Hvilken rolle spiller brint som energikilde i det globale energisystem?

Fremtidens klimapolitik tildeler brint og H₂ synteseprodukter stor betydning. Men hvordan kunne efterspørgslen efter brint udvikle sig globalt?

Et nyt metastudie koordineret af Fraunhofer ISI adresserer dette spørgsmål og revurderer mere end 40 energisystemer og brintscenarier inden for HyPat-forskningsprojektet. Undersøgelsen giver udsagn om rækken af ​​mulige fremtidige udviklinger i efterspørgsel efter brint, globalt, i EU og Kina frem til 2050, og skelner mellem forskellige efterspørgselssektorer. Fokus er på scenarier med ambitiøse mål for reduktion af drivhusgasser.

Brint og dets synteseprodukter betragtes globalt som vigtige fremtidige energikilder, der kan bruges i mange forskellige sektorer. For eksempel er der en igangværende kontroversiel debat om, hvilken rolle brint vil spille i transport i fremtiden, og specifikt dets anvendelse til personbiler og lastbiler. Der er også potentielle applikationer med efterspørgsel efter brint i andre sektorer, såsom industri og bygninger.

Der har dog hidtil været en høj grad af usikkerhed omkring brints fremtidige globale rolle, da forskellige undersøgelser er kommet frem til meget forskellige resultater.

Derfor sammen med et konsortium bestående af Fraunhofer IEG og ISE, Ruhr University Bochum, Energy Systems Analysis Associates—ESA² GmbH, det tyske institut for udvikling og bæredygtighed IDOS, Institut for Avancerede Bæredygtighedsstudier (IASS) Potsdam, GIZ Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit og dena det tyske energiagentur, Fraunhofer ISI har gennemført en ny meta-analyse for at adressere, hvordan den globale efterspørgsel efter brint kan udvikle sig i fremtiden.

Mere end 40 nuværende energisystemer og brintscenarier blev revurderet, med særligt fokus på scenarier med ambitiøse emissionsreduktionsmål for drivhusgasser.

Væsentlig stigning i den globale efterspørgsel efter brint

De fleste undersøgelser forudser en markant stigning i den globale efterspørgsel efter brint, hvilket er særligt markant i beregningerne, hvis regioner eller lande har ambitiøse mål for drivhusgasreduktioner. Den globale efterspørgsel efter brint afhænger derfor også i høj grad af den respektive regionale klimapolitik og dens ambitionsniveau.

Den samlede efterspørgsel efter brint på verdensplan i 2050 varierer mellem 4 og 11 % af den globale endelige energiefterspørgsel. Der er dog store regionale forskelle:For EU kan denne andel være så høj som 14 %, hvorimod de fleste undersøgelser indikerer en maksimal brintandel på 4 % af den endelige energi for Kina. I nogle tilfælde varierer fremskrivningerne af efterspørgsel efter brint i de analyserede undersøgelser betydeligt, hvorfor der er betydelige forskelle ved klassificering af brints rolle i fremtidige energisystemer.

Varierende relevans af brint i forskellige applikationer

Hvad angår specifikke applikationer, forventes den største efterspørgsel efter brint i transportsektoren, ifølge undersøgelsen, både i absolutte tal og i forhold til det samlede energibehov. Metastudiet beregner en gennemsnitlig brintandel på 28 % for EU's transportsektor i 2050 – baseret på sektorens samlede energiefterspørgsel – sammenlignet med 14 % for Kina og 16 % på verdensplan.

Transport er dog også den sektor med det bredeste sortiment og dermed den højeste grad af usikkerhed om fremtidig brintanvendelse. H₂ synteseprodukter vil blive brugt inden for områder som international skibsfart og luftfart, men den mulige fremtidige brug af brint er mindre klar i andre store anvendelsesområder såsom personbiler og lastbiler.

I andre sektorer, såsom industrien, er det sandsynligt, at efterspørgslen efter brint vil være mindre end i transportsektoren, og efterspørgselsprognoserne er lavere her. Imidlertid betragtes brint som en mulighed for ingen fortrydelse i industrisektoren, da der ikke er nogen dekarboniseringsalternativer til adskillige industrielle anvendelser, for eksempel i jern og stål eller basiskemikalier.

På den anden side anses brintforbruget for meget usikkert inden for industriel varmeproduktion og også for lavtemperaturvarme på grund af potentielle alternativer. Metastudiet indikerer også større regionale forskelle her:Mens brintandelen i industrien i forhold til det samlede globale energibehov ligger mellem 2 og 9 % i 2050, forudsiger størstedelen af ​​de analyserede undersøgelser mellem 3 og 16 % for Europa, med en maksimal andel på op til 38 %. For Kina er den forventede brintandel på 1-4 %, med en maksimal værdi på 7 %.

Sammenlignet med alle andre sektorer spiller brint den mindste rolle i bygninger i alle de betragtede regioner. Medianandelen her i de fleste undersøgelser anslås til at være mindre end 2 % af bygningsenergien i 2050 - med meget små båndbredder, hvilket tyder på, at resultaterne vedrørende den lave fremtidige relevans af brint i denne sektor er relativt robuste. Også i absolutte tal halter efterspørgslen efter bygninger i alle regioner et godt stykke efter efterspørgslen i de andre sektorer.

Prof. Martin Wietschel, som koordinerer HyPat-konsortiets forskningsarbejde, vurderer brints fremtidige globale betydning som følger:"Vores evalueringer understreger, at brint vil spille en vigtig rolle i fremtidens globale klimapolitik - men ikke vil være den dominerende endelige energi. fremtidens bærer. For at reducere udledningen af ​​drivhusgasser globalt set ses tiltag til energibesparelse og direkte elektrificering baseret på vedvarende energi, for eksempel i varmepumper, elbiler eller varmenetværk, som de vigtigste løftestænger. brint spiller en relevant rolle i specifikke applikationer, hvor andre teknologier enten teknisk eller økonomisk ikke er gennemførlige." + Udforsk yderligere

Forskere vurderer fordelene ved øget brintproduktion