Websitesine kayıt olun : CleanTechnica'dan günlük haber güncellemeleri e-postada. Veya bizi Google Haberler'de takip edin!

Yaklaşık 25 yıl önce hidrojen, iklim bilincine sahip teknokratların ve politikacıların tercih ettiği çözümdü ve bunun da haklı bir nedeni vardı. O zamanlar düşük karbonlu enerji taşıyıcıları açısından pek fazla seçenek yoktu. Piller dizüstü bilgisayarlar ve telefonlar için yeterince iyiydi, ancak açıkça hiç kimsenin onlarla ulaşım, ısıtma veya şebeke depolama işlemlerini yürütmeyeceği açıktı.

Ayrıca, ilk kez 1800'de yapılan ve 4. sınıftan beri çocukların fen derslerinin temelini oluşturan elektrikle hidrojen üretebiliyordunuz. Yapılması kolay, yüksek enerji yoğunluğu ve malzemeleri yakmanıza bile gerek yoktu. Yakıt hücrelerini kullanabilirsiniz ve yine bunlar gerçekten eski teknolojiydi; ilki 1842'de inşa edilmişti ve yakıt hücreleri 1962'ye kadar Gemini uzay aracında kullanılmıştı. Sevilmeyecek ne var ki?

Bu ruh halini en iyi şekilde Amerikalı ekonomist ve sosyal teorisyen Jeremy Rifkin kitabında yakaladı. Hidrojen Ekonomisi: Dünya Çapında Enerji Ağının Oluşturulması ve Dünyadaki Gücün Yeniden Dağıtılması. Bu da ne? Başlığın geri kalanını hatırlamadın mı? Kimse yapmaz.

Rifkin'in şüphesiz çok parlak ve büyük bir düşünür olmasına rağmen, mühendislik veya bilim alanından bahsedecek hiçbir yeteneği olmadığını belirtmekte fayda var. Hidrojen elektroliz tesisleri, yenilenebilir enerji ve şebeke maliyetleri konusunda hiçbir zaman ciddi maliyet araştırmaları yapmadı veya hidrojenin herhangi bir derinlikteki dağıtımının sonuçları üzerinde çalışmadı. Molekül onu baştan çıkarmıştı ve bu konuda hem Avrupa'da hem de Amerika'da derinden etkili olmuştu; örneğin o zamanki Avrupa Komisyonu Başkanı'nın, Avrupa'yı yeşil bir hidrojen süper gücüne dönüştürmek için milyarlarca Euro'luk bir araştırma ve geliştirme planı taahhüt etmesini sağlamak.

Hâlâ hidrojen konusunda kitabın yayınlandığı 2002'deki kadar iyimser mi? Çok değil. Geçen yıl yapılan yorumlar, onun yalnızca uzun mesafe lojistiğinde hidrojen yakıt hücreli araçlara ihtiyaç duyulduğu bir konuma gerilediğini gösterdi. Henüz tam notu almadı.

Daha 2005 yılında bile bu vizyonla ilgili ciddi sorunların olduğu aşikardı. İzlanda koştu üç hidrojen otobüsü Dört yıl boyunca, elbette 12 parasıyla 2023 milyon Euro tutarında AB parasıyla finanse edildi. Para bitince otobüsleri yolda mı tuttular? Hiç şansım yok. Çok pahalı, çok fazla başarısızlığa eğilimli.

O zamandan beri hidrojen otobüslerinde bir şey değişti mi? Evet, birçok kıtada İzlanda deneyimini yeniden yaratan hidrojen otobüsü denemeleri yapıldı. Çok fazla devlet parası, çok yüksek yakıt maliyetleri, çok yüksek bakım maliyetleri, finansman çekildiğinde vazgeçme.

Geçtiğimiz günlerde Kaliforniya'nın daha yeni altı yıllık deneyimlerine göz attım ve birkaç yıl çalıştıktan sonra yakıt hücreli otobüslerinin maliyetinin arttığını gördüm. Bakım için yılda %50 daha fazla dizel otobüslerinden ve akülü elektrikli otobüslerinden yaklaşık iki kat daha fazla. Dahası, Kaliforniya'nın hidrojen yakıt ikmali istasyonları, verilerin toplandığı son altı ayda, yani limonların ortadan kaldırılması ve bakımın optimize edilmesi gereken yıllar süren çalışmanın ardından 2021'in ilk yarısında, gerçekte hidrojen pompaladıkları süreden %20 daha fazla saat hizmet dışı kaldı. ve maliyeti vardı Bakımda yıllık sermaye harcamalarının %30'u, varsayılan maliyetlerin üzerinde bir büyüklük sırası.

Bu arada elektrikli otobüsler dünyayı ele geçirdi. Çoğunlukla sanayi ve ihracat politikası olarak ulaşım için hidrojene odaklanmayı tercih eden Foshan'da, birkaç bin yakıt hücreli otobüsle karşılaştırıldığında, Çin yollarında 700,000'e yaklaşıyor. Ancak Foshan'ın bile yakıt hücreli otobüslerden daha fazla akülü elektrikli otobüsü var. Avrupa her yıl binlerce yakıt hücreli otobüs satın alıyor; yaklaşık üçte biri en azından Çin şasileri, aktarma organları, motorları ve akülerinden oluşuyor ve çoğu zaman otobüsün tamamı dünyanın diğer tarafından teslim ediliyor. Afrika ülkeleri hidrojen yakıt hücreli otobüs değil, binlerce elektrikli otobüs satın alıyor. Hindistan'ın yollarında halihazırda binlerce insan var ve 50,000'ye kadar 2027'i hedefliyor.

Bu, çeşitli düzeylerde devlet parasıyla finanse edilen transit acentelerinin hidrojen otobüsleri satın alarak başlarının belaya girmesini engellemedi. En sonuncusu, soğutucu akışkanın yakıt hücrelerine sızması ve yakıt hücrelerini tahrip etmesi nedeniyle beş Mallorcan otobüsünün kullanılmadan ve kullanılamaz halde durduğu İspanya gibi görünüyor - hidrojenli araçlarla ilgili birçok sorundan biri, yakıt hücrelerinin saf hidrojen ve oldukça saf hava talep etmesi ve son derece hoşgörüsüz olmasıdır. başka bir şey yok - ve Barselona'ya vardıktan yaklaşık 18 ay sonra sekiz Barselona otobüsünden yalnızca dördü çalışır durumda. Bu başarısızlıklara ve akülü elektrikli otobüslerinin başarısına rağmen Barselona, ​​AB finansmanıyla daha fazla hidrojen limonu sipariş ediyor.

2000'li yıllarda, farklı okullardaki makine mühendisliği öğrencilerinin küçük arabalar ürettiği ve hızlanma, yol tutuşu, ekonomik sürdürülebilirlik ve benzeri dahil olmak üzere yaklaşık on beş farklı kriterde yarıştığı küresel bir girişim olan Formula Öğrencisi, sıfır emisyonlu araçlar için yeni bir kategoriye sahipti. On yıl boyunca bir grup okul hidrojeni, bir grup okul da pilleri seçti. On yılın sonunda akülü elektrikli arabalar, geleneksel içten yanmalı motorları tehdit ediyordu. 2010'ların başlarında genel olarak bir kişi kazandı. Geçen yıl, akülü elektrikli bir yarışmacı, 100 metrelik bir mesafe içerisinde sıfırdan 0.956 km/saat hıza 12.3 saniyede ulaşmıştı. Geçen yıl itibarıyla tam olarak bir hidrojen katılımcısı kalmıştı ve bu muhtemelen çok uzun sürmeyecek.

2003'te birkaç şey dikkate değerdir. Harika işler yapan ve RMI'yı kuran Amory Lovins, yanıtın hidrojen olduğunu düşünüyordu; buna, birkaç analiz başarısızlığından biri olan Hypercar da dahil olmak üzere, Hypercar araç biçiminde hiper verimli bir saç gömleğiydi. Bu arada, Rocky Dağları'nın diğer tarafında Tesla, sürücülerin ağzının sulanacağı tamamen elektrikli arabalar üretecekleri fikriyle kuruldu.

2,500 adetlik orijinal Roadster serisi, fabrikadan çıkarabilecekleri kadar hızlı bir şekilde tükendi; aslında çoğu önceden satıldı. Tesla Model S'nin 2012'ye gelişi, içten yanmalı otomobiller için ölüm çanıydı. Toyota açıkça bunu anlamadı ve 2014 yılında hidrojenle çalışan Mirai'yi piyasaya sürdü. Teslim edilen 23,000'in yarısından fazlası ABD'de, özellikle de daha önce bahsedilen hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının sıklıkla çalışmayan Kaliforniya'da satıldı. Bu istasyonlardan hidrojen satışları, Kaliforniya'nın hidrojen araçlarının günde ortalama 15 mil yol kat ettiğini açıkça ortaya koyuyor; bu, Amerikalıların genellikle günde 37 mil yol kat ettiği mesafenin çok altında.

Artık her eski üreticinin ve bir grup yeni üreticinin, özellikle Çin'den ve aynı zamanda Vietnam'dan gelenlerin, ürün gamında birden fazla elektrikli arabanın olduğu ve yalnızca birkaçının hidrojen için temiz yanan meşaleyi elinde tuttuğu bir noktadayız. Toyota gibi bazıları hibritlere yöneliyor, ancak çoğu tamamen elektrikliye geçiyor. Ballard ve Plug Power gibi firmalar aksini iddia etmeye devam etse de, hafif araçlarda hidrojene yer olduğunu düşünen ciddi bir analist bulmak zor.

Gaz şirketlerinin en büyük umutlarından biri, önümüzdeki yıllarda ısınma ve yemek pişirme amacıyla boru hatları aracılığıyla evlere ve binalara hidrojen pompalayacak olmalarıdır. Birkaç belirgin teknik nedenden dolayı hidrojeni boru hatlarına doğal gazla homeopatik miktarlarda karıştırmakla başlamak istiyorlar. Aslında öyle olmasa da politikacıları bunun makul bir fikir olduğuna ikna etmeye çalışmak için çok para yatırdılar.

Pek çok hidrojen tutkunu, daha soluk mavi bir alevle de olsa gazla pişirmeye devam etmeyi sabırsızlıkla bekliyordu. Evlerinde çok daha geniş bir konsantrasyon aralığında çok daha yanıcı olan, daha düşük sıcaklıktaki kıvılcımlarla tutuşabilen ve içine koku verici maddeler eklenemeyen bir gazın bulunmasının sonuçlarını düşünmüyorlardı. Güvenlik çalışmaları, patlamaya ve zarara neden olma olasılığının, şu anda ABD'de yılda yaklaşık 4,000 binayı yok eden doğal gaza göre dört kat daha fazla olduğunu açıkça ortaya koyuyor.

Hidrojen odaklı Japonya bile bunun aptalca olduğunu fark etti; bu nedenle dünyadaki en büyük ısı pompası şirketlerinden bazılarının Japon olması, aralarında Mitsubishi ve Daikin'in de bulunmasının nedeni budur. Dünyanın Avrupa veya Kuzey Amerika dışındaki pek çok yerinde seyahat ederken, indüksiyonlu ocakları bulma olasılığınız her şeyden çok daha yüksektir.

Düşük karbonlu hidrojen, doğal gazdaki enerjinin yarısının büyük bir masrafla atılmasını, ısı maliyetinin üç veya daha fazla katlanmasını veya daha da büyük bir masrafla düşük karbonlu elektrikten yeşil hidrojen elde edilmesini gerektirecekken, ısı pompaları üç birim enerji alır. Bir birim elektrik için çevreden gelen ısı. Ortalama olarak doğalgazlı fırınlara göre dört kat daha verimli olup, birçok yerde ısınma faturalarını düşürür ve aynı zamanda iklimlendirme de sağlar. Ve indüksiyonlu ocaklar yalnızca tencereyi veya tavayı ısıtarak gazlı ocakların anında ısınmasını hiçbir risk olmadan ve eski elektrikli ocaklardan daha fazla verimlilik sağlar.

Şimdi vardır 54 bağımsız çalışma bu da hidrojenin evlerde veya ticari binalarda yeri olmadığını açıkça ortaya koyuyor. Ve eğer binalarda yeri yoksa, gaz tesislerinin geleceği de olmayacak ve şehirlerde birçok amaç için kullanılan kullanışlı ve ucuz bir hidrojen ağı da olmayacak. Hidrojeni kamyon duraklarına taşımak için var olmayan bu ağı kullanma hayalleri de hayallerden başka bir şey değil. Büyük toprak veya su kaynaklı ısı pompalarını giderek daha fazla kullanan bölgesel ısıtma ve soğutma sistemleri, çok daha büyük bir büyüme segmentidir.

Ortaya çıkan güçlü bir trend var, değil mi? Hidrojenin enerji ekonomisi için yaygın olan bu alanı her geçen yıl daha da daralmakta ve daha da kısıtlanmaktadır.

Artık hidrojen için umudun olduğu sadece birkaç yerin olduğu bir noktadayız. Otobüsler, hidrojenin yalnızca hidrojen taşımacılığı için para dağıtmak üzere oluşturulan uzun süredir devam eden hükümet bürokrasileri tarafından canlı tutulduğu bir cevap sorusu olsa da, birçok kişi yük kamyonlarının bariz bir uyum olduğunu düşünüyor. Verilere daha net bakmaya başladığınızda, bu o kadar da açık değil.

Artık Tesla da dahil olmak üzere akülü elektrikli yarı çekiciler sunan çok sayıda ağır kamyon üreticisi var. Ve tabii ki Tesla'nın performansı, piller, elektrik motorları, güç yönetim sistemleri ve yüksek güçlü hızlı şarj konusunda devasa ölçek ekonomilerinden yararlanarak, daha düşük bir fiyatla diğerlerinden çok daha yüksek bir performans sergiliyor ve hafif elektrikli araçlardaki hakimiyetini sağlıyor. Ayrıca, diğer üreticilerin, aracı sıfırdan elektrikli olacak şekilde inşa etmek yerine mevcut yarı merdiven çerçevelerini yeniden kullanarak tasarruf etmeye çalışırken düştükleri tuzaktan da kaçınıldı.

Bu nedenle, Eylül 2023'teki NACFE Daha Az Çalıştırma etkinliğinde Tesla kamyonları, birkaç şarj molasıyla 1,000 milden (1,600 km) fazla yol kat ederek tam gün çalışmayı başardı. Tesla, Supercharger ağı için megawatt ölçekli şarj standardını oluşturuyor ve Kuzey Amerika'da Tesla'nın fişinin artık standart olduğunu unutmayın. Eski kamyon üreticilerinin bir seçeneği var. Ya Tesla'yı saf elektrik yolunda takip edebilirler ya da yalnızca ikinci enerji taşıyıcısı için optimize edilmiş çerçeve içinde piller, hidrojen veya dizel ile uğraşmaya devam edebilirler. Eğer ısrar ederlerse, kamyonları yalnızca Tesla'nın değil aynı zamanda Çin araçlarınınkinden daha pahalı ve daha az yetenekli olacak.

Ölümcül derecede kusurlu olanları da içeren son toplam sahip olma maliyeti çalışmaları Uluslararası Temiz Ulaşım Konseyi'nin Kasım 2023 çalışması Hidrojenle kamyon taşımacılığı için mümkün olan teraziye tüm parmaklarımızı koyduk ve yine de en hafiften en ağıra kadar kamyon taşımacılığının her bir kategorisinde akülü elektrikli kamyonların en iyi toplam sahip olma maliyetine sahip olduğunu, dizelden daha düşük ve hidrojenden daha düşük olduğunu, hatta başparmakları sağlam bıraktığını gördük. Bu çalışmalar ayrıca, hiç kimsenin gerçek bakım verilerine bakma zahmetine girmemesi nedeniyle 3'ların ortalarından itibaren rapor üstüne raporda yer alan tahminlere dayanarak, yakıt ikmal istasyonları için sermaye harcamalarının %4 ve %2010'ünü yıllık bakım maliyeti olarak kullanıyor. Avrupa ve Kaliforniya'dan temin edilebiliyordu. Belirtildiği gibi, %30'u Kaliforniya'nın deneyimidir ve kendisi tarafından dağıtılan kilogram başına 9 ABD dolarının üzerinde bir katkı söz konusudur.

Pilli elektriğin zaten kazandığının farkında olmayan kuruluşlar, kamyonların yeterince uzağa gidemediğini veya pillerin çok ağır olduğunu iddia ediyor. ICCT, pillerin 500 yılına kadar Tesla'nın iki katı olan kilogram başına 2050 watt saat enerji yoğunluğuna bir kez daha ulaşamayacağını düşünüyor. Bu arada, dünyanın en büyük pil üreticisi CATL, 500'te 2023 Wh/kg'lık bir pil piyasaya sürdü. Bu, Tesla Semi'nin Çok daha az ağırlıkla yeniden şarjlar arasında 750 mil yol kat edin veya aynı makul %1,000 ila %2 ekstra ağırlık payı ile 3 mil yol kat edin. Halihazırda ticarileşmeye başlayan silikon kimyaları, CATL'nin enerji yoğunluğunu iki ila beş katına çıkaracak ve dolayısıyla daha uzun menziller, daha düşük ağırlıklar veya her ikisini birden vaat ediyor.

Şu anda Avrupa yük taşımacılığına yönelik toplam sahip olma maliyeti çalışmasının inceleme grubunda yer alıyorum, bu nedenle gidip Kaliforniya'nın otobüs ve yakıt ikmal istasyonu bakımına baktım. Yorumlarımdan biri, tartışma sona erdiği için hidrojen ve hafif araçlar gibi belirli araç karışımlarının hariç tutulması gerektiği, ancak bazı insanların gerçeği kabul etmeyi reddetmesi ve bu nedenle onu eve götürmesi nedeniyle kamyonlar için hidrojenin içeride tutulması gerektiği yönündeydi. başka bir çalışma hala faydalıdır.

Ve sonra ağır demiryolu var. Bu sorunun da yanıtı verildi. Kuzey Amerika dışında dünya, demiryolu ağının halihazırda havai kabloları olmayan kısımlarını elektriklendirmeye devam ediyor. Hindistan, 100'te yüzde 2024 elektrikli olmayı bekliyor ve dünyaya öncülük ediyor. Endonezya ve Fas'taki yüksek hızlı demiryolu sistemleri gibi Çin'in devasa ve büyüyen yüksek hızlı demiryolu ağının tamamı elektrikli. Çin, tamamen elektrikli demiryolu üzerinden Avrupa'ya yük taşıyor.

Toplam sahip olma maliyeti çalışmaları da burada açıkça görülüyor. Baden-Würtemberg doğru yaptı. İşe keskin gözlü bir elektronik tablo jokeyini yerleştirdiler ve onlara şebekeye bağlı, akülü elektrikli ve hidrojen raylı sistemlerini ve bunların hibritlerini karşılaştırmalarını söylediler. Cevap, çok pahalı olduğu için havai kabloları yerleştiremedikleri yerlerde, çoğunlukla havai kablolar olmadan inşa edilen köprüler ve tünellerde ve bunlardan çok sayıda olan hatlarda, pillerin neredeyse havai kablolar kadar ucuz olduğu, oysa hidrojenin daha ucuz olduğu yönünde geldi. üç kat daha pahalı. Bu arada, Aşağı Saksonya'nın hemen yanında, tren başına yaklaşık 14 milyon Avro tutarındaki o güzel hükümet parasının bir kısmını hidrojen trenleri satın almak için aldılar ve onlarla hizmete başladıktan bir yıl sonra bir daha hidrojen treni satın almayacaklarını duyurdular.

ABD de demiryolunu elektrikli hale getirecek ve onunla birlikte Meksika ve Kanada'yı da 21. Yüzyıl demiryoluna sürükleyecek, ancak bu, Wall Street analistlerinin her üç ayda bir duymak istediği şeyleri kazımak için mümkün olduğu kadar fazla zaman harcanana kadar olmayacak.

Hımmm… Hidrojen için kara taşımacılığı talebi yok. Kesinlikle. Enerjinin tamamının yenilenebilir kaynaklar tarafından sağlanması nedeniyle elektrik sisteminde hidrojene pek yer kalmıyor. İnfografikte yer almasa da yer elvermediği için bunu konuşalım. Eğer iklim değişikliğini çözeceksek, bugün elektrik için yakılan tüm kömür, doğalgaz ve petrolün ortadan kalkması gerekiyor. Enerji üretim tesislerinde karbon yakalama fikri denendi ve bu, herhangi bir rasyonel aktörün dikkate almak isteyebileceğinden çok daha pahalı ve daha az etkili.

Artık, büyük ölçüde Rifkin'in kitabıyla başlayan ve Avrupa ve Kuzey Amerika'da din propagandası yapan, ne yazık ki yanlış yönlendirilmiş enerji politikasının çeyrek asırlık son oyununun sonuna geldik.

Ama bekleyin, diyor hidrojen savunucuları. Elektrik depolamak için hidrojene ihtiyacımız olacak! Hayır. Bu, yalnızca birkaç on yılda bir ortaya çıkan, kıta ölçeğinde, haftalarca süren güneş ışığı ve rüzgar kesintileri dışında aslında çözülmüş bir sorundur. Birleşik Krallık'taki takımada ülkesinde bile modellemenin yalnızca her on yılda bir önemli bir sorun olduğu ortaya çıkıyor.

Hızlı tepki veren, kısa süreli depolama için (pikler ve ani güç artışlarını yumuşatmak için mükemmel olan türden) ve ayrıca güneş enerjisini birkaç saat geleceğe taşımak için, giderek daha ucuz hale gelen ve kimyası giderek artan aynı piller tamamen yeterlidir. . Daha uzun süreli depolama için aynı pompalanan hidro Nükleer santrallere geceleri yapacak bir şeyler vermek için inşa edilen ve bugün şebeke enerji depolamasının %93'ünü temsil eden bu depo, dört saatten 24 saate kadar depolamayı oldukça kolay bir şekilde kapsıyor.

Çin bunu alıyor. Halihazırda 58 GW'lık pompalanmış hidroelektrik santral inşa edilmiş olup, muhtemelen 600 GWh ila bir TWh'den fazla enerji kapasitesi bulunmaktadır. 365 yılına kadar 4 ila 8 TWh enerji depolamayı temsil eden 2030 GW'lık bir kapasite daha inşa ediyor veya planlıyor. Dünyanın geri kalanı da bu eski çözüme uyandı. Avustralya Ulusal Üniversitesi'nin nehir dışındaki yeşil alan, kapalı devre pompalı hidro atlası şüphesiz büyük bir çalışma yürütüyor. Birkaç yıl önce, küçük alanlı üst ve alt rezervuarların birbirine oldukça yakın yerleştirilebileceği, akarsulardan ve nehirlerden kaçınarak, çok fazla enerji sağlamak için 400 metreden fazla kafa yüksekliğiyle, iletim yakınında ve korunan alanların dışında yerleştirilebileceği tüm yerler üzerinde çalışma yaptılar. . Haritadaki Sibirya gibi bir grup boş alan hiç iyi veriye sahip değildi ama kuşkusuz pek çok kaynağa sahipti.

ANU, tam elektrifikasyonun son durumu için belirlenen bu bölgelerde 100 kat, Kuzey Amerika'da ise 200 kat daha fazla enerji depolama kaynağı bulunduğunu tahmin ediyor. Ve HVDC iletimiyle depolamanın üretimin veya talep merkezinin hemen yanında olması gerekmez. Örnek olarak, Hong Kong'un 25 GWh'lik pompalı hidroelektrik sistemi birkaç yüz kilometre uzakta Çin anakarasında yer alıyor.

Ayrıca, ortadaki iki yönlü yakıt hücresi eşdeğer teknolojisinin her iki yanında büyük kimyasal depolarını ölçeklendirebileceğiniz ve çok fazla enerji depolayabileceğiniz, yeni ortaya çıkan redoks akışlı pil teknolojisi var. Halihazırda bir avuç ticarileştirilmiş çözüm var ve daha fazlası da geliştirme aşamasında.

Verimsiz, depolanması zor, kullanımı zor hidrojenin hâlâ oynama fırsatı bulduğu 10 ila 50 yıllık bir dunkeflau'dur ve orada bile "Stratejik enerji rezervi olarak hangi molekülü depolamalıyız?" sorusu ortaya çıkar. İnsan biyokütle atıklarından yayılan metanın bir kısmını çöplüklerde ve benzeri yerlerde yakalayıp mevcut doğal gaz stratejik rezervlerine koymak gibi daha iyi alternatifler bulmamak zor. Sör Chris Llewellyn'in Birleşik Krallık'ta pompalanan hidrokarbonu göz ardı eden ve HVDC ara bağlantı potansiyelini göz ardı eden çalışmasının yaptığı gibi, hidrojen için bir kullanım durumu bulmakla başlamalısınız ve ardından orada cevabın yeşil hidrojen olduğunu duyurmalısınız, yani tanım gereği öyle olacaktır. Daha kısa süreli depolama için de bir yanıt.

Yani enerjinin büyük çoğunluğunun tüketildiği karada hidrojenin enerji için yapabileceği çok az şey var. Artık potansiyel pazarlar olarak yalnızca endüstriyel ısı, deniz taşımacılığı ve havacılığın kalmasıyla gerçekten kısa vuruşlara girdik.

Ancak endüstriyel ısının %45'i 200° Celsius'un altında ve ısı pompaları artık bunu yapabiliyor. 200°'nin üzerindeki sıcaklıkların yanacak bir şey gerektirdiğini iddia eden daha iyi bilmesi gereken çok sayıda kuruluş var, ancak durum böyle değil. 600°'ye kadar dirençli ısıtma halihazırda ticarileştirilmiştir. ABD çeliğinin %70'i, 1,500 ila 3,000° ısı üretebilen elektrik ark ocaklarından beslenen hurdadan geliyor. Mikrodalga, kızılötesi ve plazma çözümleri var. Açık alev özelliklerine ihtiyaç duyan nispeten az sayıda endüstriyel ısıtma gereksinimi vardır ve bir kez daha, şu anda büyük bir iklim sorunu olan biyolojik metan, yapımı zor, depolanması zor, zor olanlardan daha makul bir seçimdir. Hidrojeni dağıtmak ve kullanmak pahalıdır.

Ama gemilerin mutlaka yakıta ihtiyacı var, değil mi? Düşündüğünüz kadar değil. Şu anda Yangtze'de 700 kilometrelik (1,000 mil) rotalarda çalışan iki adet 600 ünitelik konteyner gemisi var. Three Gorges'da üç saatlik turlar yapan 1,000 yolcu kapasiteli bir yolcu gemisi var. Halihazırda iç sularda ve liman sularında sessizce çalkalanan sayısız akülü elektrikli feribot, ticari tekne ve römorkör var. Almanya ile Norveç arasındaki rotalar gibi tüm iç kara taşımacılığı ve kısa deniz taşımacılığının yaklaşık üçte ikisi tamamen pillerle yapılabilir ve bir şeyin elektrikli olabileceği yerlerde, işletme ve bakım maliyetleri o kadar düşük ki geri kalanını boşa harcayacaklar. su dışındaki unsurların toplam sahip olma maliyeti.

Ama bu yine de okyanusu geçen büyük gemiler. Elbette hidrojenin burada bir oyunu var mı? Öncelikle iyi haber. Toplu nakliyenin yaklaşık %55'i radikal bir şekilde azalacak. Bunların çoğu dökme kömür, petrol ve gazdır ve bunlar herhangi bir rasyonel dünyada ortadan kaybolacaktır. Geri kalanı ham demir cevheri; aşırı oksijeni kömür yerine demirden uzaklaştırmak için yeşil elektrik ve hidrojen kullanmak (bunun pasını almak), madenlerin yakınında çok daha fazlasının işlenmesine olanak sağlayacak. Konteyner nakliyesi artacak, ancak yığınların azalması kadar değil.

Kısa mesafeli elektrifikasyon ve uzun mesafeli taşımacılığın bırakılması arasında, neredeyse aynı miktarda enerjiye ihtiyaç duyulmuyor. Benim tahminim, 70 yılında yaklaşık 2100 milyon ton dizel veya eşdeğerinin gerekli olacağı yönünde. Ve şu anda zaten 70 milyon ton biyodizel üretiyoruz, çoğunu sadece elektrikli olacak kara taşımacılığında harcıyoruz.

Ancak bu açıkça denizcilik endüstrisinin ve enerji türleri için hidrojenin kaçınılmaz olanı çözemediği bir durumdur. ICCT gibi kuruluşlar, sıvı hidrojen de dahil olmak üzere nakliye çalışmaları için hala hidrojen kullanıyor; bu, üzerinde çalışılması o kadar zor ki roket endüstrisi bundan sıvı metana doğru kayıyor. Ve denizcilik endüstrisi, mevcut ürünlerinin mevcut deniz yakıtları kadar ucuz olduğu - öyle değil -, temiz yandıkları - bu kadarı doğru - ve düşük karbonlu oldukları iddialarıyla amonyak ve metanol lobicileri tarafından baştan çıkarıldı. - bu, bunların üretiminin çok yüksek yukarı yönlü karbon borcunu göz ardı ediyor - ve aslında düşük karbonlu, iyi durumdaki uyanma versiyonlarının gelecekte ucuz olacağı - tam ve tamamen utanmaz bir yalan.

Sonuç olarak, AP Moller-Maersk gibi büyük denizcilik şirketleri, kendi yakıtlarıyla çalışabilen çift yakıtlı gemilere para harcıyor. metanol veya amonyakve LNG gemileri oldukça dar görüşlü bir büyüme endüstrisidir. Ve Maersk çoğunlukla sentetik metanol için değil biyometanol için sözleşme yapıyor, dolayısıyla bu aslında hidrojen savunucuları için iyi bir haber değil, kötü bir haber. Ekonomi, ilerledikçe iyiye gidecek. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), 2023'ün sonlarında oldukça çarpıcı bir raporla konuya giriş yaptı. e-yakıtlar. Bir süreçte karbondioksit üreten, diğerinde yeşil hidrojenle kullanılan yepyeni entegre endüstriyel tesislere tahsis edilen tamamen yeni rüzgar ve güneş enerjisi çiftliklerinden elde edilen son derece iyimser elektrik maliyetlerine rağmen, yeşil yakıtlar mevcut denizcilik yakıtlarının maliyetinin 4-6 katıydı. ve biyoyakıtlardan iki kat daha pahalıdır.

Şu anda en ucuz elektrolizörler, standart tesis rakamları dengesi ve gezegendeki en ucuz, en uygun elektrik olan Quebec'in MWh başına 49 ABD doları, 24/7/365, amortize edilmiş hidroelektrik ve iletim ile aşağıdan yukarıya maliyet araştırmaları yaptım ve gelip Sentetik yakıtlar IEA ile aynı aralıktadır.

Ancak hidrojen savunucuları, hayal kırıklığı yaşayan elektrolizörlerin ucuzlayacağını söylüyor. Önemli değil. Bunlar muhtemelen maliyetin %8'ini oluşturuyor, dolayısıyla bunları ücretsiz yapsanız bile sentetik yakıtlar önemli ölçüde ucuzlamayacak. Ancak elektriğin ücretsiz olacağını savunanlar haykırıyor. Hayır, yine de iletim, dağıtım ve sıkılaştırmaya ihtiyaç var ve bunu sağlayan kuruluşların da kar elde etmesi gerekiyor. Bir süre sonra elektrik daha ucuz olacak, ancak e-yakıt tesislerinin sermaye maliyetleri bu kadar yüksek olduğunda, bunların çok daha yüksek kapasite faktörlerinde çalıştırılması gerekiyor.

Yani nakliye için hidrojen yok. Ama kesinlikle göklerde mi? Havacılık sektörünün bir parçası olan uzay endüstrisinin, başa çıkılması çok zor olduğu için sıvı hidrojenden uzaklaşmaya çalıştığını unutmayın. Ara sıra yüksek eğitimli uzmanlar tarafından çevrelenen roketler, ticari havacılık için tekrarlanabilir bir çözüm değildir. Gaz halindeki saf hidrojen, uçakta yeterli enerjiyi sağlayamaz. Sıvı formda, yaklaşık 273° daha yüksek sıcaklıkları tercih eden yolcuların bulunduğu, gövdenin içinde soğanlı tanklar gerektirir ve bu da Santigrat cinsindendir. Yolcuların ve mürettebatın güvenliği için bu soğanlı tankların uçağın arkasında olması gerekiyor, böylece boşaldıkça uçağın burnu ağırlaşacak ve gökten düşecek. Hidrojen havacılığı için sertifikasyona giden bir yol yoktur. Alternatif uçak tasarımları mevcut havalimanlarının hiçbirine sığmayacaktır. Ve havalimanlarının sıvı hidrojenle ilgili olağanüstü maliyetleri ve zorlukları olacaktır.

Ancak havacılık sektörü de hidrojen ve hidrojenden üretilen türevlere ilişkin bildiriyi alıp anlamadı. Bir hatırlatma olarak, IEA sentetik yakıtların mevcut yakıtlardan çok daha pahalı olacağını tespit etti. Ancak bu en iyi senaryodaydı. Şu andaki gerçek şu ki, Avrupa'nın 25 sentetik sürdürülebilir havacılık yakıtı teklifinde, bu bedeli ödemeye istekli herhangi bir havayolu şirketi bulunamamıştır. mevcut e-gazyağı maliyetinin 10 katı. Sonuç olarak, bu teklifler nihai yatırım kararına ulaşmadı; bu, gübreler için amonyak içermeyen hemen hemen tüm yeşil hidrojen teklifleriyle ortak olarak paylaştıkları bir şey, karbonsuzlaştırma için açık ve acil bir gereklilik.

Peki uçaklar neyle çalışacak? Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, havayolu endüstrisi hali hazırda milyonlarca ton sürdürülebilir havacılık biyoyakıtı satın alıyor ve kapasite düzenli olarak artıyor. Bir kez daha, fosil gazyağının geçmişteki maliyetlerinden 2 ila 2.5 kat daha pahalı olmasına rağmen, bunlar sentetik yakıtlar için en iyi durum maliyetlerinin yarısı kadardır ve ciddi şekilde maliyetlendirilen tekliflerdeki mevcut maliyetlerin dörtte biri kadardır.

Ve bir kez daha piller, endüstrinin kabul etmeye ve hatta farkına varmaya istekli göründüğünden çok daha fazla amaca uygundur, özellikle de enerjinin yönlendirilip rezerve edilmesinin yerleşik bir jeneratör ile biyoyakıt biçiminde olabildiği hibrit modellerde. 2023'te hibrit bir uçak on iki saat uçtu inişten önce ve yönlendirme ve rezerv kalmıştı. Heart Aerospace'in, 30 kilometre kullanılabilir menzile sahip 400 yolcu kapasiteli hibrit turbopropu için yüzlerce siparişi var. 2023 yılında yapılan çalışmalar, mevcut batarya teknolojileriyle 100'e kadar yolcu kapasiteli turbopropların bin kilometre menzile sahip olabileceği gerçeğini ortaya koymaya başladı.

Silikon kimyasına sahip biyoyakıtların sağladığı yönlendirme ve rezerv ile 3,000 kilometrelik menzil potansiyeli mevcut. Bu kimyalar CATL'nin 500 Wh/kg'ını yalnızca iki veya üç katına çıkarsa bile, kıta içi havacılıkta büyük miktardaki uçuş zamanın %99'unu elektronlarla gerçekleştirebilir. Havacılık bu modelde daha yavaş ama çok daha sessiz, daha ucuz ve daha verimli olacak; böylece diğer tüm ulaşım modlarında olduğu gibi ekonomik açıdan da kazanan olacak.

2100 yılına kadar havacılık projeksiyonumda, çok daha gerçekçi ve daha düşük havacılık büyümesi tahminleriyle, 110 yılında yalnızca 2100 milyon ton biyoyakıta ihtiyaç duyulacak.

Açık olmak gerekirse, biyoyakıtlar atık biyokütleden yapılabilir. Her ton kurutulmuş biyokütleden yaklaşık 0.4 ton biyoyakıt elde edilebilir. Yeterli atık biyokütlemiz var mı? Elbette ki bunu yapıyoruz; yalnızca dünya çapında 2.5 milyar ton gıda atığı ve yalnızca Avrupa'da 1.5 milyar ton hayvan gübresi. İlk jet yakıtına alkol ABD'nin Georgia eyaletinde yeni açılan tesis, yılda 9 milyon ton hedef kapasiteye sahip. Bu alkol, hemen hemen her türlü biyokütleden fermente edilen ve damıtılan biyokütleden yapılıyor ancak şu anda çoğunlukla ortabatı mısırından elde ediliyor. Alkolden jet yakıtına kadar bir tesisin nihai yatırım kararını vermesi ve hiçbir hidrojenden jet yakıtına kadar tesisin bu dönüm noktasına ulaşamaması, sektörün hangi yöne gideceğinin önemli bir göstergesi olmalıdır.

Böylece enerji için hidrojen yolunun sonu geldi. Sadece göreceli fanatiklerin aksini iddia etmesiyle, hafif araçlar zaten kaybolmuş durumda. Otobüsler kaçınılmaz bir sonuçtur. Toplamda 50,000 adet olan az sayıdaki forklift, yılda bir milyonu aşan akülü elektrik satışlarının yanında gölgede kalıyor. Kamyon taşımacılığının toplam sahip olma maliyeti çalışmaları ve Run on Less gibi testler, kamyon taşımacılığında hidrojen olmayacağını açıkça ortaya koyuyor ancak bazı kişiler henüz bu notu almadı. Izgara depolaması molekül için bir çıkmaz sokaktır. Yanabilir yakıtlar, havacılık ve gemicilik gibi son iki ve azalan pazarda bile hidrojenin çözümün bir parçası olma konusunda gerçek bir umudu yok.

Enerjide hidrojen hikayesi 2024'te bitecek mi? Hayır tabii değil. 25 yıllık bürokrasi, itibar ve yatırım, halihazırda daha iyi çalışan, bugün daha ucuz olan ve daha ucuz kalacak olan alternatiflerle karşılaştırıldığında, tüm fikrin dikkate alınan her segmentte ölümcül derecede kusurlu olduğu aşikar olduğunda, onu uzun süre devam ettirecek bir atalete sahiptir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://cleantechnica.com/2024/02/04/the-devolution-of-hydrogen-for-energy-over-25-years-is-a-fascinating-tale/