Galime pagerinti naujų švarių technologijų ekonomiką – kaip tai padarėme su atsinaujinančiais energijos šaltiniais

„Mitsubishi Power Americas“.

Šiandien visuotinis sutarimas formuojasi dėl būtinybės dekarbonizuoti. Tačiau yra kliūtis: kaina.

Norint pasiekti klimato tikslus, reikės tvarių sprendimų, o tai reiškia, kad jie turi užtikrinti patikimą ekonomiką ir mažą išmetamųjų teršalų kiekį. Siekiant užtikrinti platų ir savalaikį pritaikymą, tokios galimybės kaip švarus vandenilis turi būti prieinamos, patikimos ir įperkamos.

Energetikos pramonė turi įrankių, kad tai įvyktų.

Šis sektorius turi ilgesnį ir sėkmingesnį švarių technologijų kūrimo ir komercializavimo etapą, nei jis gauna nuopelnus, sako Michaelas Duckeris, „Mitsubishi Power Americas“ vandenilio infrastruktūros vyresnysis viceprezidentas ir „Advanced Clean Energy Storage I“, kuriamo vandenilio centras, prezidentas. Delta, Juta. Jis atkreipia dėmesį į tai, kad šiandieninio atsinaujinančios energijos sektoriaus istorija pasakoja apie pramonės šakas, bendradarbiaujančias sprendžiant masto, efektyvumo ir sąnaudų problemas, o tai leido augti labai reikalingų inovacijų rinkai.

Tai istorija, kurią verta kartoti.

Sumažinti išlaidas

2005–2020 m. metinis išmetamųjų teršalų kiekis JAV energetikos sektoriuje smarkiai sumažėjo. 40% pagerėjimas. Technologijos, kurios paskatino mažinimą, laikėsi panašaus modelio: kai naujos technologijos kaina tampa pakankamai maža, kad pateisintų jos naudojimą, paklausa atsiranda ir technologija pakyla.

„Jei 2050 m. energijos sektoriuje turime pasiekti grynąjį nulį, tai įmanoma. Tačiau jokiu būdu negalime būti patenkinti“. – Drummi Bhatt, „Mitsubishi Power Americas“ rinkos informacijos ir strategijos viceprezidentas

Apsvarstykite saulės energiją. Nuo 2010 m. komunalinio masto fotovoltinių sistemų kaina yra nukrito 82%, padidindamas pasaulinę įdiegtą saulės energijos pajėgumą nuo maždaug 40 gigavatų tais metais iki daugiau nei 700 gigawatts 2020.

Ličio jonų baterijų kaina ir pritaikymas rodo a panašus atvirkštinis ryšys. Tuo tarpu 85–2010 m. akumuliatorių kainos sumažėjo 2018 proc pasaulinė elektromobilių gamyba smarkiai išaugo, nuo nereikšmingo skaičiaus iki iš viso daugiau nei septynių milijonų automobilių keliuose 2019 m.

Ši dinamika pasireiškė ir dujų turbinų kombinuoto ciklo jėgainėse, nes mažėjo gamtinių dujų kaina. 2005–2020 m. kaina nukrito 80 proc..

Šiandienos pamoka yra tokia: „Jei 2050 m. energijos sektoriuje turime pasiekti grynąjį nulį, tai įmanoma“, – sako Drummi Bhattas, „Mitsubishi Power Americas“ rinkos informacijos ir strategijos viceprezidentas. „Tačiau jokiu būdu negalime būti patenkinti – turime ir toliau siekti efektyvumo, kad nenutrūktume.

Įrankiai, skatinantys įperkamumą

Palyginti su kitomis saugojimo technologijomis, žalias vandenilis, pagamintas naudojant atsinaujinančią energiją, jau yra ekonomiškai efektyvus ilgalaikiam energijos saugojimui. Pavyzdžiui, analizė rodo, kad ličio jonų baterijos yra ekonomiškiausios, kai jų veikimo laikas yra aštuonios valandos ar trumpesnis, o žalias vandenilis yra ekonomiškas ilgesnį laiką, nuo 12 valandų iki dienų, savaičių, mėnesių ar net sezonų.

Kaip kuras, vandenilis pasiekė panašų kainų kreivės posūkio tašką kaip vėjo, saulės ir ličio jonų baterijos, sako Duckeris. Žaliojo vandenilio gamybos, saugojimo ir transportavimo išlaidos buvo pagrindinė kliūtis plačiai naudoti kaip dekarbonizuotą kurą. Kai sąnaudos mažėja, vandenilis tampa dar efektyvesnis kaip energijos kaupimo sprendimas. Pramonė turi įvairių įrankių, kad padidintų įperkamumą.

Duckeris mano, kad esame ant slenksčio, kad padarytume reikiamą pažangą, ir atkreipiame dėmesį į keletą pagrindinių veiksnių, kurie sumažins gamybos sąnaudas ir sukurs rinką:

Pajėgumų didinimas

Pagrindinė žaliojo vandenilio gamybos technologija yra elektrolizė, kuri naudoja atsinaujinančią energiją vandeniui paversti vandeniliu ir deguonimi. Šis procesas yra brangus, nes gamybos mastas išlieka palyginti mažas – net didžiausi šiuo metu prisijungę įrenginiai tikisi pagaminti mažiau nei 25 megavatus.

Kaip vėjo energijos paklausa paskatino vėjo turbinų gamintojus pereiti nuo mažesnių 1 megavatų turbinų prie 5 ir 10 megavatų modelių, didėjantis ekologiško vandenilio poreikis, padedantis pasiekti grynojo nulinio tikslo, paskatins elektrolizatorių gamintojus statyti didesnius įrenginius ir padidinti jų mastelį. gamyba.

„Pasauliui niekada anksčiau nereikėjo 200 megavatų elektrolizatoriaus“, – sako Duckeris. Bet tai daro dabar. Augant gamybos pajėgumams, sąnaudos mažės.

Iki to laiko 2021 m. Žaliojo vandenilio koalicija kartu su Los Andželo vandens ir energijos departamentu (LADWP) ir kitais pagrindiniais partneriais pristatė HyDeal LA iki 1.50 m. Los Andželo baseine pasiekti didelio masto žaliojo vandenilio pirkimą už 2030 USD už kilogramą.

Gamybos efektyvumo gerinimas

Vėjo, saulės ir baterijų pramonė pasižymėjo masto ekonomija, nes padidino gamybą. Visų pirma, gamybos automatizavimas žymiai sumažino gamybos sąnaudas.

Duckeris tikisi, kad kažkas panašaus atsitiks ir su vandeniliu. Pažanga automatizavimo ir pigių gamybos metodų srityje sukurs ciklą, kuriame dėl šio efektyvumo mažės sąnaudos, dėl to bus daugiau investicijų ir gamybos, padidės pasiūla ir dar labiau padidės efektyvumas – visa tai dar labiau sumažins sąnaudas ir padidins pritaikymą.

Technologijų pažanga

Atsinaujinanti energija yra labai svarbi ekologiško vandenilio gamybai. Dėl to viskas, kas sumažina atsinaujinančios energijos sąnaudas ir padidina jų prieinamumą, pavyzdžiui, saulės ir vėjo energijos masto ir efektyvumo pagerinimas, gali padėti ekologiško vandenilio ekonomijai.

Be to, naujos technologijos, kuriomis dujų turbinos paverčiamos žaliuoju vandeniliu, sukurs jo paklausą iš elektros gamintojų, įsipareigojusių sumažinti išmetamų teršalų kiekį, todėl padidės gamyba. Savo ruožtu, padidėjus tiekimui, dideli saugomo žaliojo vandenilio kiekiai gali būti prieinami daug energijos naudojančioms pramonės šakoms, kurias sunku dekarbonizuoti, pavyzdžiui, transporto, plieno ir betono pramonei. Panašiai, sistemos patobulinimai viename sektoriuje gali virsti kituose sektoriuose.

Kiti svertai, galintys paskatinti gamybą

Yra ir kitų veiksnių, kurie taip pat gali prisidėti prie mažesnių sąnaudų – nuo ​​politinių paskatų vandenilio gamintojams iki mokesčių lengvatų už naudojimąsi atsinaujinančia energija. Atsinaujinančios energijos politikos plėtojimas regioniniu mastu taip pat gali padėti sumažinti sąnaudas, nes didina klientų bazę ir dar labiau pasinaudoja masto ekonomija.

Stiprėjant žaliojo vandenilio sąnaudų ir naudos lygčiai, šios paskatos ir susitarimai dar labiau paspartins jo raidą. „Dauguma švarios energijos technologijų, su kuriomis dirbame, sumažėjo sąnaudų kreivė greičiau, nei kas nors manė, kad tai padarys“, – sako Bhattas.

SUSIJUSIAS TURINYS

Ar branduolinė sintezė mums gali suteikti neribotą energiją be emisijų?

Patarimai jauniesiems inžinieriams: pasinaudokite šiandienos žaliųjų technologijų galimybe

Nuo mokslinės fantastikos iki gamyklos grindų: šie 3 robotai daro logistiką saugesnę

Pramonės kontroliuojamus elementus, pvz., technologijų pažangą ir masto ekonomiją, nuspėti lengviau nei vyriausybės subsidijas. Tačiau pasaulio grynojo nulinio anglies dioksido kiekio ateitis priklauso nuo visų šių indėlių – tiek siekiant išspręsti proveržio inovacijų keliamus techninius iššūkius, tiek pagerinti ekonomiką, kad būtų paskatintas naujų technologijų naudojimas. Laimei, visi šie elementai jau vyksta, o pažanga kiekviename fronte suteikia pagrindo optimizmui.

Apie autorių

„Mitsubishi Power Americas“ yra „Mitsubishi Heavy Industries“ energijos sprendimų prekės ženklas.