Saubere Stromversorgung
Veröffentlicht auf 13. November 2020 |
von Tina Casey
13. November 2020 durch Tina Casey
Legen Sie diese unter D ab, damit Sie sich auf dem Weg nach draußen nicht von der Tür treffen lassen. Der scheidende Präsident * Trump blies viel heiße Luft, um Kohlejobs zu retten, aber er verlässt sein Amt bei der US-Kohleindustrie in Trümmern. Inländische Öl- und Gasproduzenten blicken ebenfalls auf eine nicht so glänzende Zukunft. Ein Grund dafür ist, dass der Präsident die vielen Fans erneuerbarer Energien, die seine eigene Verwaltung bevölkern, nicht zügeln konnte. Zum Beispiel hat das US-Energieministerium gerade eine neue Initiative angekündigt, die darauf abzielt, Wände zu durchbrechen, um die Wasserstoffwirtschaft der Zukunft mit einem starken Fokus auf grünen Wasserstoff zu begrüßen.
Wasserstoffvorbereiter beachten: US-Vorbereitungen für die Zukunft des grünen Wasserstoffs mit Wasserstoffwirtschaftsplan für Suppen und Nüsse (Bild über das US-Energieministerium).
Ein Mann, kein Plan, grüner Wasserstoff
Trump machte Kohlejobs zu einem Kernstück seiner Kampagne 2016, aber er ließ die ganze Idee nur zwei Jahre nach seinem Amtsantritt fallen, so dass es anscheinend doch keinen Job sparenden Kohleplan gab. Na ja, jetzt ist alles Wasser unter der Brücke.
Die Energieabteilung ist neu Wasserstoff-Programmplan baut auf einer Reihe neuer und langjähriger F & E-Projekte und Partnerschaften in mehreren internen Büros auf, darunter Energieeffizienz und erneuerbare Energien, fossile Energie, Kernenergie, Elektrizität, Wissenschaft und die Agentur für fortgeschrittene Forschungsprojekte – Energie.
Wenn Sie die Tatsache verstanden haben, dass die Fossil and Nuclear-Büros an dem neuen Plan beteiligt sind, ist dies keine gute Nachricht für Fans von grünem Wasserstoff. Trotzdem ist der Wasserstoffplan quellenneutral, sodass Fossilien ihre Aufmerksamkeit erhalten.
Positiv zu vermerken ist, dass bereits während der Amtszeit von Präsident Joe Biden eine Dynamik für beschleunigte Klimaschutzmaßnahmen aufgebaut wird. Dies benachteiligt die Interessengruppen für fossilen Wasserstoff, wenn der Kautschuk auf den Markt kommt, und sie werden immer wieder zurückfallen, da die Kosten für die Herstellung von grünem Wasserstoff weiter sinken.
Nukleare Stakeholder sind möglicherweise in der Lage, ihr Stück des zukünftigen Wasserstoffkuchens besser zu vertreten, aber das bleibt abzuwarten (mehr dazu in einer Sekunde).
Fossiler Wasserstoff Vs. Grüner Wasserstoff
Stellen Sie sich Wasserstoff als das Fett vor, das die Räder einer industrialisierten Wirtschaft schmiert. Wasserstoff ist seit kurzem ein Brennstoff für Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge, einschließlich Gabelstapler, Wasserfahrzeuge, Flugzeuge, Lokomotiven und Drohnen, und wird seit langem als Raketentreibstoff eingesetzt. Auch stationäre Wasserstoffbrennstoffzellen kommen als Ersatz für Dieselgeneratoren in Mode.
Brennstoffzellen sind nur die Spitze des Eisbergs auf dem Wasserstoffmarkt. Wasserstoff wird in allen Arten von Anwendungen eingesetzt, einschließlich Landwirtschaft, Lebensmittelproduktion und Toilettenartikeln, zusätzlich zu Raffineriebetrieben, Metallarbeiten und anderen Schwerindustrien.
Was haben die Leute vor Wasserstoff gemacht? Wer weiß! Die heutige Welt wird mit Wasserstoff betrieben, und fast der gesamte Wasserstoff wird aus Kohle und Gas hergestellt. Hier in den USA hat Gas einen besonders starken Einfluss und macht etwa 95% der heimischen Wasserstoffproduktion aus.
Glücklicherweise beginnen sich grüne Wasserstoffalternativen zu entwickeln. Der neue Wasserstoffplan umfasst Biogas- und Biomasse-Rohstoffe für Wasserstoff, was interessant ist, da die Interessengruppen in diesem Bereich auf die Fähigkeiten und die Lieferkette der konventionellen Wasserstoffproduktion zurückgreifen können.
Der Plan sieht auch Wasser als Quelle für grünen Wasserstoff vor. Ein Hauptweg besteht darin, Wasser mit elektrischem Strom zu „spalten“. Es entstehen auch wärmebasierte Wasser-Wasserstoff-Prozesse, und eine andere Variante besteht darin, Wasserstoff aus Wasser erzeugen durch eine photoelektrochemische Reaktion.
Was ist diese Wasserspaltung, von der Sie sprechen?
Lassen Sie uns diesen Wasserwinkel näher betrachten, da dies aus Sicht der sauberen Technologie der exotischste Ansatz zu sein scheint. Wasser aus Wasser macht keinen Sinn, wenn die Energie, aus der er erzeugt wird, aus fossilen Brennstoffen stammt, aber das Aufkommen kostengünstiger Wind- und Sonnenenergie hat das Spiel verändert.
Der Wasserstoffplan ist von der Elektrolyse begeistert und sieht eine „kurzfristige wirtschaftliche Lebensfähigkeit“ für eine weit verbreitete kommerzielle Anwendung vor.
Der Plan schlägt auch vor, wie ein Netzwerk von Elektrolyseeinrichtungen direkt in den Fokus der Energieabteilung auf die Förderung verteilter Energieressourcen und die Senkung der Kosten für erneuerbare Energien, einschließlich Wind und Sonne, einfließen könnte.
„Diese Elektrolyseure können an das Stromnetz angeschlossen oder direkt in Anlagen zur dezentralen Erzeugung integriert werden, um Wasserstoff für verschiedene Endanwendungen zu erzeugen“, schwärmt die Energieabteilung und stellt fest, dass die „Kosten für Wasserstoff, der durch Niedertemperaturelektrolyse erzeugt wird, stark von der Stromversorgung abhängen Stromkosten: Sie liegen derzeit zwischen 5 und 6 US-Dollar / kg-H2 für Strompreise im Bereich von 0,05 bis 0,07 US-Dollar / kWh. “
„Die Verfügbarkeit von kostengünstigerem Strom – beispielsweise im Bereich von 0,02 bis 0,03 USD / kWh aus aufstrebenden Wind- und Solaranlagen – in Verbindung mit den fortschreitenden Fortschritten bei den Elektrolyseurtechnologien bietet einen Weg zu kostengünstigem Wasserstoff mit weniger als 2 USD / kg. ”Fügt die Energieabteilung hinzu.
Der Wasserstoffplan bietet eine verlockende Liste von Spitzentechnologien für Forschung und Entwicklung, darunter Hochtemperaturelektrolyseure und reversible Brennstoffzellen sowie verschiedene wärmebasierte chemische Prozesse und unser neues Lieblingsfach (na ja, nicht so neu). lichtgetriebene photoelektrochemische Prozesse.
Was ist das alles mit Energiespeicherung?
Der Wasserstoffplan ist ein Suppen-zu-Nuss-Dokument, das Transport und Lagerung sowie Produktion abdeckt. Lassen Sie uns vor diesem Hintergrund zwei Aspekte näher betrachten, die den Befürwortern erneuerbarer Energien nicht sehr am Herzen liegen: Kernenergie und Kohlenstoffabscheidung.
Die Grundidee ist, dass Wasserstoff mit gepumptem Wasserkraftwerk als langlebige, großvolumige Form der Energiespeicherung konkurrieren könnte, was die Energieabteilung als Ersatz für den Bau neuer Gaskraftwerke verfolgt.
Der Vorteil ist, dass Wasserstoff auf Straße, Schiene, Pipeline und Wasserstraße transportiert werden kann. Im Gegensatz dazu ist Pumpwasser an die vorhandene Strominfrastruktur gebunden oder erfordert den Bau neuer Übertragungsleitungen.
So könnte beispielsweise ein Kernkraftwerk nachts Wasserstoff produzieren, wenn der Strombedarf gering ist, und dieser Wasserstoff könnte auf verschiedene Märkte gelangen, einschließlich industrieller Verwendungen sowie Brennstoff- und Stromerzeugung.
Die gleiche Idee gilt für Kohlekraftwerke als Begleiter der Technologie zur Kohlenstoffabscheidung.
Die Akteure im Nuklear- und Kohlebereich möchten das sprudelnde Produkt möglicherweise noch nicht entkorken. Die Huckepack-Wasserstoffproduktion auf bestehende Kernkraftwerke kann kurzfristig einen finanziellen Aufschwung bringen, aber die Aussichten für eine Ernte neuer Kernkraftwerke in den USA werden von Stunde zu Stunde schwächer.
Vielleicht können sich Nuklearfans auf Märkte in Übersee verlassen, also werden wir sehen, was dort passiert.
Fossiler Wasserstoff nach unten, grüner Wasserstoff nach oben
Die Kohlenstoffabscheidung in Kohlekraftwerken täuscht niemanden. Die Weltwirtschaft bewegt sich in Richtung Nachhaltigkeit, und das nicht nur, weil eine Handvoll hochkarätiger Umweltschützer sich mit dem Thema Klimawandel befassen. Führende globale Unternehmen reagieren auf die weit verbreitete Nachfrage der Verbraucher nach nachhaltigen Produkten. Sie stützen sich auf ihre Lieferketten, um ihre Handlungen zu bereinigen, und dies verschafft dem Markt für grünen Wasserstoff in den kommenden Jahren einen praktisch unschlagbaren Vorteil.
Es scheint, dass die Energieabteilung das fossile Handtuch bereits geworfen hat. In den Wochen vor der Veröffentlichung des neuen Wasserstoffplans hat die Agentur eine neue Wasserstoffkooperation mit den Niederlanden geschlossen, in der Offshore-Windressourcen genutzt werden.
In dem Maße, in dem Pumpspeicherkraftwerke für grünen Wasserstoff ins Spiel kommen könnten, ist der Vorsitzende einer internationalen Abteilung des Energieministeriums Konferenz über Pumpspeicher ist auch von Interesse. In einer merkwürdigen Wendung des Timings fand die virtuelle Konferenz direkt am Wahltag statt.
Dann gibt es den Plan für umweltfreundliche Wasserstoff- und Brennstoffzellen-LKWs, den die Energieabteilung im Oktober vorgelegt hat. Dies sind nur die neuesten Nachrichten. Trumps letztes Amtsjahr war geprägt von einer Flut von Wasserstoffnachrichten aus der Energieabteilung, beginnend mit einer großen neuen Energiespeicherinitiative, die im Januar gestartet wurde.
Suchen Sie nach viel mehr, woher das kam, noch bevor der baldige ehemalige Präsident aus dem Weißen Haus schleicht – hey, sehen Sie sich diese Tür an!
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Bild (Screenshot): Wasserstoffplan über das US-Energieministerium.
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Über den Autor
Tina Casey ist spezialisiert auf militärische und unternehmerische Nachhaltigkeit, fortschrittliche Technologie, aufkommende Materialien, Biokraftstoffe sowie Wasser- und Abwasserprobleme. Die Artikel von Tina werden häufig auf Reuters, Scientific American und vielen anderen Websites veröffentlicht. Die geäußerten Ansichten sind ihre eigenen. Folgen Sie ihr auf Twitter @ TinaMCasey und Google+.