Илон Маск аз көмүртектүү энергияны сактоо үчүн суутекти колдонуудан баш тартуу туурабы же туурабы?

Контекст казылып алынган энергиядан кайра жаралуучу булактарга өтүүдө. Мунун негизги аспектилеринин бири бензин же дизелдик унаалар аркылуу ташуу жана анын аккумуляторлор же суутек менен иштөөчү электр кыймылдаткычтарына өтүү. Фоссилдик отун өнөр жайы туруктуу транспорттун эффективдүүлүгү жана наркы жөнүндө тынчсызданышы керек, анткени бул мунай өндүрүүнүн төмөндөшүнө жана балким, мунай жана газ өнөр жайынын өзүнө таасир этүүчү өтүү ылдамдыгын аныктайт.

Илон Маск батареяларды жакшы билет. Ал аларды курат: бир китепте жеңил унааларды жана жүк ташуучу унааларды, экинчи жагынан жүздөгөн үйлөр жана соода ишканалары үчүн электр энергиясын сактаган жана стабилдештирүүчү тармактык масштабдуу бегемотторго түрткү берет.

Өткөн жумада, 12-май, 2022-ж. Маск айтты суутек "энергияны сактоо үчүн мен элестете турган эң акылсыз нерсе." Бул биринчи жолу эмес, анткени Маск өткөн жылдарда ушундай терс пикирлерди айткан. Бир нече жыл мурун Маск журналисттерге суутек күйүүчү май клеткалары "өтө акылсыздык" экенин айткан.

Дудук суутек сактоо комментарий шыпыргыч билдирүү болду. Маск электр энергиясын тармактык масштабда сактоону айтканбы? Же электр унааларында сактоо үчүн - жүк ташуучу унаалар жана автобустар сыяктуу электр унааларында? Же экөө тең?

Келгиле, суутек энергиясынын колдонулушун жана анын батареяларга караганда электр энергиясын сактоодогу ролун тереңирээк карап көрөлү.

Суутектин торчо масштабында сакталышы.

Бир караганда, Маск электр энергиясын тармактык масштабда сактоо жөнүндө айтып жаткандай көрүнөт, анткени ал суутек сактоо үчүн зарыл болгон суюк же газ түрүндөгү суутек отунунун чоң резервуарлары жөнүндө айткан. Дагы бир отчет муну колдойт.

Бирок Teslaнын чоң батареяларын унутпаңыз
TSLA
тордук масштабдагы курулуштар да зор. Ошол учурда, дүйнөдөгү эң чоң чоң батарея Тесла тарабынан 2017-жылы Австралиянын Хорнсдейл шаарында 100 мега ватт (МВт) электр энергиясын сактоо үчүн курулган. 2020-жылы 150 МВтка чейин жаңыртылган.

Батарея Түштүк Австралиядагы электр энергиясын дээрлик көмүртексиз кылып жаткан шамал электр станцияларынын энергиясын сактайт жана турукташтырат. Батарея 8,000 үйдү 24 саатка же 30,000 XNUMXден ашык үйдү бир саатка энергия менен камсыздай алат.

Бирок Маск суутек жөнүндө унааларда жана жүк ташуучу унааларда энергия булагы катары айтып жаткан болушу мүмкүн ...

Унаа жана жүк ташуучу унаалар үчүн суутек энергиясы.

Электр энергиясынын эң кеңири таралган булагы - бул батареяларда сакталган электр энергиясы.

Бирок электр энергияны химиялык отун клеткасынан алса болот, анда суутек менен аккумулятордук клеткадагы кычкылтек реакцияга кирип, электр энергиясын жана сууну пайда кылат. Күйүүчү май клеткаларынын көптөгөн түрлөрү бар. Бирок суутек күйүүчү жана өрткө же жарылууга алып келиши мүмкүн. Күйүүчү май клеткасы кооптуу болушу мүмкүн, айрыкча EV кыйроого учураса.

Суутек күйүүчү май клеткаларынын белгилүү бир артыкчылыктары бар: (1) литий-иондук батарейкаларга караганда энергияны сактоонун тыгыздыгы, (2) айдоо аралыгы чоңураак, (3) жеңилирээк жана азыраак орун ээлейт жана (4) заряддоо убактысы бир топ кыска.

Твиттердеги таң калыштуу комментарийде, ушул жылдын 1-апрелинде, Маск жарыялады ал суутек күйүүчү май клеткаларын колдонгон Tesla унааларын киргизет деп. Бул апрель күлкүсүнүн акылдуу тамашасы окшойт.

EV батарейкаларынын суутек күйүүчү май клеткаларына каршы негизги артыкчылыктары жана кемчиликтери документтештирилген. Бул жерде кыскача:

«Заманбап унаанын аккумулятору ар бир килограмм литий-ион үчүн 250 ватт-саат энергияны сактай алат. Ал эми бир килограмм суутектин килограммына 33,200 ватт-сааты бар. Жок, бул ката эмес. Ооба, суутек литий-иондук батарейкага караганда 100 эседен ашык энергия жыш».

«Аккумулятор менен иштеген электр унаалары укмуштуудай эффективдүү. Модельге жараша, алар 70-80 пайызга чейин жакшы дөңгөлөктүн эффективдүүлүгү менен мактана алышат. Салыштыруу үчүн, суутек күйүүчү май клеткасы менен иштеген электр унаасы (FCEV) позитивдүү эффективдүү, жалпы эффективдүүлүгү 30-35 пайыздын тегерегинде… Чындыгында электр энергиясын суутекке айландыруу, аны кайра айландыруу эч качан болбойт. батареяны түздөн-түз азыктандыруу сыяктуу натыйжалуу.

Бул отчетко ылайык, май куюу убактысынын кыскарышы суутек күйүүчү май клеткаларын үнөмдөйт. Учурдагы заряддоо станциялары 6 миль аралыктагы батарея менен башкарылган жарым чиркегичке май куюу үчүн болжол менен 500 саатты талап кылат. Бирок Тойота менен Кенвортто 15 мүнөттө май куюп ала турган суутек жарым чиркегичтери бар. Бул нөл-көмүртектүү узак аралыкка жүк ташуу үчүн оюн өзгөртөт.

Hyzon тарабынан суутек ташуучу унаалар.

Литий-иондук батарейкалар жүргүнчүлөрдү жана башка жеңил салмактагы EV унаалар үчүн коммерциялык рынок болсо да, суутек энергиясы жеңилирээк кыймылдаткыч системасы менен узак аралыкка ташуу үчүн сыналууда.

Hyzon Motors - бул Рочестердеги, Нью-Йорктогу компания күйүүчү май клеткаларын иштеп чыгат жана жүк ташуучу машиналарды жасайт. 20 жыл бою изилдегенден кийин, Hyzon дүйнөдөгү эң жогорку кубаттуулукка ээ, салмагы болжол менен жарымына жеңил жана жарымына арзаныраак күйүүчү май клеткаларынын стектерин ойлоп тапты.

Пилоттук жүк ташуучу унаалар быйыл, 2022-жылга чейин жолдо болот деп күтүлгөн. Эң кичинекей жүк ташуучу унаа үчүн 5 суутек баллонду бир стеллажда сактоого болот. Экинчи версия узак сапарлар үчүн 10 суутек баллондорун кармоого ылайыкталган.

Суутек отунунун башка муктаждыктары.

Фоссилдик энергиядан кайра кайра жаралуучу булактарга өтүүдө, жашыл электр энергиясын колдонуу үчүн оңой эле электрлештирүү мүмкүн эмес деп аталган секторлор бар.

Ошондой эле алыскы жүк ташуучу унаалар, учактар ​​жана кемелер - бул батареялар өтө чоң же өтө оор болгон учурлар. Суутек бир килограмм дизель же бензинде үч эсе көп энергияны камтыйт.

Өнөр жайлык көмүр мештери өтө ысык же жашыл электр энергиясы менен жылытуу үчүн өтө кымбат. Көмүрдүн, мунайдын же жаратылыш газынын ордуна, суутек домна мештеринде зарыл болгон зор жылуулукту камсыз кылуу үчүн отун катары иштей алат. жашыл болотту жаратууга. Швециянын болот эритүүчүсү SSAB AB Volvo Cars менен биргеликте фоссилсиз болотту иштеп чыгууда. Volvo концепт-карында жашыл болотту сынаган жана колдонгон биринчи автокомпания болот. Жашыл болоттун коммерциялык өндүрүшүн 2026-жылы баштоо пландалууда.

Жашыл менен көк суутек.

Жашыл суутек суунун электролизинен алынат, бирок бул натыйжасыз. Масктын айтымында, талап кылынган энергиянын көлөмү - идеалдуу жашыл болушу керек болгон электр энергиясы плюс суутекти кысуу жана суюлтуу үчүн энергия - таң калыштуу.

Көк суутек метан газынан жасалган альтернативдүү түрү болуп саналат. Бүгүнкү күндө өндүрүлгөн суутектин 99% көк суутек, анткени ал жашыл суутектен алда канча арзан. Бирок отун же энергияны сактоо үчүн көмүртексиз чечим катары сунуш кылынганда бул туура эмес.

Метан газы көк суутек алуу процессинде чийки зат катары колдонулат. Метан газды же мунай скважиналарын бургулоодон жана фракингден келип чыгат, мында газды күйгүзүү жана скважиналардагы жана түтүк өткөргүчтөрдөгү метандын агып чыгышы глобалдык жылуулукка олуттуу таасирин тийгизет. Ошентип, бир газдалган фоссил энергиясы энергиядан көмүртексиз суутек өндүрүү үчүн колдонулат.

Бирок ал көмүртексиз эмес, анткени метандын химиялык ажыроосу суутекке жана эки продуктыга, СО2ге алып келет, ал өзү жок кылынышы керек болгон негизги парник газы (ПГ) болуп саналат.

Бул эки негативдин ортосунда көмүртексиз күйүүчү май бар, ал күйүп, суу гана пайда болот. Процессти жакшыртуунун бир жолу, мисалы, полигондор же уйдун кыгы сыяктуу биогаз булактарынан метан чийки затын алуу.

Суутек көчмө болуп саналат.

Эл аралык энергетика агенттиги (IEA) дагы бир артыкчылыгын белгиледи суутек сактоо. Ал суюктук сыяктуу компакттуу жана узак аралыкка этияттык менен ташууга болот. Мисалы, Австралия сыяктуу күн жана шамалдын кайра жаралуучу булактары бар өлкөлөр электролиз жолу менен суутекти өндүрүп, Түштүк-Чыгыш Азиянын энергиясы жок шаарларына танкер менен ташыса болот.

Нью-Мексикодогу суутек өндүрүү

BayoTech бул компания иш жүзүндө суутек отун өндүрөт Нью-Мексикодо. BayoGas Hub суутекти химиялык өндүрүүчүлөргө жана мунай иштетүүчү заводдорго жеткирүүчү ири борборлоштурулган заводдорго караганда, суутекти арзаныраак жана азыраак көмүртек изи менен кылган кичинекей жана эффективдүү генераторду талап кылат.

Чийки запастар таза жаратылыш газы же терс көмүртектүү суутек жасай турган башка кайра жаралуучу биогаз булактары болушу мүмкүн.

2022-жылы АКШда үч суутек түйүнү орнотулат, бул тармакты Улуу Британияга жана бүткүл дүйнөгө жайылтуу пландары менен. BayoTech тармагындагы суутек түйүндөрүнүн ар бири күнүнө 1-5 тонна суутек чыгарат. Суутек газ баллондорун ташыган жогорку басымдагы транспорттук чиркегичтерде жергиликтүү түрдө жеткирилет.

Алардын массалык транзиттик пландары үчүн Иллинойс штатындагы Шампейн-Урбана шаарында гибриддик жана суутек күйүүчү май клеткасынын электр автобустарынын өсүп келе жаткан паркы бар. Шаар 2021-жылы суутек күйүүчү май менен иштеген эки автобусту ишке киргизди.

Жер-жерлерде водород ге-нераторлору курулганга чейин. BayoTech камсыз кылуу үчүн чакырылган көчмө суутек Кызматкерлер автобустарды сынап көрүшү үчүн күйүүчү май клеткаларын толтурган жогорку басымдагы жүк ташуучу унааларда.

BayoTech ылайык, суутек күйүүчү клетка автобустар кадимки дизелдик автобустар сыяктуу эле иштешет, бирок парник газдарын чыгаруу нөлдүк. Батарея менен башкарылуучу электр кыймылдаткычтарына караганда артыкчылыктары 300 миль аралыкты, 10 мүнөт гана күйүүчү май куюу убактысын жана 100 автобусту батыра ала турган май куюучу станцияларды камтыйт.

Белгилей кетчү нерсе, чоң акча - 8 миллиард доллар - 2021-жылдагы Инфраструктура актында тазалыкты орнотуу үчүн бөлүнгөн. суутек түйүндөрү, алардын кеминде төртөө, АКШ боюнча.

BPдин Тиссайддагы суутек көрүнүшү, Улуу Британия.

2020-жылы bp өзүнүн Energy Outlook 2020 программасында жалпыланган интеграцияланган компания катары өзүн кайра ойлоп тапты.

Алардын жаңылануучу эң акыркы ишканасы Англиянын түндүк-чыгыш жээгиндеги өнөр жай борборуна тиешелүү Тиссайд суутеки.

The көрүнүш Teesside үчүн авиацияда, кемелерде жана оор жүк ташуучу унааларда – аккумулятордун күчүн колдонуу кыйын болгон бардык секторлордо транспорт үчүн негизги суутек түйүнү болуу. Бирок концепция ошондой эле цемент жана болот куюу сыяктуу кыйынчылыксыз өнөр жай тармактары үчүн энергияны камтыйт.

Баштапкы план, H2Teesside деп аталган, түзүү болгон көк суутек метан, CH4 ыдыраганда, ал эми CO2 кош продуктусу CCS деп аталган процесс аркылуу кармалып, океандын астына көмүлөт.

Жакында HyGreen кошулмасы сууну электролиздейт жашыл суутек жана кычкылтек. Бул электролиздин жана таза электр энергиясынын баасынан улам кымбатыраак.

Bp бар келишимге кол коюшту Дай менен
боюнча
mler Truck Улуу Британияда күйүүчү май клеткасы суутек ташуучу унаалар үчүн зарыл болгон инфраструктураны баштоо үчүн.

Bp компаниясынын Teesside долбоорлору Улуу Британиянын өкмөтүнүн максаттарына туура келет. HyGreen жана H2Teesside биригип, 1.5 ГВт суутек өндүрүшүн өндүрүп, 30-жылга карата өкмөттүн 5 ГВт болгон 2030%ын жеткире алат.

Алып кетүүчү нерселер.

Көк суутектин пайдасын жокко чыгарган жана аны олуттуу көмүртек изи менен калтырган эки чоң терс жагы бар. Жашыл суутек азыр өтө кымбат.

Ылайык Rystad Energy, жеткиликтүү жана жашыл суутек отун өнөр жайы, азыр кымбат, өтө эле кеч болуп калат. 2050-жылга чейин глобалдык энергиянын 7% гана суутек болот, авиация, кеме жана металл жана химиялык заводдорго күйүүчү май куюучу тармакка кызмат кылат.

Ристаддын водороддун келечегине болгон чектелүү божомолуна жана Илон Масктын суутекти энергиянын сактагычы катары айыптаганына карабастан, суутек энергияны сактоодо активдүү роль ойнойт окшойт.

Чакан жана ири көлөмдөгү суутек долбоорлору пландаштыруу стадиясында же иштеп жатат жана андан аркы инновациялар аз көмүртектүү келечектин ниш компоненти катары суутектин баалуулугун бекемдейт.