Annonser
Vätgas kan inte driva en koldioxidfri framtid om inte dess egen produktion avkarboniseras.
Vätgasens möjligheter som koldioxidfri bensin har fångat fältets kreativitet.
Utöver det faktum att de är barn måste vi inse att för närvarande är merparten av den vätgas som produceras i världen beroende av ohållbar användning av fossila bränslen. På grund av detta ansvarar vätgasproduktionen för 830 megaton (Mt) koldioxidutsläpp årligen. För att sätta detta i perspektiv, om dagens vätgasindustri skulle bli ett land, skulle det vara den sjätte största utsläpparen i kungariket.
Traditionellt har vätgas producerats för användning i tillämpningar liknande petroleum- och kemisk tillverkning. Utmaningen, i takt med att vätgasekonomin och dess stödjande infrastruktur börjar utvecklas, är att tillhandahålla koldioxidfri vätgas på ett billigare, skalbart och autentiskt sätt. Det är här ny kunskap kan spela en nyckelroll i alla faser av konstruktion, transport, lagring och slutanvändning.
Att tillverka grön vätgas
Numera är det förmodligen vanligaste sättet att tillföra vätgas genom ångreformering av metan (SMR) från fossila bränslen. Tyvärr innebär detta betydande koldioxidutsläpp. Faktum är att användning av SMR släpper ut något mer koldioxid än att skapa bensin.
Men det finns ett koldioxidneutralt alternativ. Vätgasens framtid ligger i vattenelektrolys, driven av en koldioxidfri energikälla som en solcellspark, för att leverera "grönt vätgas". Elektrolys kostar dock ungefär dubbelt så mycket som SMR, enligt data från det utländska energibolaget (IEA). Vi måste minska denna kapacitet. Denna kapacitet skalar upp elektrolysörer till installationer på flera megawatt. Det är också möjligt att lokalisera platser med tillgång till koldioxidfri energi.
Det finns färdigheter för att förbättra effektiviteten i elektrolys genom noggrann design och hantering av den elektriska apparaturen. Detta minskar inte bara de mest effektiva hastigheterna utan ökar också procedurens säkerhet och tillförlitlighet.
För att demonstrera vad som är genomförbart samarbetade ABB med en tidig användare i USA för att tillhandahålla ett komplett elschema för ett par nyligen etablerade vätgaselektrolysanläggningar i New York och Georgia. Dessutom kommer ABB:s motorer och drivsystem att spela en nyckelroll i komprimeringen av bränslet för transporter. Anläggningen är planerad att tillsammans producera 600 ton miljövänlig vätgas varje dag, vilket kompenserar för cirka 1 700 fossila bränsleutsläpp inom logistik- och transportsektorerna.
Utformning av vätgasinfrastrukturen
Att kickstarta vätgasekonomin är ingen liten bedrift. Att möjliggöra storskalig vätgasproduktion kommer också att kräva billiga grannskap och byggandet av nya industrianläggningar som liknar tankparker. Att integrera vätgas i befintlig rörledningsinfrastruktur ger en ekonomisk känsla, eftersom det sannolikt kommer att bära huvuddelen av vätgasen i de tidiga tillväxtstadierna.
Lagring av vätgas kräver också specialiserad kunskap och djupgående expertis, med tanke på att skydd är av största vikt, då gaser hålls vid hög halt. Till exempel tillhandahåller ABB automations-, elektrifierings- och instrumentlösningar för ett pilotprojekt i Australien som skulle kunna ge en ritning för industriell transport av bensin. Efter att ha producerat vätgas under förgasning av brunkol kan det kondenseras och skeppas till Japan på jordens första specialiserade H2-transportfartyg.
En annan grundläggande del av vätgasekonomin är slutanvändningen. Att förbättra effektiviteten och minska avgifterna kommer också att stimulera investeringar här – och bränsleceller är ett exempel på detta. Nuvarande avgifterna ligger runt 1 TP4 250 USD/kW, med erfarenhet av banbrytande teknik för att sänka avgiften till 1 TP4 180 USD/kW. Gascellsdesignen behöver stärkas för att ytterligare sänka priserna, trots att enorma avgiftsrabatter är möjliga genom stordriftsfördelar. Liknande stordriftsfördelar kan uppnås vid vätgastankningsstationer för bränsledrivna fordon.
Vätgasens framtid närmar sig.
Mycket av den teknik och infrastruktur som behövs för vätgas finns redan idag. För att stärka vätgasfinansieringssystemet måste vi fortsätta att bygga vidare på dessa beprövade grunder för att säkerställa att varje länk i priskedjan – från produktion till distribution, lagring och användning – är hållbar, koldioxidfri och ekonomiskt lönsam.
Läs mer om hur ABB använder tillväxt för en hållbar nästa dag här.
