Hvordan brintkraft kan hjælpe os med at reducere emissioner, øge eksporten, og endda køre videre mellem påfyldninger

Brint kan blive en væsentlig del af Australiens energilandskab inden for det kommende årti, konkurrerer med både naturgas og batterier, ifølge en ny CSIRO køreplan for industrien.

Hydrogengas er en alsidig energibærer med en bred vifte af potentielle anvendelser. Imidlertid, brint er ikke frit tilgængeligt i atmosfæren som en gas. Det kræver derfor et energiinput og en række teknologier at producere, gemme og derefter bruge det.

Hvorfor gider vi? Fordi brint har flere fordele i forhold til andre energibærere, såsom batterier. Det er et enkelt produkt, der kan servicere flere markeder og, hvis den produceres ved hjælp af lav- eller nulemissionskilder det kan hjælpe os med at reducere drivhusgasemissionerne betydeligt.

Sammenlignet med batterier, brint kan frigive mere energi pr. masseenhed. Det betyder, at i modsætning til elektriske batteridrevne biler, det kan give personbiler mulighed for at tilbagelægge længere afstande uden tankning. Tankning er også hurtigere, og vil sandsynligvis blive ved med at være sådan.

Fordelene er potentielt endnu større for tunge køretøjer som f.eks. Busser og lastbiler, der allerede har tung nyttelast, og hvor lange batteriladetider kan påvirke forretningsmodeller.

Brint kan også spille en vigtig rolle i energilagring, hvilket vil blive mere og mere nødvendigt både i fjerntliggende operationer som minesteder, og som en del af elnettet for at hjælpe med at udjævne bidraget fra vedvarende energikilder som vind og sol. Dette kan fungere ved at bruge den overskydende vedvarende energi (når produktionen er høj og/eller efterspørgslen er lav) til at drive brintproduktion via elektrolyse af vand. Brintet kan derefter lagres som komprimeret gas og sættes i en brændselscelle for at generere elektricitet, når det er nødvendigt.

Australien er stærkt afhængig af importerede flydende brændstoffer og har i øjeblikket ikke nok flydende brændstof i reserve. At bevæge sig mod brintbrændstof kan muligvis afhjælpe dette problem. Brint kan også bruges til at producere industrielle kemikalier såsom ammoniak og methanol, og er en vigtig ingrediens i petroleumsraffinering.

Yderligere, som brint brænder uden drivhusemissioner, det er et af de få levedygtige grønne alternativer til naturgas til produktion af varme.

Vores køreplan forudsiger, at det globale marked for brint vil vokse i de kommende årtier. Blandt de potentielle købere af australsk brint ville være Japan, som er forholdsvis begrænset i sin evne til at generere energi lokalt. Australiens omfattende naturressourcer, nemlig solceller, vind, fossile brændstoffer og tilgængeligt areal giver fordelagtigt til etablering af brinteksportforsyningskæder.

Hvorfor omfavne brint nu?

I betragtning af dens udbredte anvendelse og fordel, interessen for "brintøkonomien" har toppet og faldet i de sidste årtier. Hvorfor kan det være anderledes denne gang? Mens hovedmotivationen er brintens evne til at levere energi med lavt kulstofindhold, der er et par andre faktorer, der adskiller nutidens situation fra tidligere år.

Vores analyse viser, at brintværdikæden nu understøttes af en række modne teknologier, der er teknisk klar, men endnu ikke kommercielt levedygtige. Det betyder, at fortællingen omkring brint nu er skiftet fra en inden for teknologiudvikling til "markedsaktivering".

Solpanelindustrien giver en nylig præcedens for denne form for spirende energiindustri. Store solcelleanlæg genererer nu attraktive investeringsafkast, uden hjælp fra regeringen. En af de vigtigste faktorer, der gjorde det muligt for solenergi at nå dette vendepunkt, var stigningen i produktionsstordriftsfordele, især i Kina. Især Kina er for nylig kommet frem som en fortaler for brint, øremærket dets anvendelse i både transport og distribueret elproduktion.

Men hvor solenergi kunne komme ind på et marked med færdiglavet infrastruktur (elnettet), sagen er mindre ligetil for brint. Teknologierne til at hjælpe med at producere og distribuere brint skal udvikles i samklang med applikationerne selv.

En køreplan for brint

I lyset af dette, det primære mål med CSIRO's National Hydrogen Roadmap er at give en plan for udviklingen af ​​en brintindustri i Australien. Med flere aktiviteter i gang, det er designet til at hjælpe industrien, regering og forskere beslutter, hvor de præcist skal fokusere deres opmærksomhed og investering.

Vores første skridt var at beregne de prispunkter, hvormed brint kan konkurrere kommercielt med andre teknologier. Vi arbejdede derefter baglæns langs værdikæden for at forstå de centrale investeringsområder, der er nødvendige for, at brint kan opnå konkurrenceevne på hvert af de identificerede potentielle markeder. Efter dette, vi modellerede den kumulative virkning af investeringsprioriteterne, der ville være mulige i eller omkring 2025.

Hvad der blev klart af rapporten var, at muligheden for rent brint til at konkurrere gunstigt på omkostningsbasis med eksisterende industrielle råstoffer og energibærere i lokale applikationer som f.eks. Transport og fjerntliggende energisystemer er inden for rækkevidde. På opstrøms side, nogle af de mest væsentlige drivkræfter for omkostningsreduktioner inkluderer tilgængeligheden af ​​billig lavemissionskraft, aktivets udnyttelse og størrelse.

Udviklingen af ​​en eksportindustri, imens, er en potentiel game-changer for brint og den bredere energisektor. Selvom denne industri ikke forventes at skalere op tættere på 2030, dette vil muliggøre lokalisering af forsyningskæder, industrialisering og endda automatisering af teknologifremstilling, der vil bidrage til betydelige reduktioner i kapitalomkostninger. Det vil også muliggøre udvikling af fossilt brændstof-afledt hydrogen med kulstofopsamling og -lagring, og lægge et nedadgående pres på vedvarende energiomkostninger dedikeret til storskalig brintproduktion via elektrolyse.

I lyset af globale tendenser i industrien, energi og transport, udviklingen af ​​en brintindustri i Australien repræsenterer en reel mulighed for at skabe nye vækstområder i vores økonomi. Velsignet med ressourcer uden sidestykke, en dygtig arbejdsstyrke og etableret produktionsbase, Australien er yderst godt rustet til at udnytte denne mulighed. Men det vil ikke ske af sig selv.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.