Hidrogenul a fost prezentat drept combustibilul viitorului, iar tehnologia ocupă un loc proeminent în planul guvernului Morrison [PM Australia, n.trad] de a atinge zero emisii nete până în 2050.
La începutul acestei luni, guvernul australian și-a dezvăluit strategia pentru „combustibili viitorului” pentru a reduce emisiile în sectorul transporturilor, disponibilizând 250 de milioane de dolari australieni (A$) pentru autovehiculele electrice cu baterii și infrastructura pe bază de hidrogen. Și în septembrie, a promis aproape 500 de milioane de dolari australieni (A$)pentru Programul de hub-uri industriale cu hidrogen curat (Clean Hydrogen Industrial Hubs Program).
Decarbonizarea transportului este crucială în lupta pentru limitarea încălzirii globale la 1,5℃ în acest secol. Estimăm că sectorul contribuie cu aproximativ 20% din emisiile globale – echivalentul cu arderea a două piscine de dimensiuni olimpice umplute cu combustibili fosili pe minut, în fiecare minut al anului.
Dar, din postura noastră de cercetători independenți în domeniul emisiilor din transport și al energiei, credem că accentul pus pe hidrogen în transportul rutier este deplasat.
Proiecțiile arată că dacă toate țintele tuturor statelor de reducere a emisiilor pentru 2030 sunt îndeplinite, se estimează ca planeta o să se încălzească cu 2,4℃, ceea ce este catastrofal. Din cauza acestei nevoi presante de a reduce rapid emisiile globale înainte de 2030, dezvoltarea hidrogenului pentru transportul rutier cu emisii scăzute nu se poate face suficient de rapid și nu reprezintă o alternativă viabilă la autovehiculele electrice.
Hidrogenul este deja o parte importantă a economiei globale, inclusiv în producția de îngrășăminte și rafinarea petrolului. Guvernul federal a identificat hidrogenul drept o tehnologie cu emisii reduse prioritară pentru a se dezvolta în continuare, cu accent pe infrastructura de realimentare cu hidrogen pentru rutele majore de marfă și coridoarele rutiere pentru pasageri.
Aproape tot hidrogenul este produs astăzi folosind combustibili fosili (gaz metan și cărbune), iar asta reprezintă aproximativ 2% din emisiile globale. Hidrogenul este curat și ecologic doar dacă este produs din surse regenerabile de energie, cum ar fi energia solară, eoliană și hidro. Acest proces folosește electroliza pentru a transforma apa în hidrogen și este numit în mod adecvat „hidrogen verde”.
De mai bine de 20 de ani, susținătorii hidrogenului promit un viitor cu energie curată. Dar, în timp ce ritmul noilor proiecte de hidrogen verde se accelerează, majoritatea se află încă într-un stadiu incipient de dezvoltare. Doar 14 proiecte majore din întreaga lume au început construcția în 2020, în timp ce 34 sunt în stadiu de studiu sau de memorandum de înțelegere.
Dezvoltarea tehnologiei cu hidrogen este, într-adevăr, importantă în afara sectorului transportului rutier, cu opțiuni promițătoare, cum ar fi oțelul verde, care va reduce emisiile și va aduce noi locuri de muncă în Australia.
Datele privind vânzările globale de mașini și autovehicule comerciale ușoare, împreună cu declarațiile liderilor corporațiilor sugerează că mulți producători de autovehicule nu iau în considerare în mod serios hidrogenul ca fiind un combustibil de transport viabil și profitabil.
Autovehiculul Honda Clarity cu pile de combustibil cu hidrogen, de exemplu, a fost scos din producție în luna august 2021 pentru a „ajusta modelele slab performante din gama sa”. Unii producători chiar fac lobby pentru o tranziție mai rapidă la mașinile electrice.
Hidrogenul poate juca un rol mai important pe piața camioanelor pe distanțe lungi, deoarece beneficiile sale declarate includ o autonomie mare de rulare și timpi scurți de realimentare, factori importanți pentru acest sector.
Dar hidrogenul concurează cu o piață dinamică și în mișcare rapidă a camioanelor electrice, care arată îmbunătățiri anuale semnificative și continue ale densității energiei bateriei și prețurilor. În plus, producătorii de camioane – precum Daimler, MAN, Renault, Scania și Volvo – au indicat că văd un viitor complet electric.
Beneficiile adesea afirmate ale hidrogenului dispar în comparație cu tehnologia alternativă a camioanelor electrice. Aceasta include schimbarea bateriei, care permite timpi scurți de realimentare și dezvoltarea de autostrăzi electrice (șosele care reîncarcă automat autovehiculele atunci când circulă de-a lungul acestora).
Deși este adevărat, ca aceste sisteme sunt încă in teste, de exemplu, în Europa și SUA, ele au o perspectivă promițătoare. De exemplu, în iulie, guvernul Marii Britanii a anunțat alocarea a 2 milioane de lire sterline (GBP) pentru a proiecta cabluri aeriene de încărcare care să alimenteze camioanele electrice de pe o autostradă.
De asemenea, rețeaua de schimb de baterii din China depășește deja rețeaua de realimentare cu hidrogen, chiar daca sistemul este încă la început.
O problemă trecută cu vederea, dar fundamentală, în utilizarea hidrogenului în transport este eficiența energetică scăzută. Hidrogenul nu este o sursă de energie, este un purtător de energie. Aceasta înseamnă că trebuie să fie generat, comprimat sau lichefiat, transportat și convertit înapoi în energie utilă – și fiecare pas al procesului implică o pierdere substanțială de energie.
De fapt, autovehiculele pe bază de hidrogen și autovehiculele care funcționează cu benzină sau motorină au o performanță energetică la fel de scăzută: doar 15-30% din energia disponibilă în combustibili este utilizată efectiv pentru deplasare. Comparați acest lucru cu autovehiculele electrice cu baterii, care folosesc 70-90% din energia disponibilă.
Cu alte cuvinte, cantitatea de energie regenerabilă necesară pentru ca un autovehicul cu hidrogen verde să parcurgă un kilometru este aceeași cu ceea ce este necesară pentru ca trei autovehicule electrice să parcurgă aceeași distanță.
Aceasta este o problemă foarte importantă. Cu cât este nevoie de mai multă energie pentru transport, cu atât trebuie generată mai multă energie regenerabilă, cu atât costurile sunt mai mari și devine mai dificilă decarbonizarea rapidă și pe scară largă a economiei.
Există alte trei probleme, poate mai puțin cunoscute, cu hidrogenul despre care credem că ar trebui luate în considerare cu seriozitate.
În primul rând, potențialul de scurgeri semnificative de hidrogen în timpul producției, transportului și utilizării. Hidrogenul este un gaz cu efect de seră mai puternic decât dioxidul de carbon și orice pierdere de hidrogen reduce eficiența energetică globală.
În al doilea rând, emisiile de hidrogen din scurgeri se pot adăuga la poluarea aerului local și regional și pot chiar să grăbească distrugerea stratului de ozon din stratosferă – sunt necesare cercetări suplimentare în acest sens.
În cele din urmă, hidrogenul are nevoie de apă dulce curată și în cantități mari. O singură mașină cu pile de combustie cu hidrogen necesită aproximativ 9 litri de apă curată, demineralizată, la fiecare 100 km parcurși. Pentru un camion de mare tonaj, aceasta ar fi peste 50 de litri pe kilometru.
Dacă pentru producerea apei s-ar folosi apă de mare și instalații de desalinizare, la procesul de producție s-ar adăuga o altă pierdere de energie, reducând și mai mult eficiența energetică în ansamblu.
Decarbonizarea transportului rutier trebuie să fie rapidă, implementată la scară mare și pe baza unei strategii integrate care să promoveze schimbări în comportamentul zilnic de transport. Mizând pe disponibilitatea pe scară largă a hidrogenului în viitor, pentru acest sector nu este suficient ca acest lucru să se și întâmple suficient de repede. De asemenea, acest lucru riscă să ne facă sa rămânem blocați in dependența de combustibili fosili și emisiile suplimentare de gaze cu efect de seră, dacă dezvoltarea hidrogenului curat nu corespunde așteptărilor.
Trebuie să reducem la minim cererea de energie și să îmbunătățim eficiența energetică în transporturi cât mai mult și cât mai rapid posibil. Dovezile disponibile sugerează că autovehiculele electrice cu baterii sunt singura tehnologie fezabilă care poate realiza acest lucru în viitorul apropiat.
Pentru o reducere rapidă a emisiilor de gaze cu efect de seră, ar trebui să electrificăm transportul acolo unde putem și să folosim alte opțiuni, cum ar fi hidrogenul verde, acolo unde cu adevărat nu există alte soluții, cum ar fi transportul pe distanțe lungi și aviație. Și, în funcție de modul în care se dezvoltă eforturile de electrificare a camioanelor, hidrogenul poate avea în continuare un rol în transportul pe distanțe lungi, dar va folosi multă energie regenerabilă suplimentară.
Un prim pas logic este convertirea producției globale actuale de hidrogen pe bază de combustibili fosili în hidrogen verde. Dar accentul trebuie să fie pus pe lansarea autovehiculelor electrice în Australia și, într-adevăr, în restul lumii.
Autorii sunt recunoscători pentru contribuțiile și discuțiile avute cu profesorul Eckard Helmers (Universitatea de Științe Aplicate din Trier, Germania) și Dr. Paul Walker (Universitatea de Tehnologie din Sydney).
Robin Smit, profesor asociat adjunct, Universitatea de Tehnologie din Sydney; Enoch Zhao, doctorand, Universitatea de Tehnologie din Sydney și Hussein Dia, profesor de mobilitate urbană viitoare, Universitatea de Tehnologie Swinburne
Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons.
Citiți articolul original aici https://thedriven.io/2021/11/19/we-must-rapidly-decarbonise-road-transport-0-but-hydrogens-not-the-answer/