Eine neue Studie von dem Wasserstoff - Rat , mit Beratern von McKinsey, sagt , dass die Wasserstoffproduktion und Vertriebssysteme in großem Maßstab werden Wasserstoff Wettbewerbsfähigkeit in vielen Anwendungen früher entsperren als bisher angenommen. Für den Endverbraucher wird eine Kostenreduzierung von 60% bis 2030 erwartet. Es heißt, dass Wasserstoff bis 2030 etwa 15% des Verkehrsenergiebedarfs kostengünstig decken und ähnliche Einflüsse in andere Sektoren erzielen kann. Zusätzlich zur fortgesetzten Verwendung von Wasserstoff als industrielles Ausgangsmaterial heißt es beispielsweise, dass Wasserstoffkessel eine wettbewerbsfähige Alternative für kohlenstoffarme Gebäudeheizungen darstellen werden, insbesondere für bestehende Gebäude, die derzeit von Erdgasnetzen versorgt werden, während Wasserstoff in der industriellen Heizung eingesetzt wird in einigen Fällen die einzig praktikable Option zur Dekarbonisierung sein. Und es wird behauptet, dass Wasserstoff eine zunehmend systematische Rolle beim Ausgleich des Stromnetzes spielen wird, wenn die Kosten für die Wasserstoffproduktion sinken und die Nachfrage steigt.
Die Umstellung auf die „Wasserstoffwirtschaft“ wurde schon oft begründet, aber diesmal sieht sie angesichts der Kostensenkungen, der Entwicklung neuer Technologien und der steigenden Nachfrage nach umweltfreundlichen Kraftstoffen viel glaubwürdiger aus. Der Hydrogen Council konzentrierte sich auf 35 repräsentative Anwendungsfälle und zeigt, dass in 22 von ihnen die Nutzungskosten bis 2030 die Parität mit anderen kohlenstoffarmen Alternativen erreichen werden - diese Sektoren machen rund 15 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs aus. Es fügt hinzu: "Dies bedeutet nicht, dass Wasserstoff bis 2030 den gesamten Energiebedarf decken wird, aber es zeigt, dass Wasserstoff eine wichtige Rolle als sauberer Energievektor im zukünftigen Energiemix spielen wird."
Von Grau nach Grün über Blau
Wie sauber ist Wasserstoff? Es ist klar, dass es sauber ist - es produziert nur Wasser. Aber die Herstellung kann weniger sein. Wasserstoff wird in der Industrie häufig als Ausgangsmaterial verwendet, ist jedoch Wasserstoff mit relativ hohem Kohlenstoffgehalt. Es wird hauptsächlich durch die Hochtemperatur-Dampfreformierung eines fossilen Brennstoffs, Methangas, hergestellt. Der Steam Methane Reformation (SMR) -Prozess setzt jedoch Kohlendioxid frei, sodass es sich nicht wirklich um einen „grünen“ Kraftstoff handelt. Es wird manchmal "grauer Wasserstoff" genannt. Der wichtigste alternative Ansatz, Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser zu erzeugen, kann zu 100% umweltfreundlich sein, wenn der verbrauchte Strom aus erneuerbaren Quellen stammt. Die Kosten waren jedoch bisher hoch. In der Tat sogar höher als die Kosten für die Reinigung von grauem Wasserstoff durch Hinzufügen von Kohlenstoffabscheidung und -speicherung am Ende der SMR-Phase - was manchmal als „blauer Wasserstoff“ bezeichnet wird. Das Ergebnis ist, dass sich die meisten aktuellen Vorschläge zur Verwendung von Wasserstoff bisher auf die Verwendung von blauem Wasserstoff konzentriert haben, wie zum Beispiel in derH21-Projekt zur Verwendung als Ersatz für Methan in der Gasleitung in Leeds, wobei der Wasserstoff aus fossilem Gas über SMR stammt, mit zusätzlichem CCS, um den Kohlenstoffgehalt zu senken.
Beachten Sie, dass dieser blaue Wasserstoff kein Kohlenstoff ist - CCS kann bestenfalls nur einen Teil der Emissionen effektiv bewältigen, und die SMR- und CCS-Prozesse verbrauchen Energie. Das Ganze könnte also bestenfalls „kohlenstoffarm“ sein und die Emissionen um vielleicht 60% reduzieren, verglichen mit dem, was sie gewesen wären, wenn das Erdgas direkt zum Heizen verwendet worden wäre. Im Gegensatz dazu aus erneuerbarer Energie aus grünem Wasserstoff ist Null Kohlenstoff und jetzt ist es wie immer billiger, sicherlich billiger als grauer Wasserstoff und vielleicht sogar billiger in einigen Verwendungen als andere Brennstoffe gesehen. Der Bericht des Hydrogen Council besagt, dass kohlenstoffarmer und erneuerbarer Wasserstoff "mit grauem Wasserstoff, der heute für Rohstoffe der Industrie verwendet wird, wettbewerbsfähig werden wird, wenn die Kosten sinken und die Kohlenstoffpreise steigen" . Es fügt hinzu 'In 9 der 35 untersuchten Anwendungsfälle werden kohlenstoffarme oder erneuerbare Wasserstofflösungen bis 2030 auch mit herkömmlichen Optionen konkurrenzfähig sein. Dies gilt beispielsweise für schwere Lastkraftwagen, Reisebusse mit Langstreckenanforderungen und Gabelstapler.
Power to Gas ein Gewinner
Es ist klar, dass grauer Wasserstoff aufgrund seiner hohen Emissionen langfristig keinen Platz hat. Blauer Wasserstoff ist in Bezug auf die Emission etwas besser, wenn auch nicht so viel. Und obwohl es billiger als grüner Wasserstoff ist, kann sich das ändern. Angesichts der Tatsache, dass die Kosten und Aussichten für CCS sehr ungewiss sind, während die erneuerbaren Energien bei sinkenden Kosten boomt, sollte sich die Option zur Umwandlung von grünem Wasserstoff in die elektrolytische Umwandlung von „Power to Gas“ (P2G) in vielen Sektoren rechtzeitig durchsetzen. Wie der Bericht des Hydrogen Council zeigt, werden die voraussichtlichen Kosten für die endgültige Energieversorgung in jedem Sektor und je nach Marktmaßstab variieren. Es heißt jedoch, dass "innerhalb von fünf bis zehn Jahren - getrieben von einer starken Reduzierung der Elektrolyseurinvestitionen um etwa 70 bis 80% und sinkenden erneuerbaren Energien". Nivellierte Energiekosten (LCOE) - Die Kosten für erneuerbaren Wasserstoff könnten sinken
an optimalen Standorten auf etwa 1 bis 1,50 USD pro kg und unter durchschnittlichen Bedingungen auf etwa 2 bis 3 USD pro kg “. Selbst wenn SMR und CCS im Maßstab arbeiten, ist es schwer zu sehen, dass blauer Wasserstoff damit konkurriert.
Graham Cooley von ITM Power sieht das sicherlich so. Mit Sitz in Sheffield haben sie effiziente und flexible 5-MW-PEM-Elektrolyseure hergestellt. Cooley sagte zu Recharge : "Ich mache mir Sorgen, dass den Regierungen ein Welpe mit blauem Wasserstoff und CCS verkauft wurde" und fügte hinzu, dass "grüner Wasserstoff für mich eine Netto-Null-Lösung ist und blauer Wasserstoff nicht" . Es war auch der Fall, dass mit blauem Wasserstoff „Sie nicht nur eine Wasserstoffpipeline benötigen, sondern auch eine Methanpipeline, dann eine CO 2 -Pipeline“, was die Kosten erhöht.
Er argumentierte auch, dass das Potenzial für grünen Wasserstoff verbessert würde, wenn mehr erneuerbare Energien in das Netz eingespeist würden, da dies den zuweilen für die elektrolytische Umwandlung von Strom in Gas verfügbaren Stromüberschuss erhöhen würde, für den dann unter anderem Wasserstoff verfügbar wäre Ausgleich der Flauten bei der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien. In der Tat sei der Ausbau von erneuerbaren Energien und P2G für beide Seiten von Vorteil: Ohne mehr P2G würde das Hinzufügen von mehr erneuerbaren Energien nur zu einer stärkeren Einschränkung führen: "Sie müssen diese beiden Dinge in Harmonie tun."
Dies scheint sicherlich eine Lehre aus Deutschland zu sein, das jetzt P2G-Systeme installiert, einschließlich Einheiten von ITM Power, um einen Teil der regulären Überschussleistungen seiner 110 GW erneuerbaren Erzeugungskapazität zu nutzen. Wenn sich die erneuerbaren Kapazitäten Großbritanniens aufbauen (jetzt sind es rund 43 GW), sollte es dasselbe tun. Es ist also gut zu sehen, dass ITM Power mehr Mittel für die Entwicklung von 20-MW-PEM-Zellen zur Verwendung mit Strom aus dem Offshore-Windpark Hornsea 2 von Orstead in einem späteren 100-MW-Paket erhalten hat und längerfristig eine jährliche Produktion von bis zu 1 GW anstrebt .
Interessant zu sehen, dass EDF keine Finanzierung für seinen vorgeschlagenen Test zur Herstellung von elektrolytischem Wasserstoff unter Verwendung des Kernkraftwerks Heysham mit einer 1 MW alkalischen und einer 1 MW PEM-Zelle erhalten hat. In einer Machbarkeitsstudie des Konsortiums „ Hydrogen to Heysham“ , zu dem auch EDF gehört, wurde behauptet, dass eine mögliche zukünftige Elektrolyseurkapazität von etwa 550 MW in der gesamten EDF-Flotte unter der Annahme des technologischen Fortschritts bis 2035 die Kosten für die Wasserstofferzeugung auf 2,44 USD / kg senken könnte . Die Preise für grünen Wasserstoff dürften deutlich darunter liegen und dies weit vor 2035.
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