Die Wasserstoffwirtschaft wird bald startklar sein, einschließlich Flugzeuge und Kraftwerke

Schwebt die Luftfahrtbranche in den Wolken? Tatsächlich arbeiten die Experten hart daran, Wasserstoff zu einem nachhaltigen Flugkraftstoff zu machen.

Angesichts der Ausweitung der Produktionssteuergutschriften und der Mittel für regionale Wasserstoff-Hubs steigt der Bestand an Wasserstoff. Seine Möglichkeiten liegen in schwer zu dekarbonisierenden Industrien oder Dingen, die nicht schnell elektrifiziert werden können. Das gilt für Flugzeuge, Züge, Schiffe und Langstrecken-Lkw. Stromgeneratoren können auch mit einer Mischung aus Wasserstoff und Erdgas betrieben werden.

„Wir sehen die Technologie kommen und die Kosten sinken. Der Erdgaspreis ist niedriger als der heutige Wasserstoffpreis“, sagt Judith Judson, Leiterin des Bereichs Wasserstoff bei National Grid, in einem von Our Energy Policy veranstalteten Webinar. „Aber mit Steuergutschriften bewegt sich die Wirtschaft in die richtige Richtung. Wie bei Wind und Sonne werden die Preise sinken. Beim Erreichen unserer Netto-Null-Ziele spielt Wasserstoff eine Rolle. Unser Ziel ist es, grünen Wasserstoff aus erneuerbarer Energie zu sehen. Wir planen, fossile Brennstoffe zu eliminieren, aber wir wollen dies bezahlbar tun.“

Nachhaltige Flugkraftstoffe aus grünem Wasserstoff mögen ein langer Flug sein, aber dieses Flugzeug wird innerhalb von 15 bis 25 Jahren abheben. In Betracht ziehen Delta Airlines: Die in Louisiana ansässige DG Fuels liefert 385 Millionen Gallonen mit 75 % bis 85 % weniger Treibhausgasemissionen im Lebenszyklus als herkömmlicher Düsentreibstoff.

Nachhaltige Flugkraftstoffe bestehen aus verschiedenen Formen erneuerbarer Energie. Dazu gehören Lebensmittelabfälle, Tierabfälle und Klärschlamm, die sich leicht mit Flugzeugtreibstoffen vermischen. Das US-Energieministerium sagt, dass sein CO165-Fußabdruck um 2 % kleiner sein kann als der von erdölbasiertem Kerosin. Eine Studie von Clean Sky 2 und Fuel Cells & Hydrogen 2035 besagt, dass wasserstoffbetriebene Flugzeuge bereits 2050 flugbereit sein könnten, obwohl XNUMX für längere Flüge machbarer sein könnte.

Azul Airlines, British Airways, Jet Blue, KLM, Lufthansa, Scandinavian Airlines, United Airlines, Virgin Australia und Virgin Atlantic haben bereits Biokraftstoffe für kommerzielle Flüge verwendet. Wie für Jet Blue, verwendet es an seinem Drehkreuz am internationalen Flughafen von Los Angeles nachhaltigen Flugkraftstoff. Es arbeitet mit World Energy und World Fuel Services zusammenINT
um nachhaltigen Flugtreibstoff zu erhalten.

„Unser oberstes Ziel ist es, bis 2050 eine klimaneutrale Luftfahrt zu erreichen. Um dieses Ziel in die Realität umzusetzen, ist die nahtlose Integration einer Reihe wichtiger neuer technologischer Fortschritte erforderlich, darunter wasserstoffbetriebene Flugzeuge“, sagt Axel Krein, Executive Director von Gemeinsames Unternehmen Clean Sky 2.

Vom Flughafen-Hub zum Wasserstoff-Hub

Neben den durch das Inflation Reduction Act vorgesehenen Produktionssteuergutschriften sieht das vor einem Jahr verabschiedete überparteiliche Infrastrukturgesetz bis zu 7 Milliarden US-Dollar für die Einrichtung von 6 bis 10 vor regionale Wasserstoff-Hubs quer durchs Land. Ziel ist es, ein Netzwerk aus Wasserstoffproduzenten und industriellen Verbrauchern mit einer vernetzten Infrastruktur zu schaffen, um die Nutzung von sauberem Wasserstoff zu beschleunigen – Teil des Plans des Weißen Hauses, bis 2050 die Netto-Null-Ziele zu erreichen.

Beispielsweise wollen die Hubs die Stärken jeder Region – bestehend aus ihren natürlichen Ressourcen und ihrer industriellen Basis – optimieren. Einige Regionen sind reich an Erdgas, während andere ein großes Potenzial für Solar- und Windenergie haben. Gleichzeitig müssen Unternehmen bereit sein, den entstehenden Wasserstoff zu kaufen. Entscheidend für das Streben: die Umstellung der alten Infrastruktur und der Bau neuer Pipelines.

„Das regulatorische Umfeld ist der Schlüssel“, sagte Thomas Green, ein Mitarbeiter des Büros für Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie des Energieministeriums, während des Programms. „Wir müssen Barrieren abbauen und sicherstellen, dass die Interessengruppen einbezogen werden, während gleichzeitig ein Höchstmaß an Umwelttreue sichergestellt wird.“

Heute werden 99 % des gesamten Wasserstoffs in Reaktionen mit Kohle und Erdgas erzeugt, die als „grauer Wasserstoff“ gelten, der die CO2-Emissionen nicht begrenzt. Ziel ist es, Wasserstoff aus kohlenstoffarmen Energiequellen – grünem Wasserstoff – herzustellen und seine Nutzung im Verkehrs- und Stromerzeugungssektor auszuweiten. In seinem Ausblick Wasserstoffwirtschaft, Bloomberg New Energy Finance sagt, dass es bis 24 2050 % des weltweiten Energiebedarfs decken und gleichzeitig den CO2-Gehalt um 34 % senken könnte.

Dazu muss der Preis für grünen Wasserstoff sinken. Das Energieministerium nimmt eine „Erdschuss“, gestartet im Juni 2021. Es zielt darauf ab, die Kosten für sauberen Wasserstoff in einem Jahrzehnt um 80 % auf 1 USD pro 1 Kilogramm zu senken. Derzeit kostet Wasserstoff aus erneuerbarer Energie etwa 5 US-Dollar pro Kilogramm. Wenn das Programm erfolgreich ist und der Preis fällt, sind dem Potenzial keine Grenzen gesetzt: Stahlherstellung, sauberes Ammoniak, Energiespeicherung und schwere Lkw, so die Agentur.

Bereitstellung des Raketentreibstoffs

Judson von National Grid sagt, dass ihr Versorger ein Unternehmenskäufer des Wasserstoffbrennstoffs sein würde. Es würde dazu beitragen, Angebot und Nachfrage auszugleichen, was den Stromkunden zugutekäme. Sie sagt, dass Wasserstoff und erneuerbares Erdgas aus organischen Abfällen gemischt werden könnten, um Gasturbinen anzutreiben und gleichzeitig die vorhandenen Leitungen und Umspannwerke zu nutzen.

Wasserstoff kann in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung genutzt werden – ein chemischer Prozess, der Wasserstoff von Sauerstoff spaltet. Es entstehen keine Emissionen – nur Wasserdampf. Wie? Beispielsweise wird batteriegespeicherter Solarstrom durch einen Elektrolyseur geleitet, um reines Wasserstoffgas zu erzeugen. Während die Solarkosten in 85 Jahren um 10 % gesunken sind, liegt der Fokus jetzt auf der Erzielung von Skaleneffekten für Elektrolyseure.

Während Wasserstoff direkt in die bestehenden Erdgasturbinen oder die Pipelines, die ihn transportieren, eingespeist werden kann, beträgt die Beimischungsrate nur 20 %. Das Intermountain-Energieprojekt in Utah wandelt sich von einem Kohlekraftwerk zu einem Erdgas-Kombikraftwerk um, erzeugt eine reine Form von grünem Wasserstoff und transportiert ihn nach Los Angeles.

Im ganzen Land sind 550 Megawatt Brennstoffzellen installiert, sagt Connor Dolan, Vizepräsident für auswärtige Angelegenheiten der Fuel Cell & Hydrogen Energy Association. Die Nutzer sind kritische Fakultäten, die es sich zu keinem Zeitpunkt leisten können, Strom zu verlieren: Rechenzentren und Krankenhäuser, um nur zwei zu nennen. MicrosoftMSFT
Corp. will seine neuen Rechenzentren mit Wasserstoff betreiben. Die Kosten dafür sind hoch, aber diese Preise werden sinken.

Die Wasserstoff-Hubs sind unerlässlich, um Skaleneffekte zu erzielen. „Dies wird dazu beitragen, Kostenparität zu erreichen und die Akzeptanz zu fördern“, sagt Dolan während des Webinars. „Wir werden Wasserstoff für den Export aus den USA sehen. Wir würden eine riesige Menge an inländischer Produktion sehen, und wir könnten Überschüsse haben, die wir in die ganze Welt versenden können.“

Flugzeuge, Züge und Autos kommen. Honda, Hyundai und Toyota bauen brennstoffzellenbetriebene Autos, während FedEx ExpressEXPR
betreibt im Bundesstaat New York einen wasserstoffbetriebenen Lieferwagen mit einer Reichweite von 240 Kilometern. Aber mehr als 20,000 wasserstoffbetriebene Gabelstapler sind bereits hier und werden von Unternehmen wie Walmart genutztWMT
und ZielTGT
.

Die Grundlagen sind gelegt und die öffentlichen Richtlinien sind vorhanden, die den Raketentreibstoff für eine aufstrebende wasserstoffbetriebene Wirtschaft liefern.

Auch von diesem Autor:

Elektrische Jets kommen

Grüner Wasserstoff ist einen Schritt näher

Elektroautos oder wasserstoffbetriebene Autos?