Zephyrnet-logotyp

Överföringen av väte för energi över 25 år är en fascinerande berättelse – CleanTechnica

Datum:

Anmäl dig för dagliga nyhetsuppdateringar från CleanTechnica på e-post. Eller följ oss på Google Nyheter!


För cirka 25 år sedan var väte den bästa lösningen för klimatmedvetna teknokrater och politiker, och det med goda skäl. På den tiden fanns det verkligen inte så mycket val när det gäller energibärare med låga koldioxidutsläpp. Batterier var tillräckligt bra för bärbara datorer och telefoner, men det var uppenbart att ingen skulle köra transport, värme eller nätlagring med dem.

Och dessutom kunde du göra väte med elektricitet, något som gjordes första gången år 1800, och en bas i barnens naturvetenskapliga klasser så tidigt som i årskurs 4. Lätt att göra, hög energitäthet och du behövde inte ens bränna grejerna. Du kan använda bränsleceller, och återigen, det var riktigt gammal teknik med den första som konstruerades 1842, och bränsleceller som användes i Gemini-rymdfarkoster så långt tillbaka som 1962. Vad är det att inte älska?

Stämningen fångades bäst av den amerikanske ekonomen och socialteoretikern Jeremy Rifkin i sin bok Vätgasekonomin: Skapandet av den världsomspännande energiwebben och omfördelningen av makt på jorden. Vad är det? Minns du inte resten av titeln? Ingen gör.

Det är värt att påpeka att Rifkin, även om han utan tvekan är briljant och en stor tänkare, inte har några ingenjörs- eller vetenskapskotletter att tala om. Han gjorde aldrig rigorösa kostnadsupparbetningar på anläggningar för väteelektrolys, förnybar kraft och nätkostnader eller arbetade igenom konsekvenserna av distribution av väte på något djup. Han förfördes av molekylen och var djupt inflytelserik i både Europa och Amerika när det gällde den, till exempel att få den dåvarande ordföranden för EU-kommissionen att förbinda sig till en mångmiljard euro forsknings- och utvecklingsplan för att förvandla Europa till en grön vätestormakt.

Är han fortfarande lika hausse på väte som han var 2002 när boken publicerades? Inte så mycket. Kommentarer under det senaste året har sett honom dra sig tillbaka till en position där endast långdistanslogistik ser något behov av vätgasbränslecellfordon. Han har inte riktigt fått hela memo ännu.

Redan 2005 var det uppenbart att det fanns allvarliga problem med denna vision. Island sprang tre vätgasbussar under fyra år, givetvis finansierat av EU-pengar till ett belopp av 12 miljoner euro i 2023 års pengar. Höll de bussarna på vägen när pengarna tog slut? Inte en chans. Alldeles för dyrt, alldeles för misslyckande.

Har något förändrats med vätgasbussar sedan dess? Ja, det har förekommit vätgasbussförsök på flera kontinenter som återskapade den isländska upplevelsen. Massor av statliga pengar, mycket höga kostnader för bränsle, mycket höga underhållskostnader, övergivande när finansiering dras in.

Nyligen gick jag igenom Kaliforniens senaste sex år av erfarenheter och upptäckte att efter flera års drift kostade deras bränslecellsbussar 50 % mer per år att underhålla än deras dieselbussar, och ungefär dubbelt så mycket som deras batterielbussar. Dessutom var Kaliforniens vätgastankstationer under de senaste sex månaderna för vilka data samlades in, första halvåret 2021 efter år av drift när citroner skulle ha eliminerats och underhållsoptimerats, ur drift 20 % fler timmar än de faktiskt pumpade väte. och kostade 30 % av investeringarna per år i underhåll, en storleksordning över antagna kostnader.

Samtidigt har elbussar tagit över världen. Kina har närmar sig 700,000 50,000 på sina vägar, jämfört med ett par tusen bränslecellsbussar, mestadels i Foshan, en stad som gjorde ett industri- och exportpolitiskt val att fokusera på vätgas för transporter. Även Foshan har dock fler batteridrivna elbussar än bränslecellsbussar. Europa köper tusentals bränslecellsbussar årligen, ungefär en tredjedel med minst kinesiska ramar, drivlinor, motorer och batterier och ofta hela bussen levereras från andra sidan jorden. Afrikanska länder köper tusentals elbussar, inte vätebränslecellsbussar. Indien har redan tusentals på sina vägar och siktar på 2027 XNUMX år XNUMX.

Det har inte hindrat transitbyråer, finansierade av statliga pengar på olika nivåer, från att hamna i problem genom att köpa vätgasbussar. Det senaste verkar vara Spanien, där de fem Mallorca-bussarna har stått oanvända och oanvändbara eftersom köldmedium läckte in och förstörde bränslecellerna - ett av många problem med vätgasfordon är att bränsleceller kräver rent väte och ganska ren luft och är djupt intoleranta av något annat — och endast fyra av åtta Barcelona-bussar är i drift, 18 månader eller så efter att de kom. Trots dessa misslyckanden och framgångarna med deras batterielektriska bussar beställer Barcelona fler vätecitroner med EU-finansiering.

På 2000-talet hade Formula Student, ett globalt initiativ där maskinteknikstudenter på olika skolor bygger små bilar och tävlar på ett femtontal olika kriterier inklusive acceleration, hantering, ekonomisk bärkraft och liknande, en ny kategori för nollutsläppsfordon. Under decenniet valde ett gäng skolor väte och ett gäng batterier. I slutet av decenniet hotade elbilar med batterier de konventionella förbränningsmotorerna. Tidigt på 2010-talet vann en totalt. Förra året accelererade en batterielektronist från noll till 100 km/h på 0.956 sekunder inom ett avstånd av 12.3 meter. Från och med förra året fanns det exakt en vätedeltagare kvar, och det kommer sannolikt inte att hålla.

Under 2003 är ett par saker värda att notera. Amory Lovins, som gjorde ett fantastiskt arbete och grundade RMI, trodde att väte var svaret, inklusive för sin Hypercar, ett av hans få analysfel, eftersom Hypercar var en hypereffektiv hårtröja i fordonsform. Samtidigt, på andra sidan Klippiga bergen, grundades Tesla med utgångspunkten att de skulle bygga helt eldrivna bilar som förare skulle salivera över.

Den ursprungliga Roadster-serien på 2,500 2012 såldes slut så snabbt som de kunde få dem från fabriksgolvet, de flesta försålda faktiskt. Tesla Model S ankomst 2014 var dödsstöten för förbränningsbilen. Toyota förstod uppenbarligen inte detta, och introducerade den vätgasdrivna Mirai 23,000. Över hälften av de 15 37 som levererades såldes i USA, närmare bestämt i Kalifornien där det fanns de ofta inte fungerande vätgastankstationerna som nämnts tidigare. Försäljningen av vätgas från dessa stationer gör det klart att Kaliforniens vätgasfordon färdas i genomsnitt XNUMX miles per dag, långt under de XNUMX miles per dag som amerikaner vanligtvis kör.

Nu är vi vid en punkt där alla äldre tillverkare och ett gäng nya, särskilt från Kina men även Vietnam, har flera elbilar i sina serier och bara ett par fortfarande håller fast vid den rent brinnande facklan för vätgas. Vissa, som Toyota, lutar åt hybrider, men de flesta går helt elektriska. Det är svårt att hitta en seriös analytiker som tror att det finns en plats för vätgas i lätta fordon, även om företag som Ballard och Plug Power fortsätter att låtsas något annat.

Ett av de stora förhoppningarna för gasbolag är att de skulle pumpa väte genom sina rörledningar in i hem och byggnader för uppvärmning och matlagning under de kommande decennierna. De vill börja med att blanda väte i rörledningar med naturgas i vad som måste vara homeopatiska mängder av några uppenbara tekniska skäl. De har satsat mycket pengar på att försöka övertyga politiker om att det här är en rimlig idé, när det verkligen inte är det.

Många väteentusiaster såg fram emot att fortsätta laga mat med gas, om än med en ljusare blå låga. De tänkte inte igenom konsekvenserna av att ha en gas i sina hem som är mycket mer brandfarlig över ett mycket bredare spektrum av koncentrationer som skulle antändas med gnistor vid lägre temperaturer och som inte kunde ha tillsatt luktämnen. Säkerhetsstudier gör det klart att det är fyra gånger större risk att orsaka explosioner och skada än naturgas, något som för närvarande förstör cirka 4,000 XNUMX byggnader per år i USA.

Till och med vätefokuserade Japan insåg att detta var dumt, därav anledningen till att några av de största värmepumpsföretagen i världen är japanska, Mitsubishi och Daikin bland dem. När du reser runt i många delar av världen som inte är Europa eller Nordamerika, är det mycket mer sannolikt att du hittar induktionshällar än något annat.

Medan väte med låg kolhalt antingen skulle kräva att hälften av energin i naturgas slängdes till stor kostnad, tredubbla eller mer kostnaden för värme, eller att ha grönt väte tillverkat av elektricitet med låga koldioxidutsläpp till ännu högre kostnader, får värmepumpar tre enheter av värme från omgivningen för en enhet el. I genomsnitt är de fyra gånger effektivare än naturgasugnar, sänker uppvärmningskostnaderna på många ställen och ger även luftkonditionering. Och induktionshällar värmer bara upp grytan eller pannan, vilket ger den omedelbara värmen från gasspisar utan några risker och mer effektivitet än äldre elektriska spisar.

Det finns nu 54 oberoende studier som gör det tydligt att väte inte har någon plats i bostäder eller kommersiella byggnader. Och om det inte har någon plats i byggnader, finns det ingen framtid för gasbolag och det kommer inte att finnas något bekvämt och billigt vätgasnätverk som används för en mängd olika syften genom städerna. Drömmar om att använda det obefintliga nätverket för att få vätgas till lastbilsstopp är just det, drömmar. Fjärrvärme- och kylsystem som i allt högre grad använder massiva mark- eller vattenvärmepumpar är ett mycket större tillväxtsegment.

Det finns en stark trend på väg, eller hur. Det utbredda väte för energiekonomi blir smalare och mer begränsat för varje år som går.

Vi är nu vid en punkt där det bara finns ett fåtal ställen där det finns hopp om väte. Även om bussar är en besvarad fråga där vätgas endast hålls vid liv av långvariga statliga byråkratier som skapats för att dela ut pengar till vätgastransporter, anser många att godstransporter är en självklar passform. Det är inte alls så självklart när du börjar titta på data tydligare.

Det finns nu flera tunga lastbilstillverkare som levererar batterielektriska semitraktorer, inklusive Tesla. Och naturligtvis presterar Teslas långt över resten av dem till ett lägre pris, och utnyttjar de enorma stordriftsfördelar för batterier, elmotorer, energihanteringssystem och högdriven snabbladdning som dess dominans inom lätta elfordon ger. Det undvek också fällan som andra tillverkare föll i och försökte spara genom att återanvända befintliga semi-stegarramar istället för att bygga fordonet från grunden för att vara elektriskt.

Det var därför i september 2023:s NACFE Run on Less kunde Tesla-lastbilarna utföra hela dagars arbete som täckte över 1,000 1,600 miles (XNUMX XNUMX km) med ett par laddningsuppehåll. Tesla gör laddningsstandarden i megawattskalan för sitt Supercharger-nätverk, och kom ihåg att i Nordamerika är Teslas kontakt nu standarden. Äldre lastbilstillverkare har ett val. De kan antingen följa Tesla på den renodlade elvägen, eller fortsätta tjafsa med batterier, vätgas eller diesel i ramen optimerad endast för den senare energibäraren. Om de fortsätter kommer deras lastbilar att bli dyrare och mindre kapabla än inte bara Teslas utan även kinesiska fordon.

Nyligen genomförda studier av totala ägandekostnader inklusive de dödligt defekta International Council on Clean Transportations insats från november 2023 satte varenda tumme på den skala som är möjlig för vätgastransporter och fann ändå att i varje enskild kategori av lastbilstransporter, från lättast till tyngst, har elektriska batterilastbilar den bästa totalkostnaden, lägre än diesel och lägre än vätgas och till och med lämnar tummarna intakta. Dessa studier har också använt 3% och 4% av kapitalutgifterna för tankstationer som den årliga kostnaden för underhåll, baserat på gissningar från mitten av 2010-talet som blev inskrivna i rapport efter rapport eftersom ingen brydde sig om att titta på de verkliga underhållsdata som var tillgängligt från Europa och Kalifornien. Som nämnts är 30 % Kaliforniens erfarenhet, vilket lägger till över 9 USD per kilogram som doseras av sig själv.

Organisationer som inte inser att batterielektrisk redan har vunnit låtsas att lastbilar inte kan köra tillräckligt långt eller att batterierna är för tunga. ICCT tror återigen att batterier inte kommer att uppnå 500 wattimme per kilogram energitäthet, dubbla Teslas, förrän 2050. Samtidigt släppte världens största batteritillverkare, CATL, ett 500 Wh/kg batteri 2023. Det gör det möjligt för en Tesla Semi att resa 750 miles mellan laddningarna samtidigt som du väger mycket mindre, eller åka 1,000 2 miles med samma helt rimliga 3% till XNUMX% extra vikttillägg. Och kiselkemi som redan kommersialiseras lovar dubbel till femdubbling av CATL:s energitäthet och därmed längre räckvidder, lägre vikter eller både och.

Jag är engagerad i en granskningsgrupp av en total ägandekostnadsstudie för europeiska godstransporter nu, anledningen till att jag gick och tittade på Kaliforniens underhåll av bussar och tankstationer. En av mina kommentarer var att vissa blandningar av fordon, som vätgas och lätta fordon, borde uteslutas när den debatten är över, men att vätgas för lastbilar bör behållas eftersom vissa människor vägrar att acceptera verkligheten och så kör hem den med en annan studie är fortfarande användbar.

Globalt perspektiv på järnvägselektrifiering kontra järnvägsnätets längd av Michael Barnard, chefsstrateg, TFIE Strategy Inc.
Globalt perspektiv på järnvägselektrifiering kontra järnvägsnätets längd av Michael Barnard, chefsstrateg, TFIE Strategy Inc.

Och så finns det tunga järnvägar. Den frågan har också besvarats. Utanför Nordamerika går världen helt enkelt vidare med att elektrifiera de delar av järnvägsnätet som inte redan har luftledningar. Indien förväntar sig att vara 100 % elektrifierat 2024, vilket leder världen. Hela Kinas massiva och växande nätverk av höghastighetståg är elektrifierade, liksom höghastighetstågssystemen i Indonesien och Marocko. Kina levererar gods till Europa längs helt elektrifierad järnväg.

Och studier av totala ägandekostnader är tydliga också här. Baden-Würtemberg gjorde det rätt. De satte en kalkylbladsjockey med öga på jobbet, sa åt dem att jämföra nätbundna, batterielektriska och vätgasrälssystem och hybrider av dem. Svaret kom tillbaka att där de inte kunde sätta i luftledningar för att det var för dyrt, mestadels broar och tunnlar byggda utan luftledningar och ledningarna som har många av dem, var batterier nästan lika billiga som luftledningar, medan vätgas var tre gånger så dyrt. Under tiden, bredvid i Niedersachsen, tog de en del av de fina statliga pengarna, cirka 14 miljoner euro per tåg, för att köpa några vätgaståg och ett år efter att de började trafikera med dem meddelade de att de inte skulle köpa några vätgtåg någonsin igen.

USA kommer också att komma till elektrifierande järnvägar och dra Mexiko och Kanada med sig in i det 21:a århundradet av järnväg, men inte förrän det har slösat bort så mycket tid som möjligt på att skrapa fram vad Wall Street-analytiker vill höra var tredje månad.

Hmmm... ingen efterfrågan på marktransporter för väte. Alls. Och med förnybara energikällor som ger all energi, inte mycket utrymme alls för vätgas i elsystemet. Även om det inte finns på infografiken, eftersom rummet inte tillät, låt oss prata om det. Allt kol, naturgas och olja som förbränns för el idag måste försvinna om vi ska lösa klimatförändringarna. Idén med kolavskiljning på kraftverk har prövats, och det är mycket dyrare och mindre effektivt än några rationella aktörer är villiga att överväga.

Vi är nu inne i slutspelet på ett kvartssekel av tyvärr missriktad energipolitik, till stor del inledd av Rifkins bok och proselytverksamhet i Europa och Nordamerika.

Men vänta, säger väteförespråkarna. Vi behöver väte för ellagring! Tja, nej. Det är faktiskt ett löst problem med undantag för kontinentskaliga, veckor långa lugn i solsken och vind som bara kommer med några decennier. Till och med i skärgårdsnationen Storbritannien upptäcker modellering bara att det är ett betydande problem varje decennium eller så.

För snabb respons, kortvarig lagring, den typ som är utmärkt för toppar och utjämning av taggig kraft, samt att flytta solenergi en liten handfull timmar in i framtiden, är samma allt billigare batterier i ett ökande antal olika kemier helt tillräckliga . För längre lagring, samma sak pumpad hydro som byggdes för att ge kärnkraftverk något att göra på natten och som representerar 93 % av energilagringen i nätet idag täcker från fyra timmar till 24 timmars lagring ganska enkelt.

Australian National University global karta över pumpade vattenresurser
Australian National University global karta över pumpade vattenresurser

Kina får detta. Den har redan byggt 58 GW pumpad vattenkraft, med förmodligen 600 GWh till mer än en TWh energikapacitet. Den bygger eller har i plan ytterligare 365 GW kapacitet, vilket motsvarar 4 till 8 TWh energilagring till 2030. Resten av världen har också vaknat till denna gamla lösning. Australia National Universitys greenfield off-flod, slutna kretspumpade hydroatlas får utan tvekan ett stort arbete. De gjorde studien för några år sedan av alla platser där små övre och nedre reservoarer kunde placeras någorlunda nära varandra, undvika bäckar och floder, med över 400 meter huvudhöjd för att ge massor av energi, nära överföring och utanför skyddade landområden . Ett gäng av de tomma områdena på kartan som Sibirien hade helt enkelt inga bra data, men har utan tvekan massor av resurser.

ANU uppskattar att det finns 100 gånger så mycket energilagringsresurser som är tillgängliga för sluttillståndet för full elektrifiering på dessa identifierade platser och 200 gånger i Nordamerika. Och med HVDC-överföring behöver lagringen inte vara precis bredvid vare sig generationen eller efterfrågecentret. Hongkongs pumpade vattenbackupsystem på 25 GWh ligger till exempel ett par hundra kilometer bort på det kinesiska fastlandet.

Sedan finns det den framväxande tekniken med redoxflödesbatterier, där du kan skala upp stora tankar med kemikalier på vardera sidan av den tvåvägsbränslecellekvivalenta teknologin i mitten och lagra mycket energi. Det finns redan en handfull kommersialiserade lösningar och fler under utveckling.

Det är egentligen bara att 10 till 50 år dunkeflaute där ineffektivt, svårt att lagra, svårt att använda väte fortfarande har någon möjlighet att spela, och även där, om frågan är "Vilken molekyl ska vi lagra som en strategisk energireserv?" det är svårt att inte hitta bättre alternativ som att fånga upp en massa metan som släpps ut från mänskligt biomassaavfall på deponier och liknande och lägga det i befintliga naturgasreserver. Du måste verkligen börja med att hitta ett användningsfall för väte, som Sir Chris Llewellyns studie i Storbritannien som kastade ut pumpad vattenkraft utan hänsyn och förringade HVDC-förbindelsepotentialen gjorde, och sedan tillkännage att grönt väte var svaret där, så per definition skulle det vara ett svar för kortare lagring också.

Så det finns väldigt lite för väte att göra för energi på land, där den stora majoriteten av energin förbrukas. Vi är nere i de riktigt korta takterna nu, med bara industriell värme, sjöfart och flyg kvar som potentiella marknader.

Men 45 % av industriell värme är under 200° Celsius och värmepumpar kan göra det nu. Det finns väldigt många organisationer som borde veta bättre och hävdar att temperaturer över 200° kräver att något brinner, men detta är bara inte fallet. Motståndsvärme upp till 600° är redan kommersialiserat. 70 % av amerikanskt stål kommer från skrot som matas genom ljusbågsugnar som kan generera 1,500 3,000° till XNUMX XNUMX° värme. Det finns mikrovågs-, infraröd- och plasmalösningar. Det finns ett relativt litet antal industriella uppvärmningskrav som behöver egenskaperna hos en öppen låga, och återigen, den biologiska metan som är ett stort klimatproblem just nu är ett rimligare val än svårt att göra, svårt att lagra, svårt. att distribuera och dyrt att använda väte.

Men visst behöver fartyg bränsle, eller hur? Inte så mycket som man skulle kunna tro. Det finns två containerfartyg med 700 enheter som kör 1,000 600 kilometer (1,000 mil) rutter på Yangtze just nu. Det finns ett kryssningsfartyg med XNUMX XNUMX passagerare som gör tre timmars turer i Three Gorges. Det finns otaliga elektriska batterifärjor, bruksbåtar och bogserbåtar som redan lugnt rör sig genom inlands- och hamnvatten. All inlandssjöfart och ungefär två tredjedelar av närsjöfarten som rutter mellan Tyskland och Norge är helt gångbara med batterier och där något kan elektrifieras blir det, helt enkelt för att drift- och underhållskostnaderna är så låga att de blåser resten av den totala kostnaden för ägandeelement ur vattnet.

Men det lämnar fortfarande stora fartyg som korsar havet. Visst har väte ett spel där? Tja, först de goda nyheterna. Cirka 55 % av bulkfrakten kommer att minska radikalt. Det mesta är kol, olja och gas i bulk, och det försvinner i vilken rationell värld som helst. Resten är rå järnmalm, som med hjälp av grön elektricitet och väte som ett sätt att avlägsna överflödigt syre – avrostning av det – från järnet istället för kol gör att mycket mer av det kan bearbetas nära gruvor. Containerfrakten kommer att gå upp, men inte alls lika mycket som bulk går ner.

Mellan kortare elektrifiering och att släppa långdistanstransporter krävs inte alls lika mycket energi. Min uppskattning är att det kommer att krävas cirka 70 miljoner ton diesel eller motsvarande år 2100. Och just nu tillverkar vi redan 70 miljoner ton biodiesel, vi slösar bara bort det mesta på marktransporter som kommer att bli elektrifierande.

Detta är dock helt klart ett fall där sjöfartsindustrin och vätgas för energislag inte har listat ut det oundvikliga. Organisationer som ICCT gör fortfarande väte för sjöfartsstudier, inklusive flytande väte, något så svårt att arbeta med att raketindustrin går bort från det till flytande metan. Och sjöfartsindustrin har förförts av ammoniak- och metanollobbyister med påståenden att deras nuvarande produkter är lika billiga som befintliga maritima bränslen — det är de inte —, att de brinner rent — så mycket är sant —, att de är koldioxidsnåla. — som ignorerar den mycket höga koldioxidskulden uppströms för att göra dem — och att faktiskt lågkoldioxidsnåla versioner som kommer att vara billiga i framtiden — till en fullständig och fullständig skamlös lögn.

Som ett resultat av detta slösar stora sjöfartsföretag som AP Möller-Maersk pengar på fartyg med dubbla bränslen som kan köras på metanol eller ammoniak, och LNG-fartyg är en ganska kortsiktig tillväxtindustri. Och Maersk tecknar mestadels kontrakt för biometanol, inte syntetisk metanol, så det är faktiskt dåliga nyheter för väteförespråkare, inte goda nyheter. Ekonomin kommer att spela ut allt eftersom. Internationella energibyrån (IEA) kom med en ganska fantastisk rapport i slutet av 2023 e-bränslen. Även med sina mycket optimistiska elkostnader från helt nya vind- och solkraftsparker ägnade åt helt nya integrerade industrianläggningar som genererade koldioxid i en process som användes med grönt väte i en annan, var gröna bränslen 4-6 gånger kostnaden för nuvarande maritima bränslen och dubbelt så dyrt som biobränslen.

Jag har gjort nedifrån och upp kostnadsberäkningar med de för närvarande billigaste elektrolysörerna, standardbalansen för anläggningssiffror och den billigaste, mest tillgängliga elen på planeten, Quebecs 49 USD per MWh, 24/7/365, amorterad vattenkraft och transmission, och kommer in på syntetiska bränslen i samma intervall som IEA.

Men elektrolysörer kommer att bli billigare, ropar frustrerade väteförespråkare. Det spelar ingen roll. De är kanske 8% av kostnaden, så även om du gör dem gratis, blir syntetiska bränslen inte nämnvärt billigare. Men elen kommer att vara gratis, ropar förespråkarna. Nej, det kräver fortfarande överföring, distribution och stärkande, och de organisationer som gör det behöver göra vinster. Det kommer att finnas billigare el tillgänglig en del av tiden, men när kapitalkostnaderna är så höga för e-bränsleanläggningar måste de drivas med mycket högre kapacitetsfaktorer.

Alltså inget väte för frakt. Men visst i skyarna? Kom ihåg att rymdindustrin som är en del av flyg- och rymdindustrin försöker ta sig bort från flytande väte eftersom det är så svårt att hantera. Enstaka raketer omgivna av högutbildade specialister är inte en replikerbar lösning för kommersiellt flyg. Rent väte i gasform kan inte få tillräckligt med energi ombord på flygplan. I flytande form kräver det bulbformade tankar inuti flygkroppen med passagerare som föredrar temperaturer cirka 273° varmare, och det är i Celsius. Dessa bultformade tankar måste finnas på baksidan av flygplanet för passagerarnas och besättningens säkerhet, så när de töms skulle planet bli tungt och falla från himlen. Det finns ingen väg till certifieringen för vätgasflyg. Alternativa flygplansdesigner passar inte in på några aktuella flygplatser. Och flygplatser skulle ha extraordinära kostnader och utmaningar när det gäller att hantera flytande väte.

Men flygindustrin har inte heller tagit emot och förstått PM om väte och derivat gjorda av väte. Som en påminnelse fann IEA att syntetiska bränslen skulle vara mycket dyrare än nuvarande bränslen. Men det var i bästa fall. Den nuvarande verkligheten är att de 25 europeiska förslagen om syntetiskt hållbart flygbränsle inte har kunnat hitta några flygbolag som är villiga att betala nuvarande 10 gånger kostnaden för e-fotogen. Som ett resultat har dessa förslag inte nått ett slutgiltigt investeringsbeslut, något som de delar med praktiskt taget alla gröna väteförslag som inte gäller ammoniak för gödningsmedel, ett tydligt och pressande krav för avkolning.

Så vad kommer flygplan att köra på? Föga överraskande köper flygindustrin redan miljontals ton hållbara biobränslen för flyg och kapaciteten ökar regelbundet. Återigen, även om de är 2 till 2.5 gånger dyrare än historiska kostnader för fossil fotogen, är de hälften av de bästa kostnaderna för syntetiska bränslen, och en fjärdedel av de nuvarande kostnaderna i förslag som har kostnadsberäknats rigoröst.

Och återigen, batterier är mycket mer lämpade för ändamålet än vad industrin verkar vara villig att erkänna eller ens inse, särskilt med hybridmodeller där avledning och reservenergi kan vara i form av biobränslen med en inbyggd generator. År 2023, ett hybridflygplan flög i tolv timmar före landning, och hade avledning och reserv över. Heart Aerospace har hundratals beställningar på sin hybridturboprop för 30 passagerare med 400 kilometers användbar räckvidd. Studier 2023 började visa verkligheten att upp till 100 passagerarturboproppar kan ha en räckvidd på tusen kilometer med nuvarande batteriteknik.

Potentialen finns för räckvidder på 3,000 500 kilometer med avledning och reserv som tillhandahålls av biobränslen med kiselkemi. Även om dessa kemin bara fördubblar eller tredubblar CATL:s 99 Wh/kg, kan enorma mängder flyg inom kontinenten köra XNUMX% av tiden på elektroner. Flyget kommer att vara långsammare i den här modellen, men mycket tystare, billigare och effektivare, så det kommer att vinna ekonomiskt, precis som med alla andra transportsätt.

I min framskrivning av flyget fram till 2100, med mycket mer realistiska, lägre prognoser för flygtillväxt, kommer endast 110 miljoner ton biobränsle att behövas år 2100.

Och för att vara tydlig kan biobränslen tillverkas av avfallsbiomassa. Varje ton torkad biomassa kan göra cirka 0.4 ton biobränslen. Har vi tillräckligt med avfallsbiomassa? Det gör vi verkligen, bara 2.5 miljarder ton matavfall globalt och 1.5 miljarder ton boskapsdynga bara i Europa. Den första alkohol till flygbränsle fabrik som precis öppnats i Georgia i USA, en med en målkapacitet på 9 miljoner ton per år. Den alkoholen är gjord av biomassa som är jäst och destillerad från i stort sett vilken biomassa som helst, men som för närvarande mest kommer från majs från Mellanvästern. Att en alkohol-till-jetbränsleanläggning fattade ett slutgiltigt investeringsbeslut och ingen väte-till-jetbränsleanläggning kan uppnå den milstolpen bör vara en nyckelindikator på vilken väg industrin kommer att gå.

Och så, slutet av väte för energi vägen. Det har redan förlorat lätta fordon, med bara relativa fanatiker som låtsas något annat. Bussar är en självklarhet. Det lilla antalet gaffeltruckar, totalt 50,000 XNUMX, översköljs av batterielektrisk försäljning som överstiger en miljon per år. Trucking totala ägandekostnadsstudier och tester som Run on Less gör det klart att det inte kommer att finnas någon lastbilstransport av vätgas, men vissa personer har inte fått PM ännu. Gridlagring är en återvändsgränd för molekylen. Och även på de två sista och minskande marknaderna för brännbara bränslen, flyg och sjöfart, har vätgas inget riktigt hopp om att vara en del av lösningen.

Kommer historien om väte för energi att ta slut 2024? Nej, självklart inte. 25 år av byråkrati och rykte och investeringar har tröghet som kommer att hålla det igång långt efter den tid då det är uppenbart att hela idén är fatalt bristfällig i varje segment den övervägs jämfört med alternativ som redan fungerar bättre, är billigare idag och kommer att förbli billigare.


Har du ett tips till CleanTechnica? Vill du annonsera? Vill du föreslå en gäst för vår CleanTech Talk-podcast? Kontakta oss här.


Senaste CleanTechnica TV-video

[Inbäddat innehåll]


Jag gillar inte betalväggar. Du gillar inte betalväggar. Vem gillar betalväggar? Här på CleanTechnica implementerade vi en begränsad betalvägg ett tag, men det kändes alltid fel – och det var alltid svårt att bestämma vad vi skulle lägga bakom där. I teorin ligger ditt mest exklusiva och bästa innehåll bakom en betalvägg. Men då läser färre det!! Så vi har bestämt oss för att helt ta bort betalväggar här på CleanTechnica. Men…

 

Precis som andra medieföretag behöver vi läsarstöd! Om du stöttar oss, vänligen chip in lite varje månad att hjälpa vårt team att skriva, redigera och publicera 15 cleantech-berättelser om dagen!

 

Tack!


Annons



 


CleanTechnica använder affiliate länkar. Se vår policy här..


plats_img

Senaste intelligens

plats_img