Grønt brint lyder som en gevinst for udviklingslandene. Men omkostninger og transport er problemer

Brint bruges hovedsageligt til fremstilling af kemikalier såsom gødning og i olieraffinaderier. Det meste brint i verden i dag er lavet af naturgas eller kul - metoder forbundet med store kuldioxidemissioner. Udviklede lande søger derfor i stedet for "grøn brint" - produceret ved hjælp af vedvarende elektricitet såsom sol- og vindkraft. Energieksperter Rod Crompton og Bruce Young forklarer grøn brints potentielle fordele og udfordringer.

Hvad bruges brint til?

Den globale efterspørgsel efter brint nåede op på 94 millioner tons i 2021 og indeholdt energi svarende til omkring 2,5 % af det globale endelige energiforbrug. Kun omkring 0,1 % af den nuværende globale brintproduktion er grøn, men der er planlagt store udvidelser.

Nye anvendelser for grøn brint er også påtænkt.

Liebreichs klassifikation er en nyttig indikator for de potentielle markeder for grøn brint.

Da formålet med at bruge grøn brint i virkeligheden er at reducere kuldioxid, bør de ansøgninger, der skal målrettes først, være dem, der vil give de største reduktioner i emissioner. Liebreichs stige viser, hvilke de er. Applikationerne i den (grønne) øverste række er en effektiv udnyttelse af værdifuld grøn brint.

Men grøn brint koster i øjeblikket meget mere at fremstille end mindre rene brinttyper. At bruge det til at producere de 180 millioner tons ammoniak om året, der kræves globalt til gødningsproduktion, ville have en alvorlig afsmittende effekt på fødevarepriserne.

Så det er svært at se, hvordan denne overgang kommer til at ske.

Hvordan laves grøn brint?

Grøn brint er lavet af vand. Ved at bruge vedvarende ("grøn") elektricitet adskiller udstyr kaldet elektrolysere brinten fra ilt i vand (H₂O). Processen kaldes elektrolyse.

Grøn brintproduktion udleder ingen kuldioxid, men konstruktionen af ​​vedvarende el-infrastruktur bruger i øjeblikket fossile brændstoffer, som udleder kuldioxid.

Brint er traditionelt blevet fremstillet af ikke-vedvarende energikilder som kul ("sort brint") og naturgas ("grå brint"). Når disse metoder kombineres med kulstoffangst og -lagring, er den producerede brint kendt som "blå brint".

Hvilke udfordringer byder grøn brint på?

Selvom omkostningerne ved vedvarende energiproduktion er faldet, er omkostningerne ved elektrolyse stadig ikke kommercielt konkurrencedygtige.

I dag har grøn brint en anslået energiækvivalent pris på mellem US$250 og US$400 per tønde olie ved fabriksporten, ifølge International Renewable Energy Agency. Fremtidige omkostningsreduktioner er forudsagt, men disse er usikre. De nuværende oliepriser er omkring $100 per tønde - meget mindre end det ville koste at bruge grøn brint i stedet for konventionelle olieprodukter.

Der skal også tages højde for omkostningerne ved at transportere brint.

Desværre er brints fysik imod billig brinttransport. Det er meget mere udfordrende end oliebaserede flydende brændstoffer, flydende petroleumsgas eller flydende naturgas. Havtransport af brint skal være ved meget lave temperaturer (-253℃). Benzin eller diesel behøver ikke dyr køling:den transporteres ved omgivende lufttemperatur.

Og brint bærer kun 25 % af den energi, som en liter benzin gør, hvilket gør det meget dyrere at transportere og opbevare den samme mængde energi.

Alternative måder at transportere brint på er blevet undersøgt. Fordi ammoniak (NH₃) er meget nemmere og billigere at transportere end brint, har International Renewable Energy Agency anbefalet at "lagre" brint i ammoniak til forsendelse. Men det kræver ekstra udstyr til at putte brinten i ammoniak og strippe det ud på bestemmelsesstedet. Disse processer tilføjer omkostninger på omkring US$2,50-US$4,20/kg (svarende til US$123-US$207 pr. tønde olie) ifølge agenturet.

Brint er sværere at håndtere end konventionelle fossile brændstoffer. Det er en farveløs, lugtfri og smagløs gas i modsætning til konventionelle kulbrinter. Dette gør lækagedetektion vanskeligere og øger risikoen for brand eller eksplosion. Brintbrande er usynlige for det menneskelige øje.

Historisk set er brint blevet kontrolleret inden for fabrikkens perimeter og styret af uddannede mennesker. Den udbredte introduktion af brint i samfundet vil kræve nye foranstaltninger og færdigheder, herunder forsikring, materialehåndtering, brandslukning og katastrofehåndtering.

Hvor vil de første brintmegaprojekter sandsynligvis blive bygget?

Byggeriet af det første grønne brintprojekt i gigawatt-skala i Saudi-Arabien er allerede startet. Mange af banebrydende projekter vil blive bygget på den sydlige halvkugle, for det meste i udviklingslande. Det skyldes, at de er mindre tæt befolket og har bedre vedvarende energiressourcer (sol og vind) til at producere den nødvendige elektricitet.

Selvom dette kan lyde positivt for udviklingslandene, er der store risici ved at udvikle brintmegaprojekter. For det første siger megaprojekternes "jernlov":"Over budget, over tid, under ydelser, igen og igen." Projektejere bærer projektudførelsesrisikoen.

Risici omfatter også valutakursrisiko, fjerntliggende lokationer, banebrydende teknologi og mangel på færdigheder. Potentielle værtslande bliver nødt til at afveje disse risici mod fristelserne til forbedrede investeringer, beskæftigelse og betalingsbalance. De ville være klogt i at udtrække garantier fra deres kundelande for at undgå uretfærdigheden i, at det globale syd subsidierer det globale nord, når det går over til renere energi.

Sydafrika har nu en "brintkøreplan" efter mange års statsstøtte. Energiselskabet Sasol og bilproducenten Toyota taler om en "Hydrogen Valley", en geografisk korridor af koncentreret brintfremstillings- og anvendelsesindustri. Og den sydafrikanske regering og Sasol taler om at etablere en ny havn på vestkysten ved Boegoebaai til fremstilling og eksport af grøn brint. I Nelson Mandela Bay planlægger Hive Hydrogen en grøn ammoniakfabrik til 4,6 milliarder USD.

Namibia har også store planer for et grønt brintprojekt på 10 milliarder USD.

Nøglen til at reducere omkostningerne til grønt brint i fremtiden ligger hovedsageligt i teknologiske forbedringer og omkostningsreduktioner i forbindelse med massefremstilling og en opskalering af elektrolyse. Og i mindre grad trinvise omkostningsreduktioner i transport og håndtering. + Udforsk yderligere

Generering af grøn brint fra biomasse, en rigelig vedvarende energikilde

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.