Vätgasekonomin kommer snart att vara redo för start, inklusive flygplan och kraftverk

Har flygsektorn huvudet i molnen? Faktum är att experterna arbetar hårt för att göra vätgas till ett hållbart flygbränsle.

Med tanke på utbyggnaden av produktionsskatteavdragen och medlen för regionala vätgasnav ökar vätgasbeståndet. Dess möjligheter ligger i industrier som är svåra att koldioxidutlösa eller saker som inte snabbt kan elektrifiera. Det gäller flygplan, tåg, fartyg och långdistanslastbilar. Elektriska generatorer kan också drivas på en blandning av vätgas och naturgas.

"Vi ser tekniken komma och kostnaderna sjunka. Priset på naturgas är lägre än dagens pris på väte”, säger Judith Judson, chef för vätgas på National Grid, i ett webbseminarium som arrangeras av Our Energy Policy. "Men med skattelättnader går ekonomin i rätt riktning. Precis som vind och sol kommer priserna att sjunka. För att uppfylla våra nettonollmål har väte en roll att spela. Vårt mål är att se grönt väte produceras från förnybar energi. Vi planerar att eliminera fossila bränslen, men vi vill göra det till ett överkomligt pris."

Hållbara flygbränslen från grönt väte kan vara en lång flygning, men det planet kommer att lyfta inom 15 till 25 år. Överväga Delta Airlines: Louisiana-baserade DG Fuels förser det med 385 miljoner gallon med 75 %-85 % färre utsläpp av växthusgaser under hela livscykeln än konventionellt jetbränsle.

Olika former av förnybar energi utgör hållbara flygbränslen. Det inkluderar matavfall, animaliskt avfall och avloppsslam, som lätt blandas med flygbränslen. Det amerikanska energidepartementet säger att dess koldioxidavtryck kan vara 165 % mindre än petroleumbaserat flygbränsle. En studie av Clean Sky 2 och Fuel Cells & Hydrogen 2 säger att vätgasdrivna flygplan kan vara redo för flygning redan 2035, även om 2050 kan vara mer genomförbart för längre flygningar.

Azul Airlines, British Airways, Jet Blue, KLM, Lufthansa, Scandinavian Airlines, United Airlines, Virgin Australia och Virgin Atlantic har redan använt biobränslen för kommersiella flygningar. Som för Jetblå, använder den hållbart flygbränsle vid sitt nav på Los Angeles internationella flygplats. Det fungerar med World Energy och World Fuel ServicesINT
för att få hållbart flygbränsle.

"Vårt slutmål är att uppnå klimatneutralt flyg till 2050. För att omsätta denna ambition till verklighet krävs en sömlös integration av en rad viktiga nya tekniska framsteg, varav en är vätgasdrivna flygplan", säger Axel Krein, verkställande direktör för Gemensamt företag Clean Sky 2.

Från Airport Hubs till Hydrogen Hubs

Förutom de produktionsskatteavdrag som tillhandahålls av Inflation Reduction Act, inkluderar den tvåpartiska infrastrukturlagen som antogs för ett år sedan upp till 7 miljarder dollar för att fastställa mellan 6 och 10 regionala vätgasnav över landet. Målet är att skapa ett nätverk av vätgasproducenter och industriella konsumenter med en sammankopplad infrastruktur för att påskynda användningen av rent väte - en del av Vita husets plan för att nå nettonollmål till 2050.

Till exempel vill hubbar optimera varje regions styrka – bestående av deras naturresurser och deras industriella bas. Vissa regioner är rika på naturgas, medan andra har mycket sol- och vindenergipotential. Samtidigt måste företag stå redo att köpa det resulterande vätet. Avgörande för strävan: konvertera äldre infrastruktur och bygga nya pipelines.

"Den regulatoriska miljön är nyckeln," sa Thomas Green, en stipendiat vid energidepartementets kontor för vätebränslecellteknik, under programmet. "Vi måste sänka barriärerna och säkerställa att intressenter är engagerade samtidigt som vi garanterar högsta möjliga miljötrohet."

Idag produceras 99% av allt väte i reaktioner som involverar kol och naturgas, som anses vara "grå väte" som inte gör något för att begränsa CO2-utsläppen. Målet är att producera väte från energikällor med låga koldioxidutsläpp – grönt väte – och utöka dess användning inom transport- och kraftproduktionssektorerna. I dess Vätgasekonomi Outlook, Bloomberg Ny Energi Finans säger att det skulle kunna tillgodose 24 % av världens energibehov till 2050 samtidigt som koldioxidnivåerna minskar med 2 %.

För att det ska hända måste priset på grönt väte sjunka. Energidepartementet tar en "Jordskott," lanserades i juni 2021. Syftet är att minska kostnaderna för rent väte med 80 % till 1 USD per 1 kilo på 1 decennium. För närvarande kostar väte från förnybar energi cirka 5 dollar per kilogram. Om programmet är framgångsrikt och priset faller har potentialen inga gränser: ståltillverkning, ren ammoniak, energilagring och tunga lastbilar, säger byrån.

Tillhandahåller raketbränslet

National Grids Judson säger att hennes verktyg skulle vara en företagsköpare av vätgasbränslet. Det skulle bidra till att balansera utbud och efterfrågan, vilket gynnar elkunderna. Hon säger att väte och förnybar naturgas som härrör från organiskt avfall skulle kunna blandas, driva gasturbiner samtidigt som de befintliga ledningarna och transformatorstationerna används.

Väte kan användas i bränsleceller för att generera kraft - en kemisk process som delar väte från syre. Det finns inga utsläpp - bara vattenånga. Hur? Till exempel körs batterilagrad solel genom en elektrolysör för att skapa ren vätgas. Medan solenergikostnaderna har sjunkit med 85 % under 10 år ligger fokus nu på att uppnå skalfördelar för elektrolysatorer.

Även om väte kan injiceras direkt i de befintliga naturgasturbinerna eller rörledningarna som bär det, är blandningshastigheten endast 20 %. De Intermountain Power Project i Utah håller på att konvertera från en kolanläggning till en kombinerad naturgasanläggning, skapa en ren form av grönt väte och överföra det till Los Angeles.

Det finns 550 megawatt bränsleceller installerade över hela landet, säger Connor Dolan, vice ordförande för externa frågor för Fuel Cell & Hydrogen Energy Association. Användarna är kritiska fakulteter som inte har råd att tappa ström när som helst: datacenter och sjukhus, för att nämna två. MicrosoftMSFT
Corp. vill driva sina nya datacenter med vätgas. Kostnaden för att göra det är hög, men de priserna kommer att minska.

Vätgasnaven är avgörande för att uppnå stordriftsfördelar. "Detta kommer att bidra till kostnadsparitet och driva på användningen", säger Dolan under webbinariet. "Vi kommer att se väte för export från USA. Vi skulle se en enorm mängd inhemsk produktion, och vi kan ha överskott att skicka runt om i världen."

Flyg, tåg och bilar kommer. Honda, Hyundai och Toyota skapar bränslecellsdrivna bilar, medan FedEx ExpressEXPR
driver en vätgasdriven lastbil i delstaten New York med en räckvidd på 240 kilometer. Men mer än 20,000 XNUMX vätgasdrivna gaffeltruckar är redan här och används av företag som WalmartWMT
och TargetTGT
.

Grunden är lagd och den offentliga politiken är på plats, vilket ger raketbränsle för en framväxande vätgasdriven ekonomi.

Även av denna författare:

Elektriska jetplan kommer

Grönt väte är ett steg närmare

Elbilar eller vätgasdrivna bilar?