Yenilenebilir enerjinin fiyatı düştüğünde ve depolama teknolojilerinde olgunlaştıkça, hidrojen yakıtı dikkat çekiyor.
Jorgo Chatzimarkakis, hidrojen yakıt hücreli otomobillerinden birinde yakıt ikmali yapıyordu. 50-plus yakıt ikmali istasyonları kendi arabasını şarj eden bir Tesla şoförü yaklaştığında Almanya'nın etrafına dağıldı.
Adam, hidrojenle çalışan bir aracı çalışırken görmek için heyecanlıydı ve sorularla doluydu. Genel sekreteri Chatzimarkakis Hidrojen Avrupa, onlara cevap vermekten mutluydu ve ikisi birkaç dakika konuştular.
Ancak o zamana kadar, hidrojen vagonu tamamen yakıt ikmali yaparken, Tesla sürücüsü bataryası şarj olurken hala uzun bir süre beklemeye başladı.
Chatzimarkakis, “Bu gerçek,” diyor. “Bugünlerde benzin istasyonları hazır, araba hazır, İsviçre’den Danimarka’ya ve Norveç’e hiçbir sorun yaşamadan seyahatimi planlayabilirim.”
Hidrojen yakıtlı bir dünyanın vizyonu, özlediğim kadar çok yakın özlemlere sahipti. Wile E. Coyote. 1923’te İngiliz genetikçi JBS Haldane hidrojen üreten yel değirmenleri ağı İngiltere’yi güçlendiriyor, ama hiçbir şey gelmedi. 1970’te, Güney Afrika’da doğmuş elektrokimya üyesi John Bockris, ilk olarak “hidrojen ekonomisi” terimini bir konuşmada kullandı ve daha sonra yayınlandı. Güneş-hidrojen enerjili bir dünyanın nasıl görünebileceğini anlatan bir kitap. Fakat yine de hiçbir şey değişmedi. 2002’te, Amerikan ekonomik ve sosyal teorisyeni Jeremy Rifkin, hidrojenin petrolden devralabileceğini ve enerjinin geleceği hidrojenle çalışan yakıt hücrelerinde yatar.
Ancak sektör hazır değildi, diyor Chatzimarkakis. “Jeremy Rifkin'in söylediği şey gerçekten çok geçerliydi, ancak politikacılar ve gazeteciler her zaman kanıtı görmek istiyorlar” diyor. “Ve o zamanlar gerçekten fark edilmekten çok uzaktı, çünkü araştırma yeterince gelişmiş değildi.”
Yaşın Hidrojenleri
Belki de, nihayet, hidrojen anı geldi.
Japonya, 2020 Tokyo Olimpiyat Oyunlarını kullanmayı planlıyor. Hidrojen toplumu için vizyon ve hidrojen yakıt istasyonları ve diğer altyapıların kurulması için 348 milyon ABD doları yatırım yapmıştır. Almanya dünyanın ilk başlattı hidrojenle çalışan trenler giderek artan sayıda hidrojen yakıt istasyonları ülke genelinde. İsviçre 1,000 hidrojenle çalışan kamyonlar satın alıyor, Norveç vardı hidrojen yakıt istasyonları 2006’ten beri ve Güney Kore’de önümüzdeki beş yıl boyunca 2.33 milyar ABD doları yatırım yapmak Hidrojen yakıt istasyonları, yakıt hücreli araç tesisleri, yakıt hücreli otobüsler ve hidrojen depolama sistemleri oluşturmak. Ve Avustralya her ikisini de gördü ulusal bilim ajansı CSIRO ve baş bilim adamı Alan Finkel Hidrojene dayalı bir ülke ve ihracat endüstrisi için vizyonlarını ayrı ayrı bildiriniz.
Coradia iLint, Almanya'da 2018'te hidrojen yakıtlı toplu taşıma sağlamaya başladı. Alstom izniyle | R Frampe
Hidrojen ekonomisinin merkezinde güneş, rüzgar ve hidroelektrik gibi yenilenebilir kaynaklardan elektriğin suyu oksijen ve hidrojene bölmek için kullanılması denir. elektroliz. Daha sonra “yeşil hidrojen”, elektrik üretmek için yakıt hücrelerinde kullanılabilir ve yakıt hücreleri, bir şebekeyi desteklemek veya hatta güçlendirmek için araçları sürmek için tek tek kullanılabilir. Hepsinden iyisi, hidrojen yakıt hücrelerinin ürettiği egzoz, bir gün tekrar elektroliz için yeniden toplanıp geri dönüştürülebilen sudur.
Ekonomi ve İklim
Peki nihayet küresel enerji planlarının ön saflarına hidrojen getirmek için ne değişti? Jenny Hayward, CSIRO'nun kıdemli araştırma uzmanı ve ortak yazar 2018 Ulusal Hidrojen Yol Haritası, daha uygun ekonominin önemli bir rol oynadığını söylüyor.
Hayward, “Üretimin maliyeti düşüyor, ancak maliyeti de düşüyor” diyor. Güneş fotovoltaik ve rüzgardan elde edilen elektriğin fiyatı önemli ölçüde azalmakla kalmadı, elektroliz teknolojileri de daha ucuz, daha büyük ve daha verimli hale geldi. Aynı zamanda, hidrojen yakıt hücrelerinin hem verimlilik hem de maliyet açısından da iyileştirici olduğunu söylüyor.
Diğer önemli itici güç, Avustralya'nın Melbourne kentinde bulunan RMIT Üniversitesi'nde sürdürülebilir bir enerji uzmanı ve profesörü olan John Andrews, önemli sera gazı emisyonu azaltma acilliğinin artması olduğunu söylüyor.
Andrews, “Girişini iklim değişikliği ile mücadelenin bir parçası olmaya bağlı tutmak çok önemli” diyor Andrews. “Bu sadece alternatif bir yakıt alma meselesi değil; Bu sıfır emisyonlu bir yakıt ve enerji sistemi edinme meselesi. ”
Hidrojenin bir yakıt olarak adaptasyonunu geliştirmek kolay olmamıştı. Asırlık bir hidrojen ekonomisi arayışına rağmen, bu noktaya gelmek için aşılması gereken bazı önemli teknolojik zorluklar var - ve hala erken günler.
Depolama Sorunu Çözme
Hidrojenin taşıma için kullanılmasında kilit bir konu hafızası . Sadece son zamanlarda hidrojeni yeterince küçük ve bir binek aracın arkasına sığacak kadar hafif bir kaba doldurmak mümkün hale gelirken, o arabayı en az 300 mil kadar yakacak kadar enerji harcadı.
Andrews, “ABD Enerji Bakanlığı'nın hidrojen yakıt hücreli araçlarla kullanım hedeflerini yenebilecek bir hidrojen deposu elde etmenin her zaman çok zor olacağı düşünülüyordu” diyor. Sonra bir gelişme geldi yüksek basınçlı hidrojen tankı İhtiyaçları karşılayan ve hatta aşan gelişmiş kompozitlerden yapılmıştır.
Yakıt depolanması, hidrojen yakıtlı taşıma için büyük bir zorluk olmuştur. Son gelişmeler, binek aracı çeşitlerini dolum başına 300 milden fazlaya çıkarmıştır. Fotoğraf © iStockphoto.com/Tramino
“İnsanların oturmasını ve evet demesini sağladığını düşünüyorum, bir araçta hidrojen taşımak ve geleneksel araçlarla karşılaştırılabilir bir aralık vermek ve yeniden doldurma süresine sahip olmak için kullanılabilecek bir depolama biçiminin mümkün olduğunu düşünüyorum. Hidrojenin avantajı - sadece birkaç dakika ”dedi.
Hidrojen yakıt hücreli araçlar artık konvansiyonel benzinli veya dizel araçların menzili ile eşleşmekte veya hatta aşmaktadır; Toyota Mirai'nin hak ettiğini söyledi yaklaşık 312 mil bir hidrojen tankından. Bu, onları uzun mesafeli seyahat için elektrikli akülü bir araçtan çok daha cazip bir olasılık haline getiriyor.
Aynı zamanda onları daha çalışkan araçlar için uygun bir seçenek haline getiriyor, diyor Lisa Ruf, Hidrojen Hareketliliği Avrupa ve İngiltere'deki Element Enerji'de baş danışman.
“Kamyon operasyonlarında, taksilerde, acil durum müdahale hizmetleri için, konvansiyonel araçlara benzeyen bir menzile ve yakıt dolum süresine sahip olmalısınız” diyor. Londra Büyükşehir Polisibu yıl 11 hidrojen yakıt hücreli otomobillerini satın aldı.
Izgarayı Beslemek
Hidrojen ayrıca, yenilenebilir bir enerji şebekesinin istikrarını korumaya yardımcı olacak bir yol olarak da araştırılıyor. Yakıt Pili ve Hidrojen Enerjisi Birliği ABD'de
“Güneş her zaman parlamadığı ve rüzgarın esmediği için, yenilenebilir enerjilerin kesintili bir sorunu var, bu nedenle oluşturulan elektronları etkin bir şekilde saklamak için bir yol bulmanız gerekiyor” diyor. Elektrolize güç vermek ve yakıt hücresi araçlarında veya sabit yakıt hücrelerinde kullanılabilecek veya taşıma için depolanan hidrojen üretmek için fazla elektrik kullanılabilir.
Bu senaryo, özellikle dizel motorlu jeneratörlere bağlı olan Avustralya'daki taşra kasabaları gibi uzak bölgeler için caziptir. Hayward, Yenilenebilirler ve hidrojen depolarının bir kombinasyonunu kullanarak şehirleri güçlendirmek, özellikle de dizel fiyatlarının yükselmesi üzerine, yakında maliyet etkin olabileceğini söyledi.
Gaz şirketleri, hidrojeni, mevcut altyapıyı kullanabilecek doğal gazın potansiyel bir alternatifi olarak görüyorlar. “Bu harika olurdu; o zaman dizel ile gelen kamyonlara güvenmiyorlar, sadece yenilenebilir enerji kaynaklarına ihtiyaç duyuyorlar ”diyor. “Yakıt hücrelerinin bulunduğu bir sisteme sahip olabilirler ve suyu geri kazanabiliyorlardı, bu yüzden kendi kendine yeten bir sistem.”
Gaz şirketleri ayrıca hidrojeni, mevcut altyapıyı kullanabilecek doğal gaza alternatif bir alternatif olarak görüyorlar.
“Özellikle yüksek emisyon azaltma hedeflerine gideceksek, orada oturan tüm bu gaz altyapısına sahip olmayacaklar” diyor Hayward. “Gaz dağıtım şebekelerinde ilginç olan şey, eğer PVC borulardan yapılmışlarsa, cihazların ve sayaçların değiştirilmesi gerekse de, yüzde 100 hidrojen elde edebilirsiniz.”
Hindenburg Etkisi
Markowitz'in “Hindenburg etkisi” dediği odadaki keşfe çıkmadan konuşmadan hidrojen hakkında konuşmak mümkün değil. Hidrojenin yanıcılık ve güvenlik kaygıları, hidrojen ekonomisi ile ilgili tartışmalarda kaçınılmaz olarak gündeme geliyor.
Ancak Markowitz, günümüzde hidrojen teknolojisinin o çağın hidrojen teknolojisinden çok daha ileri olduğunu söylüyor.
“Karbon fiber tanklar, sensörler, bilgisayarlar ve diğer şeyler gibi gelişmiş malzemeler o kadar çarpıcı bir şekilde gelişti ki… hidrojen için güvenlik bile bir sorun olmamalı” dedi. “Taşımacılık sektöründe ve diğer alanlarda, hidrojen araçları bugün yolda olan herşeyi karşılamakta ya da aşmaktadır.”
Hidrojen alımının ozon tabakasını etkileyebileceği endişeleri de var. bir 2003 çalışmada Tüm fosil yakıt enerji üretiminin hidrojen ile yer değiştirmesi durumunda, gazın atmosfere sızması, ozon tabakasını önemli miktarda bozabilecek su buharı oluşturmak için oksijenle reaksiyona girebileceğini ileri sürdü.
Çoğunlukla hidrojenden yapılan bir başka eleştiri ise önemli bir miktarın hala olduğu. fosil yakıtlar kullanılarak üretilen. Amerika Birleşik Devletleri'nde çoğu hidrojen denilen bir işlemle üretilir. doğal gaz reformudoğal gazın hidrojen, karbon monoksit ve az miktarda karbon dioksit üretmek için yüksek sıcaklıkta buharla reaksiyona sokulması. Tarafından da yapılabilir gazlaştırıcı kahverengi kömür, ayrıca CO ile sonuçlanır2 üretim.
Andrews, “Hidrojen almak için bu iki yoldan birini takip ederseniz, bu yollardan gelen bazı karbondioksit emisyonları vardır, bu yüzden sıfır emisyonu elde etmenin tek yolu, karbon tutma ve depolama ile birleştirmektir” diyor Andrews. “Bu hala uygulanabilir olup olmadığı, güvenli olup olmayacağı ve bu karbondioksiti yer altında binlerce yıl tutabilir ve ekonomik olup olamayacağı konusunda hala büyük bir soru” dedi.
Ölçülen Yaklaşım
Ruf, “Hidrojen hakkındaki tartışmalara aciliyet duygusu var, bu da taşımacılığın karbonu azaltmaya ihtiyaç duyduğunun yaygın bir kabul olduğunu yansıtıyor” diyor. Masada bir dizi çözüm varken, hidrojenin diğer teknolojilerin bu kadar kolay veya düşük maliyetli bir şekilde yapamayacağı sorunları çözebileceğini savunuyor.
Ancak hidrojenin potansiyeli hakkında çok fazla heyecan olsa da, Ruf ölçülü bir yaklaşım için de danışmanlık yapar.
“Hidrojen yakıt hücresi teknolojisini destekleyici bir sektör olarak tahmin ettiğim sorun, yutturmaca karşı dikkatli olmamız ve beklentileri yönetebilmemiz gerektiği” diyor. “Bu zaman ve yatırım gerektiren bir şey. Bir gecede gerçekleşmeyecek, ancak uzun vadede bu çok iyi bir çözüm. ”
Bu makale ilk olarak göründü Ensia
Yazar hakkında
Bianca Nogrady, henüz büyüleyici bulmadığı bir araştırma ile tanışmayan serbest bir bilim gazetecisidir. Çeşitli satış noktaları için yazıyor. Doğa, Koruyucu, Avustralya Coğrafyası, BBC Geleceği ve Avustralya Yayın Şirketi. twitter.com/BiancaNogrady biancanogrady.com
Editörün notu: Yazar, CSIRO için geçmişte hidrojen yakıtı ile ilgili olmasa da sözleşme yazdı.
Bu Yazarın Kitapları
{amazonWS: searchindex = Kitaplar; anahtar kelimeler = Bianca Nogrady; maxresults = 3}