesse custo . Não há clareza sobre eletrolisadores, equilíbrio da planta ou qualquer outra coisa para o lado da produção.

Presumivelmente, isto foi para permitir que alguém colocasse uma instalação de reforma a vapor numa estação de reabastecimento de hidrogénio, numa solução profundamente atrasada, permitindo o agnosticismo tecnológico que o relatório visa em torno da produção de hidrogénio. Isso resiste ao menor escrutínio? Não.

O custo do gás natural para clientes industriais na Califórnia é atualmente de US$ 12.52. O hidrogênio representa um quarto da massa do metano, que normalmente representa 92% da massa do gás natural. Outros desafios de eficiência fazem com que a proporção de um quilograma de hidrogénio para cada cinco quilogramas de gás natural seja correta. A esse ritmo, apenas a entrada de gás natural para a reforma a vapor custaria 2.61 dólares, mais de um dólar a mais do que o custo de produção de hidrogénio assumido no relatório. E isso é para o hidrogênio cinza.

Dada a pequena escala da instalação e a necessidade de aproveitar a captura de carbono e depois fazer algo com o dióxido de carbono, os custos são provavelmente o triplo disso.

O custo do hidrogénio de 1.50 dólares no relatório só é defensável se a suposição for o hidrogénio cinzento fabricado em instalações industriais em locais onde o gás natural é mais barato do que na Califórnia, algo que é exactamente oposto ao ponto de descarbonização do transporte rodoviário com hidrogénio. A suposição no relatório é que o hidrogénio é fabricado num raio de 62 quilómetros de estações de reabastecimento, pelo que terá de pagar taxas industriais locais pelo gás natural, se esse for o plano.

Este relatório também enquadra a questão como hidrogénio versus hidrogénio, em oposição a hidrogénio versus eletrificação. Esse foi o briefing que a equipe teve, e é o mesmo briefing que um dos pesquisadores teve em 2020, quando publicou Custo de entrega e distribuição de hidrogênio, A extremidade superior desse estudo foi metade do volume de hidrogênio como a extremidade inferior deste estudo, e os resultados são quase os mesmos do cenário de volume mais baixo, mas excluíram totalmente os custos de fabricação do hidrogênio.

Por outras palavras, um estudo da mesma organização realizado há quatro anos concluiu que apenas fornecer hidrogénio era tão caro como a pilha completa neste cálculo de custos. Talvez eles não usassem os mesmos modelos? Não. O modelo é o mesmo, apenas uma versão diferente, o Modelo de Análise de Cenário de Entrega de Hidrogênio (HDSAM), 3.1 vs 4.5.

Apesar de mais quatro anos de evidências de que entregar e distribuir hidrogênio é mais caro do que o estimado e de muitas evidências de que produzir hidrogênio custa muito mais do que US$ 1.50, este novo relatório NREL na verdade tem custos de fabricação, entrega e distribuição de ponta a ponta. abaixo.

É como validar a realidade empírica do hidrogénio para energia ou mesmo reconhecer que já não é um requisito do NREL. É como se as décadas de experiência com vários níveis de estações de reabastecimento e entrega de hidrogénio fossem anuladas até 2030. Isso é perturbador.

É claro que ninguém na cadeia de valor nos cenários deste relatório está a obter lucro, ou mesmo a aplicar uma margem de lucro para cobrir os seus custos. O relatório afirma isso claramente, mas como todos olharão para os gráficos primários, comparando os custos com o custo de varejo do diesel e respirando grandes suspiros de alívio, essa também não é uma boa escolha.

Mas também excluem explicitamente todos os possíveis subsídios de redução de custos disponíveis para combustíveis de baixo carbono:

• Crédito de propriedade de reabastecimento de veículos com combustível alternativo (30C) para propriedade qualificada de abastecimento de veículos com combustível alternativo
• Crédito para Produção de Hidrogênio Limpo (45V)
• Crédito Qualificado de Projeto de Energia Avançada (48C)
• Crédito para veículos comerciais limpos qualificados (45W)

Isso é relevante? Na realidade não, mas na percepção sim. A instalação centralizada de fabricação de eletrólise de hidrogênio industrial tem pelo menos potencial para contratos de compra de energia que atendam aos requisitos de 45V para localidade, temporalidade e adicionalidade de geração de eletricidade com baixo teor de carbono. Isso poderia reduzir o custo por quilograma para a faixa de US$ 2 a US$ 3 após o subsídio. Tal como referi na minha avaliação do relatório falho do ICCT, os postos de abastecimento locais não conseguirão atingir este objectivo. E o hidrogénio azul não se qualificará para 45V e apenas obteria créditos de captura de carbono muito mais baixos.

Por outras palavras, qualquer hidrogénio remotamente descarbonizado em estações de reabastecimento, independentemente do caminho, retirando subsídios e acrescentando suposições razoáveis ​​sobre margens de custos e lucros leva a um hidrogénio muito superior a 1.50 dólares. Simplesmente não é defensável como escolha em 2024, mesmo para instalações centralizadas. Em pequenas instalações em postos de abastecimento é duplamente indefensável.

No entanto, este relatório e especialmente os seus gráficos vão deixar muitas pessoas com a falsa impressão de que o hidrogénio nos postos de abastecimento será muito barato. Se eles perceberem os US$ 1.50 e ficarem perturbados, verão todos os descontos e pensarão que serão aplicáveis ​​e que tudo ficará bem.

Uma conclusão clara é que o NREL deveria reavaliar seu modelo HDSAM. Está a produzir resultados que não estão alinhados com a realidade empírica, e os investigadores parecem não querer ou ser incapazes de levantar a mão e dizê-lo. A reverência ao modelo é algo que apontei em meu avaliação do PIK Potsdam Institute for Climate Impact Research relacionado com os seus modelos LIME-EU e REMIND, ambos com custos de hidrogénio de custo muito baixo incorporados, algo que os investigadores num grande relatório claramente não perceberam. Os pesquisadores do NREL deveriam ler o livro de Thompson Fuja da Terra Modelo e ter a coragem de aplicar o julgamento profissional.

O relatório NREL considera a discussão em torno do custo real do hidrogénio para transporte rodoviário em comparação com alternativas um desserviço significativo. Tal como muitos outros relatórios, está a reduzir artificialmente os custos do hidrogénio. Por que? É difícil dizer. Talvez porque a realidade dos custos claramente não seja economicamente viável e eles realmente não queiram ser os únicos a se levantar e ser contabilizados.

• Conteúdo com tecnologia de SEO e distribuição de relações públicas. Seja amplificado hoje.
• PlatoData.Network Gerativa Vertical Ai. Capacite-se. Acesse aqui.
• PlatoAiStream. Inteligência Web3. Conhecimento Amplificado. Acesse aqui.
• PlatãoESG. Carbono Tecnologia Limpa, Energia, Ambiente, Solar, Gestão de resíduos. Acesse aqui.
• PlatoHealth. Inteligência em Biotecnologia e Ensaios Clínicos. Acesse aqui.
• Fonte: https://cleantechnica.com/2024/03/06/nrels-cost-study-on-hydrogen-for-heavy-vehicles-fuel-does-not-withstand-scrutiny/