Elektryfikacja dla samochodów, Wodór dla samolotów

9 Cze by zin

Elektryfikacja dla samochodów, Wodór dla samolotów

Według zespołu naukowców paliwo wodorowe powinno być wykorzystywane głównie w sektorach takich jak lotnictwo lub procesy przemysłowe, których nie można zelektryfikować. Produkcja tych paliw jest zbyt nieefektywna, droga, a ich dostępność jest zbyt niepewna, aby szeroko zastąpić paliwa kopalne, na przykład w samochodach lub ogrzewaniu domowym.

W większości sektorów bezpośrednie wykorzystanie energii elektrycznej, na przykład w pojazdach elektrycznych zasilanych bateryjnie lub pompach ciepła, ma bardziej ekonomiczny sens. Zamiast tego powszechne uzależnienie od paliw wodorowych i utrzymanie technologii spalania zagraża większej zależności od paliw kopalnych i emisji gazów cieplarnianych.

„Paliwo wodorowe może być doskonałym nośnikiem czystej energii, ale jego koszty i związane z nimi ryzyko są również duże” – mówi główny autor Falco Ueckerdt z Poczdamskiego Instytutu Badań nad wpływem klimatu (PIK). „Paliwo wodorowe jako uniwersalne rozwiązanie klimatyczne może być fałszywą obietnicą. Chociaż są zaskakująco wszechstronne, nie należy oczekiwać, że będą szeroko zastępować paliwa kopalne.

Paliwo wodorowe będzie prawdopodobnie rzadkie i niekonkurencyjne przez co najmniej kolejne dziesięć lat. Stawianie na ich powszechne stosowanie prawdopodobnie zwiększy zależność od paliw kopalnych: jeśli trzymamy się technologii spalania i mamy nadzieję napędzać je paliwami wodorowymi, a te okażą się zbyt drogie i rzadkie, w końcu spalimy jeszcze więcej ropy i gazu oraz uwolnimy gazy cieplarniane.

Priorytet aplikacji, takich jak lotnictwo i produkcja stali
„Musimy więc nadać priorytet tym cennym paliwom wodorowym do zastosowań, do których są potrzebne: lotnictwo dalekiego zasięgu, surowce w produkcji chemicznej, produkcja stali i być może niektóre procesy przemysłowe o wysokiej temperaturze”, mówi Ueckerdt. „Są to sektory i aplikacje, których trudno zelektryfikować bezpośrednio”. Naukowcy określają „kolejność zasług zapotrzebowania na wodór i paliwo elektroniczne”: priorytet, gdzie wykorzystać te nowe paliwa.

Tak zwany zielony wodór jest wytwarzany w procesie zwanym elektrolizą. Aby rozbić H2 lub stabilne cząsteczki wody na wodór i tlen, potrzeba dużo energii elektrycznej. Wodór można następnie wykorzystać do syntezy paliw węglowodorowych poprzez dodanie węgla z CO 2.powstałe paliwo elektryczne lub paliwo elektroniczne jest łatwiejsze do przechowywania i transportu niż energia elektryczna lub czysty Wodór. „Co najważniejsze, paliwo elektroniczne może być spalane w konwencjonalnych procesach i silnikach spalinowych, a zatem bezpośrednio zastępować paliwa kopalne” – mówi Gunnar Luderer, współautor artykułu. „Biorąc jednak pod uwagę ich ograniczoną dostępność, błędem byłoby sądzić, że skamieliny można całkowicie zastąpić w ten sposób”.

Prowadzenie samochodu napędzanego Wodorem wymaga pięć razy więcej energii niż samochód elektryczny zasilany bateryjnie
„Obecnie jesteśmy daleko od 100% energii odnawialnej, więc efektywne wykorzystanie jej jest kluczowe. Jeśli jednak używamy paliwa wodorowego zamiast bezpośrednich alternatyw elektryfikacyjnych, potrzeba od dwóch do czternastu razy więcej energii elektrycznej, w zależności od zastosowania i odpowiednich technologii” – mówi współautor Romain Sacchi z Paul Scherrer Institute. „Straty wydajności występują zarówno po stronie podaży, w procesie produkcji paliwa wodorowego, jak i po stronie popytu: silnik spalinowy zużywa znacznie więcej energii niż silnik elektryczny”.

„Niska efektywność energetyczna prowadzi do kruchej wydajności klimatycznej” – mówi Sacchi. „Jeśli są wytwarzane przy użyciu nowoczesnych mieszanek elektrycznych, paliwo wodorowe zwiększy, a nie zmniejszy emisję gazów cieplarnianych. W przypadku niemieckiej mieszanki elektrycznej w 2018 r. zużycie paliwa wodorowego w samochodach, ciężarówkach lub samolotach spowoduje trzy do czterech razy więcej emisji gazów cieplarnianych niż zużycie paliw kopalnych.”

Natomiast samochody elektryczne lub ciężarówki powodują emisje gazów cieplarnianych, które są porównywalne lub niższe niż emisje samochodów z silnikiem diesla lub benzyną, które są już oparte na nowoczesnych mieszankach elektrycznych w większości krajów, jak pokazują naukowcy na podstawie pełnego cyklu życia Od kołyski do grobu, w tym analizy emisji związanych z produkcją akumulatorów.

„Tylko w przypadku prawdziwie odnawialnych systemów energetycznych paliwo wodorowe staje się skutecznym sposobem stabilizacji naszego klimatu” – mówi współautor Jordan Everall. „Tak więc paliwo wodorowe wyraźnie wymaga stworzenia dodatkowych zdolności do produkcji energii odnawialnej”.

Koszty redukcji emisji gazów cieplarnianych z paliw wodorowych wynoszą obecnie około 1000 euro za tonę CO 2.
Naukowcy oszacowali, że nawet przy 100% energii odnawialnej koszty zapobiegania tonom emisji CO 2 z paliwami wodorowymi wyniosą obecnie 800 euro na paliwa płynne i 1200 euro na Paliwa Gazowe. Jest to znacznie wyższe niż obecne ceny CO 2, na przykład w europejskim systemie handlu emisjami, które są obecnie poniżej 50 euro za tonę. Jednak ciągły postęp technologiczny wynika z cen CO 2, a także dotacji i Inwestycji w wodór i związane z nim branże, do 2050 r.koszty redukcji CO 2 mogą spaść do około 20 euro w przypadku ciekłego paliwa elektronicznego i 270 Euro w przypadku gazowego paliwa elektronicznego.

Tak więc, wraz ze wzrostem cen CO 2, paliwo na bazie wodoru może stać się konkurencyjne pod względem kosztów, prawdopodobnie do 2040 roku. Jest już za późno dla sektorów, w których istnieją alternatywy dla bezpośredniej elektryfikacji, biorąc pod uwagę pilną potrzebę ograniczenia emisji gazów cieplarnianych w celu ustabilizowania naszego klimatu.

Ceny węgla są niezbędne, aby paliwa oparte na wodorze były konkurencyjne
„Pomimo niepewności co do przyszłych kosztów, paliwo oparte na wodorze może stać się technologią rezerwową, która zastąpi wszystkie pozostałe paliwa kopalne w latach 2040-50″ jednak wdrożenie zależy od znacznego wsparcia polityki na dużą skalę i zasadniczo dotacji około dwie dekady wcześniej, przypadki komercyjne mogą być zabezpieczone wyłącznie przez rosnące ceny węgla”, mówi Falco Ueckerdt.

„Ogólna strategia polityczna może opierać się na dwóch filarach: po pierwsze, szerokim wsparciu technologicznym w celu promowania innowacji i początkowej ekspansji, w tym bezpośredniej elektryfikacji. Po drugie, znaczna cena emisji dwutlenku węgla i reforma opodatkowania energii, które łącznie tworzą uczciwe pole gry dla wszystkich technologii, a tym samym rozsądną równowagę między elektryfikacją bezpośrednią i pośrednią „.

„Długoterminowe spojrzenie na paliwo wodorowe jest obiecujące” – mówi Gunnar Luderer. „Wykorzystując ogromny potencjał wiatru i energii słonecznej globalnych pasów słonecznych, paliwo elektroniczne może być sprzedawane na całym świecie, a tym samym rozwiązywać problemy związane z energią odnawialną w gęsto zaludnionych krajach, takich jak Japonia czy Europa.

Ponieważ jednak krajowe i międzynarodowe cele klimatyczne wymagają redukcji emisji, z punktu widzenia klimatu bezpośrednia elektryfikacja powinna być na pierwszym miejscu, aby zapewnić bezpieczną przyszłość wszystkim „.

Byzin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *