64 Millionen US-Dollar Machen Es Offiziell: Erneuerbarer Wasserstoff Rein, Erdgas Raus

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-11-26 12:43

Noch vor wenigen Jahren hätte man einen Chor von Hurensöhnen erwartet, wenn es um die Wasserstoffwirtschaft der glitzernden grünen Zukunft ging. Nun, Geld spricht. Das US-Energieministerium hat Forschungsgelder in die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie investiert, und bei der neuesten Entwicklung dreht sich alles um die Nutzung von Wind- und Sonnenenergie, um die Kosten für erneuerbaren Wasserstoff zu senken, zu senken.

Das US-Energieministerium verstärkt sein Engagement für erneuerbaren Wasserstoff (über US DOE).

Senkung der Kosten für erneuerbaren Wasserstoff

Die Hauptquelle für Wasserstoff ist heute Erdgas, und der Markt ist riesig. Die USA produzieren nach dem derzeitigen System der Dinge jährlich 10 Millionen Tonnen Wasserstoff. Neue Anwendungen – unter anderem Transport und Energiespeicherung – könnten die Nachfrage in den kommenden Jahren noch weiter ankurbeln.

Sehen Sie sich in diesem Sinne die neue 64-Millionen-Dollar-Finanzierungsrunde des Energieministeriums für Projekte im Zusammenhang mit der H2@Scale-Initiative des Fuel Cell Technologies Office an.

Die Finanzierung ist für eine Suppe-zu-Nuss-Bemühung bestimmt, um die Kosten für Wasserstoff in der gesamten Lieferkette zu senken. Es geht auch darum, das Wasserstofffeld aus seiner nahezu vollständigen Abhängigkeit von Erdgas zu verlagern.

„Während ein Großteil des heute in den Vereinigten Staaten verwendeten Wasserstoffs aus kostengünstigem Erdgas stammt, kann das Hinzufügen anderer Produktionsquellen die Industrien widerstandsfähiger gegen potenzielle Preisschwankungen machen“, erklärt FCTO.

Gas-Stakeholder, aufgepasst

Diese Aussage mag etwas milde klingen, aber sie ist ein Stich ins Herz der US-amerikanischen fossilen Gasindustrie.

Die Gasakteure sind bereits von der Gebäudeelektrifizierung bedroht, zusammen mit Anzeichen dafür, dass sich ihr Einfluss auf den Stromerzeugungssektor lockert. Auch unter dem Markt für fossile Kunststoffe und andere Chemikalien beginnt der Boden zu beben.

Vor diesem Hintergrund legt die neue Finanzierungsrunde Priorität darauf, die Kosten von Elektrolyseuren zu senken, den Geräten, die elektrischen Strom verwenden, um Wasserstoff aus Wasser zu „spalten“.

Die Nutzung von Wasser als Quelle führt nicht unbedingt zu erneuerbarem Wasserstoff. Elektrolyseure sind quellenneutral, der Strom könnte also aus fossilen Brennstoffen oder Kernenergie stammen.

Jetzt, da die Kosten für erneuerbare Energien von einer Klippe gefallen sind, gibt FCTO Wind und Sonne gegenüber anderen Brennstoffen den Vorteil – aber nur, wenn auch die Kosten für Elektrolyseure sinken können.

Wie tief kann erneuerbarer Wasserstoff gehen?

Nach Ansicht von FCTO könnten Hersteller von Elektrolyseuren von Brennstoffzellenherstellern ein oder zwei Dinge über Kosteneinsparungen lernen.

Die Strategie für die neue Finanzierungsrunde beinhaltet den Einbau von Skaleneffekten in die Lieferkette der Elektrolyseure und die Übernahme einiger der Massen- und Hochdurchsatztechniken, die für Kraftstoffabrufe verwendet werden.

Auch die Integration der Brennstoffzellentechnologie, die Standardisierung von Systemen und Komponenten sowie die Reduzierung der Komplexität membranbasierter Elektrolyseure können zur Kostensenkung beitragen.

Wie tief kann Wasserstoff gehen? FCTO scheut sich nicht, seine Erfolgsbilanz in dieser Hinsicht zu rütteln. Sie loben die Unterstützung von F&E-Programmen, die die Kosten für Elektrolyseure seit 2002 bereits um 80 % gesenkt haben.

Es ist noch eine lange Reihe zu hacken. Die Elektrolyseure von heute sind Geräte mit geringem Volumen (weniger als 5 Megawatt), die mehr als 1000 US-Dollar pro Kilowatt kosten können.

Im Gegensatz dazu sieht FCTO ein Szenario vor, in dem die Kosten für Großelektrolyseure in den Bereich von 400 US-Dollar/kW oder weniger sinken, wodurch Zielkosten für Wasserstoff von weniger als 2,00 US-Dollar pro Kilogramm erreicht werden können.

Erneuerbare Energie Herzen Erneuerbarer Wasserstoff

Diese Zielkosten von 2,00 USD pro Kilogramm passen perfekt zur Revolution der erneuerbaren Energien, und FCTO erklärt, dass Wind und Sonne die Motoren sind, die kostengünstigen, erneuerbaren Wasserstoff antreiben:

„Eine aktuelle Analyse mit dem H2A-Modell von DOE16 zeigt, dass bei Strompreisen von 3¢/kWh (was bei Wind- und Solaranlagen immer häufiger vorkommt) potenziell H2-Produktionskosten von <$2/kg erreicht werden können, wenn die Kapitalkosten des Elektrolyseursystems system weniger als 400 $/kW.“

Kombinieren Sie jetzt die Auswirkungen kostengünstiger Wind- und Solarenergie mit Produktionseffizienzen und Systemverbesserungen, und das Bild des erneuerbaren Wasserstoffs rückt stärker in den Fokus (Hervorhebung hinzugefügt):

„Die Herstellkostenanalyse unterstützt das Konzept, dass diese Kapitalkosten durch die Erhöhung des Fertigungsvolumens erreicht werden können. So zeigt beispielsweise eine Studie, die technologische Fortschritte jenseits aktueller kommerzieller Elektrolyseure annimmt, dass eine Erhöhung des jährlichen Produktionsvolumens von 10 MW auf 1.000 MW potenziell die Kosten des PEM-Elektrolyseursystems auf ~250 $/kW senken.“

Zur Unterstützung dieser Bemühungen wird ein Teil der neuen Finanzierungsrunde in Höhe von 15 Millionen US-Dollar an Elektrolyseurprojekte fließen, die eine Verbesserung der Fertigungstechniken und eine Reduzierung der Systemkomplexität beinhalten, um die Folgekosten für Service und Wartung zu senken.

Die Wind-, Solar-, Wasserstoff-Frage

Warum also nicht einfach den Strom aus Wind- und Solarparks zum Laden von Batterien nutzen und was auch immer?

Das ist soweit in Ordnung, aber Übertragungsleitungen und andere Engpässe hemmen bereits das Wachstum im Wind- und Solarsektor. Erneuerbarer Wasserstoff bietet zusätzliche Möglichkeiten zum Einsatz von Energiespeichern und bestehender Infrastruktur – nämlich Straßen und Pipelines – um mehr erneuerbare Energie in die Hände der Energieverbraucher zu legen.

„Die Gesamtvision von H2@Scale erkennt die Vielseitigkeit von Wasserstoff als flexiblen Energieträger an“, erklärt das Büro. „H2@Scale ermöglicht Energiepfade in vielen Industriesektoren, anstatt mit ihnen zu konkurrieren. Wasserstoff kann aus einer Vielzahl von Haushaltsquellen hergestellt und in zahlreichen Industrie- und Verbraucheranwendungen verwendet werden.“

In einer anderen Entwicklung in dieser Richtung haben im vergangenen Herbst mehrere Bundesstaaten des Mittleren Westens ein neues Konsortium zur Unterstützung von Wasserstoff gegründet. Das ist ein bedeutender Schritt, wenn man bedenkt, dass sich die regionalen Kooperationen bisher an der Ost- und Westküste gebündelt haben. CleanTechnica wendet sich an das neue Konsortium, um seine Erkenntnisse über den Aspekt der erneuerbaren Energien zu erhalten, also bleiben Sie dran.

Foto: US-Energieministerium, Büro für Brennstoffzellentechnologien.