Brint energi

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 14. april 2020; checks kræver 45 redigeringer .

Brintenergi er en energigren baseret på brugen af ​​brint som et middel til at oplade, transportere, producere og forbruge energi. Brint er valgt som det mest almindelige grundstof på jordens overflade og i rummet, forbrændingsvarmen af ​​brint er maksimal, og produktet af forbrænding i ilt er vand (som også indføres i cirkulationen af ​​brintenergi). Brintenergi refererer til alternativ energi .

Den globale struktur for brintproduktion er fordelt på tre hovedkilder: 18% kommer fra kulforarbejdning , 4,3% kommer fra "grøn" brint opnået gennem vedvarende energikilder (RES) , hovedsageligt fra vandelektrolyse . Endelig er den overvældende mængde - og det er 78% - behandlingen af ​​naturgas og olie [1] .

Brintproduktion

Brintproduktion fra fossile råstoffer anses i øjeblikket for at være den mest økonomisk rentable . Det er muligt at reducere niveauet af kulstofemissioner i industrisektorer på grund af brint opnået ved hjælp af lav-kulstofteknologier, til dette er det muligt at bruge teknologier til opsamling og lagring af kuldioxid, samt elektrolyse af vand, "primært ved at bruge energien af nukleare, vandkraftige, vind- og solanlæg. energi."
Farvegradueringen af ​​brint afhænger af produktionsmetoden og kulstoffodaftrykket, det vil sige mængden af ​​skadelige emissioner [2] :

Omkostningerne ved "grøn" brint er omkring $ 10 pr. kg (hvilket er "absolut urentabelt", ifølge lederen af ​​National Energy Security Fund); "blå" og "gul" brint er flere gange billigere end "grøn" - fra $ 2 pr. kilogram.

I øjeblikket er der mange metoder til industriel produktion af brint : teknologier til produktion af brint fra affald, ethanol, metallurgisk slagge [3] , biomasse [4] og andre teknologier er blevet udviklet.

Dampreformering af naturgas/methan

Dampreformering af naturgas / metan - fra 2015 produceres cirka 90-95 % af al brint i USA ved denne metode [5] . Vanddamp ved en temperatur på 700-1000°C blandes med methan under tryk i nærværelse af en katalysator . Omkostningerne ved processen er $2-5 per kilogram brint.

Kulforgasning _

Den ældste måde at fremstille brint på. Kul opvarmes med vanddamp ved en temperatur på 800-1300°C uden luft . Den første gasgenerator blev bygget i Storbritannien i 40'erne af det XIX århundrede. Omkostningerne ved processen er 2-2,5 dollars pr. kilogram brint.

Brug af atomenergi

Brugen af ​​atomenergi til at producere brint er mulig i forskellige processer[ afklare ] : kemikalier, vandelektrolyse, højtemperaturelektrolyse. Omkostningerne ved processen er $2,33 per kilogram brint.

Elektrolyse af vand

Den omvendte reaktion finder sted i brændselscellen . Omkostningerne ved processen er $6-7 per kilogram brint.

Brint fra biomasse

Brint fra biomasse opnås ved termokemiske eller biokemiske metoder. I den termokemiske metode opvarmes biomassen uden adgang til ilt til en temperatur på 500–800 °C (for træaffald), hvilket er meget lavere end kulforgasningsprocessens temperatur. Processen frigiver H 2 , CO og CH 4 .

Omkostningerne ved processen er $ 5-7 per kilogram brint.

I den biokemiske proces med nitrogenfiksering produceres brint af forskellige bakterier , for eksempel Rodobacter sperioder .

Produktions- og leveringsinfrastruktur

Det er muligt at reducere prisen på brint i opbygningen af ​​infrastruktur til levering og opbevaring af brint. Der er 750 kilometer i drift i USA og 1.500 kilometer i Europa med brintrørledningssystemer . Rørledninger arbejder ved et tryk på 10-20 bar , lavet af stålrør med en diameter på 25-30 cm.

Den ældste brintrørledning opererer i det tyske Ruhr -område : 210 kilometer af rørledningen forbinder 18 producenter og forbrugere af brint; rørledningen har været i drift i over 50 år. Den længste rørledning, 400 kilometer lang, er mellem Frankrig og Belgien .

Med mindre ændringer kan brint transporteres gennem eksisterende naturgasrørledninger (se f.eks. Nord Stream ).

Brint anvendes i dag hovedsageligt i teknologiske processer til fremstilling af benzin og til fremstilling af ammoniak .

Ansøgninger

Små stationære applikationer

Produktion af elektrisk og termisk energi i brændselsceller med effekt fra 0,75 kW til 10 kW.

Hjemmeenergistationer har en kapacitet på 0,75-1 kW, er designet til at generere elektricitet i 8 timer i døgnet og generere varme og varmt vand 24 timer i døgnet. Installationer med en effekt på 5 kW er beregnet til flere sommerhuse. De bruges ofte kun til at producere elektricitet.

Populariteten af ​​kombinerede små boliginstallationer (el + varme) skyldes, at de har høj effektivitet, lav CO 2 -udledning og nemt kan indbygges i eksisterende infrastruktur. Et sådant kraftværk har en størrelse, der kan sammenlignes med en boligkedel og kan køre på naturgas .

I 2005 blev der installeret mere end 900 nye små stationære brintkraftværker på verdensplan (30 % flere end i 2004 ). I 2006 blev der installeret omkring 1.500 nye små kraftværker på verdensplan. Ved udgangen af ​​2006 var omkring 5.000 små stationære brintkraftværker i drift på verdensplan .

Teknologi

To teknologier dominerer: PEM (protonudveksling) og SOFC (fast oxid). Omkring 75 % af anlæggene i 2005 blev fremstillet ved hjælp af PEM-teknologi, omkring 25 % - SOFC.

udsigter

I 2006, ligesom i 2005, blev de fleste af de små applikationer installeret i Japan . Den japanske NEF (New Energy Foundation) annoncerede starten på et flerårigt demonstrationsprojekt for brugen af ​​små stationære brændselsceller. Installationen af ​​6.400 brændselsceller vil blive støttet . I 2005 var prisen på en 1 kW husstandsbrintstation i Japan 10 millioner ¥ (ca. 87.000 $), og installationsarbejdet kostede yderligere 1 million ¥. I midten af ​​2008 var omkring 3.000 hjemmekraftværker med brintbrændselsceller blevet installeret i Japan, og deres omkostninger var faldet til 2 millioner ¥ (ca. 19.000 $) [6] .

Virksomheder - de vigtigste producenter:

Selskab Land Teknologi Installationskraft
Ballard Power Systems Canada PEMFC 1 kW.
Akumentrik USA SOFC 2-10 kW
Keramiske brændselsceller Australien - Storbritannien SOFC 1 kW. Samlet effektivitet over 80 %
Cosmo olie Japan PEMFC 0,7 kW
Europæiske brændselsceller Tyskland PEMFC 1,5 kW
Brændselscelleteknologier USA SOFC 5 kW.
Hitachi Zosen Japan - fra 10 kW til hundredvis af kW. Effektivitet 86 %
Idatech USA - 3-15 kW. UPS til industrielle, telekommunikation, elektroniske applikationer.
Idemitsu Kosan Japan - 1-5 kW
Kyocera Japan SOFC 1 kW
Mitsubishi Heavy Industries Japan PEMFC 10 kW
Nippon Oil Corporation Japan Ebara Ballard teknologier 1-6-10kW. Planlægger at sælge 100.000 husholdningssystemer årligt inden 2013
stikkontakt USA] PEMFC 5 kW
Sanyo Electric Japan PEMFC 1 kW. Samlet effektivitet på 92% i produktionen af ​​varme og el
Shanghai Shen Li Kina PEMFC 3-10 kW
Sharp Corporation Japan PEMFC 10 kW. Hybridsystemer kombineret med solcelleceller
Toyota Motor Corporation i samarbejde med Aishin Seiki Japan PEMFC, SOFC I 2006 begyndte test af flere enheder med en kapacitet på 1 kW. Effektivitet 90%. Effekten af ​​SOFC-installationer er 0,7 kW [7] .
Panasonic (Matsushita Electric Industrial Co) Japan PEMFC 0,5-1 kW. Planlægger at sælge 700.000 enheder om året inden 2020. [otte]
InEnergy Rusland SOFC, PEMFC 0,5-10 kW

og osv.

Stationære applikationer

Produktion af elektrisk og termisk energi i brændselsceller med en kapacitet på mere end 10 kW.

Ved udgangen af ​​2006 var der installeret mere end 800 stationære brændselscellekraftværker med en kapacitet på mere end 10 kW på verdensplan. Deres samlede kapacitet er omkring 100 MW. I 2006 blev der bygget mere end 50 enheder med en samlet kapacitet på mere end 18 MW.

Teknologi

I 2005 var Melt Carbonate Fuel Cells (MCFC) de førende nye installationer. På andenpladsen med hensyn til antallet af nye installationer var Phosphate- teknologier (PAFC). Protonudvekslingsteknologier (PMFC) er hovedsageligt blevet brugt i anlæg op til 10 kW og i bilindustrien.

Opvarmning

I varmesystemer er konventionel forbrænding af brint i stedet for naturgas også mulig. Så i den britiske by Leeds planlagde energiselskabet Northern Gas Networks fuldstændigt at skifte opvarmning fra naturgas, metan, til brint i hele byen.

Hybridinstallationer: brændselscelle/gasturbine.

For at øge effektiviteten, reducere omkostningerne til energi og for at udnytte termisk energi anvendes installationer, der kombinerer brændselsceller og gasturbiner .

FuelCell Energy (USA) har udviklet en hybrid version af SOFC brændselscelle og gasturbine. I denne ordning producerer brændselscellen 4/5 af energien, og møllen producerer resten fra termisk energi. Effektiviteten af ​​denne ordning nærmer sig 70%. Et 40 MW kraftværk er ved at blive testet, bestående af 10 brændselsceller og en 10 MW turbine.

Finansiering

I 2005 blev den amerikanske energilov vedtaget , som giver mulighed for 30% investeringsskattefradrag op til $1000 pr. kW installeret kapacitet, de vil blive udstedt fra 1. januar 2006 til 1. januar 2008. I Japan og Sydkorea er det ikke specifikke projekter, der er subsidieret, men prisen på elektricitet genereret af brændselsceller i mængden af ​​$0,015-0,02 pr . kWh .

Virksomheder er de vigtigste producenter

Selskab Land Teknologi Plantekraft
Ansaldo brændselsceller Italien MCFC 500 kW - 5MW
Brændselscelle energi USA MCFC 250 kW - 1MW
GenCell USA MCFC 40-100 kW
Ishikawajima-Harima Heavy Industries Japan MCFC 300 kW - 1 MW
MTU CFC-løsninger Tyskland MCFC 200 kW - 3 MW
Fuji Electric Japan PAFC 100 kW - 1 MW
Korea gas Korea PAFC 40 kW
UTC brændselsceller USA PAFC , MCFC , PEMFC 200 kW, transportanvendelser
Ballard Power Systems Canada PEMFC 1-250 kW
General Motors USA PEMFC 75-300 kW
Hydrogenik Canada PEMFC 7-65 kW
J Power Japan SOFC udvikler triple systemer: brændselsceller, gasturbiner og dampturbiner
Mitsubishi materialer Japan SOFC 10 kW
Mitsubishi Heavy Industries Japan SOFC , PEMFC 200 kW. Et 700 MW SOFC tredobbelt kraftværk er også under udvikling
Rolls-Royce Group plc Storbritanien SOFC 80 kW
Siemens AG Power Generation Tyskland SOFC 125 kW
Ztek USA SOFC 25 kW - 1 MW
Cummins Power Generation USA SOFC 3 kW [9] .
InEnergy Rusland SOFC, PEMFC 1-100 kW

Brug i transport

Produktion af elektrisk energi til biler , vandtransport osv. [10] Manglen på brintinfrastruktur er en af ​​de største hindringer for udviklingen af ​​brinttransport efter de høje omkostninger til brændstof og motorer.

Brintkøretøjsinfrastruktur

Ved udgangen af ​​2008 var der 2.000 brinttankstationer i drift på verdensplan. Af det samlede antal tankstationer bygget i 2004-2005 opererer kun 8% med flydende brint , resten med gasformig brint.

Land 1995-2006 Nybygget i 2005 Nybygget i 2006
Nordamerika 46 % 65 % 59 %
Japan fjorten % femten % 7 %
Tyskland 13 % 0 7 %
Resten af ​​Europa fjorten % femten % 0
Andre lande 13 % 5 % 27 %

Bord. Brinttankstationer efter region i verden

Byggeriet planlagt

General Motors har annonceret mulige planer om at bygge 12.000 brinttankstationer i amerikanske byer og langs store motorveje. Virksomheden anslår omkostningerne ved projektet til 12 milliarder dollars.

Løsningen på problemet kan være brugen af ​​brint som brændstof til en forbrændingsmotor eller blandinger af brændstof med brint, såsom HCNG . I januar 2006 begyndte Mazda salget af Mazda RX-8 dual-fuel roterende motor, der kan forbruge både benzin og brint.

I juli 2006 annoncerede transportselskabet BVG (Berliner Verkehrsbetriebe) fra Berlin købet af 250 MAN-busser med forbrændingsmotorer, der kører på brint i 2009 , hvilket vil udgøre 20% af selskabets bilflåde.

I 2006 begyndte Ford Motor Company at producere busser med forbrændingsmotorer, der kører på brint.

Virksomheder er hovedaktørerne

Brintproducenter:

Britiske BP er en nøglespiller i brintdemonstrationsprojekter rundt om i verden.

Transportapplikationer

Biltransport

I 2006 blev omkring 100 nye brændselscellekøretøjer , busser, motorcykler mv sat i drift .

Automotive applikationer er domineret af PEM- teknologier. I 2005 blev der kun fremstillet én bil med PAFC -brændselscelle - resten på PEM-teknologier.

Udviklere har været i stand til at reducere prisen på brintbrændselsceller til biler fra $275/kW i 2002 til $110/kW i 2005. Det amerikanske energiministerium ( DoE ) planlægger at bringe omkostningerne ned til $30/kW i 2020. Virksomheder som Ford og Renault har dog meddelt, at de ikke længere arbejder med brændselsceller til biler. General Motors har skåret i finansieringen på dette område. Grundlæggende er store virksomheders arbejde nu rettet mod at forbedre elektriske køretøjer , herunder dem med integrerede brændselsceller [12] .

Bilproducenters planer

Selskab Land år antal biler planer
Daimler Tyskland 2009 200 enheder i begyndelsen af ​​2010 [13] start af produktion af Mercedes B-klasse [14]
Ford USA 2015 - kommerciel beredskab
GM USA 2012 - kommerciel beredskab [15]
GM USA 2025 - massemarked
Honda Japan 2008 - Lancering af Honda FCX- salg i Californien
Honda Japan 2010 12000 (i USA ) produktionsstart
Honda Japan 2020 50.000 ( USA ) produktion
Hyundai motor Korea 2012 - start af salg [16]
Toyota Japan 2015 - start af salg [17]
Fiat Italien 2020-2025 - fuld kommercialisering
SAIC Kina 2010 1000 kommerciel beredskab
shanghai vw Kina - Tyskland 2010 - start af Lingyu-produktion [18]

I marts 2006 offentliggjorde den tyske HyWays-arkivkopi af 2. april 2006 om Wayback Machine - projektet prognoser for brintbilers indtrængen på det europæiske marked.

Scenarie 2020 2030 2040 2050
høj penetration 3,3 % 23,7 % 54,4 % 74,5 %
Lav penetration 0,7 % 7,6 % 22,6 % 40,0 %

Tabel: prognose for brintbilers indtrængen på det europæiske marked i % af det samlede antal køretøjer.

Luft transport

Boeing Corporation forudser, at brændselsceller gradvist vil erstatte hjælpekraftværker i luftfarten . De vil være i stand til at generere elektricitet, når flyet er på jorden, og være uafbrydelige strømforsyninger i luften. Brændselsceller vil gradvist blive installeret på den nye generation af Boeing 7E7, der starter i 2008 .

Jernbanetransport

Disse applikationer kræver meget strøm, og kraftværkets størrelse er af ringe betydning.

Railway Research Institute of Technology ( Japan ) planlægger at sætte et brintbrændselscelletog i drift inden 2010 . Toget vil kunne nå hastigheder på 120 km/t og køre 300–400 km uden påfyldning. Prototypen blev testet i februar 2005 .

I USA, driften af ​​et brint brændselscelle lokomotiv med en kapacitet på 2 tusinde liter. Med. starter i 2009 [19] .

I Tyskland, i 2018, driften af ​​et passagertog drevet af brintbrændselsceller Coradia iLint [10]

I overensstemmelse med regeringens køreplan for udvikling af brintenergi i Rusland frem til 2024 [20] er det planlagt at skabe en prototype brintdrevet jernbanetransport i landet. Selve aftalen om udvikling og drift af tog på brintbrændselsceller blev underskrevet i begyndelsen af ​​september 2019 på Eastern Economic Forum mellem Sakhalin , Russian Railways , Rosatom og Transmashholding (TMH) . Indtil midten af ​​2021 bør det russiske energiministerium udarbejde et konsolideret forslag til dannelse af klynger til test og integreret implementering af brintenergiteknologier. I mellemtiden er dokumentet, der bliver dannet i ministeriet for regeringsapparatet, direkte relateret til Sakhalin "brint"-projektet og vil højst sandsynligt allerede blive overvejet sammen med udkastet til koncept for udvikling af brintenergi i Rusland, som er under udarbejdelse til indsendelse.

Nøgleargumentet for naturgas i produktionen af ​​brint indtil videre er de lave omkostninger ved dens konvertering - i intervallet 1,5-3 USD pr. 1 kg. Med en dyrere vandelektrolyseteknologi stiger omkostningerne kraftigt med 2,5-3 gange. Det er spørgsmålet om rentabiliteten af ​​brintbrændstof i sammenligning med den traditionelle, der viser sig at være blandt de afgørende for TMH-teknologer. Faktum er, at den eksisterende model af et brinttog øger omkostningerne ved dets livscyklus med mere end 2 gange. Men når man bruger en teknologi baseret på produktion fra naturgas, er det sagtens muligt at opnå en reduktion i prisen på brint med en faktor på 3-4 [1] .

Vandtransport

Tyskland producerer U-212- klasse ubåde med brændselsceller fremstillet af Siemens AG. U-212 er i tjeneste med den tyske flåde , ordrer er modtaget fra Grækenland, Italien, Korea og Israel. Under vand kører båden på brint og larmer næsten ikke.

I USA kan leverancer af SOFC- brændselsceller til ubåde begynde i 2006. FuelCell Energy udvikler 625 kW brændselsceller til krigsskibe .

Den japanske ubåd Urashima med PEMFC- brændselsceller fremstillet af Mitsubishi Heavy Industries blev testet i august 2003.

Lagergaffeltrucks

Lidt under halvdelen af ​​de nye brændselsceller installeret i køretøjer i 2006 blev installeret i lagervogne . Udskiftning af batterier med brændselsceller vil reducere det areal, som batteributikker optager, markant. Wal-Mart afsluttede i januar 2007 sit andet parti af brændselscelle-gaffeltrucktests.

Mobile brændselsceller

Produktion af elektrisk energi til mobile enheder: mobiltelefoner , bærbare computere osv.

I 2006 (som i 2005) blev der fremstillet omkring 3.000 mobile enheder på verdensplan.[ hvad? ] , steg verdensproduktionen i 2008 til 9.000 styk [21] . En af hovedforbrugerne var den amerikanske hær - hæren har brug for lette, rummelige, lydløse strømkilder.

Takket være efterspørgsel fra militæret har USA taget føringen i verden i antallet af udviklinger inden for håndholdte applikationer. Japan tegnede sig kun for 13 % af nye udviklinger i 2005 . De mest aktive var elektronikvirksomheder: Casio, Fujitsu Hitachi, Nec, Sanyo og Toshiba.

I foråret 2007 begyndte Medis Technologies at sælge brintbrændselsceller til mobile enheder.

Teknologi

Bærbare og elektroniske applikationer er domineret af PEM- og DMFC- brændselsceller .

Historie

2008

Stationære applikationer: I juni 2008 begyndte Matsushita Electric Industrial Co Ltd (Panasonic) at fremstille brintbrændselsceller i Japan. Virksomheden planlægger at sælge 200.000 brintbrændselscelle hjemmeenergisystemer inden 2015 [22] . I september afsluttede det koreanske firma POSCO opførelsen af ​​et anlæg til produktion af stationære kraftværker baseret på brintbrændselsceller; anlæggets kapacitet er 50 MW udstyr om året [23] .

Mobilapplikationer: I oktober 2008 nåede salget af DMFC-enheder til autocampere fra Tysklands Smart Fuel Cell AG op på 10.000 enheder. Effekten af ​​installationerne er fra 0,6 kW. op til 1,6 kW. Methanol bruges som brændstof . Dåser med methanol sælges i 800 butikker i Europa [24] .

Transport: Første flyvetest af et 20 kW brintbrændselscelle kraftværk under flyvningen. udført af Airbus i februar 2008 på en Airbus A320 [25] .

I marts 2008, under STS-123 ekspeditionen af ​​rumfærgen Endeavour, passerede UTC Powers brændselsceller milepælen på 100.000 driftstimer i rummet [26] . Brintbrændselsceller har produceret energi ombord på rumfærger siden 1981 .

Den 3. april 2008 gennemførte Boeing flyvetest af et Dimona let tosædet fly med et brintbrændselscellekraftværk [27] .

Biler: I marts 2008 afsluttede Mercedes vintertest af B-klassen med et brintbrændselscellekraftværk [28] .

Shanghai Volkswagen Automotive Company leverede 20 biler med et brintbrændselscellekraftværk til OL i Beijing [29] .

I august 2008 fandt en demonstrationskørsel af brintbiler sted i USA. Biler fra BMW, Daimler, General Motors, Honda, Nissan, Toyota, Hyundai og Volkswagen tilbagelagde 7.000 km på 13 dage [30] .

Honda begyndte at lease Honda FCX Clarity i USA i sommeren 2008 [31] og i Japan i november 2008 [32] .

Udviklingsprogrammer

Succeser i udviklingen af ​​brintteknologier har vist, at brugen af ​​brint vil føre til kvalitativt nye præstationsindikatorer for enhederne. Resultaterne af forundersøgelser viser, at brint på trods af sin sekundære karakter som energibærer [33] er økonomisk gennemførligt i mange tilfælde. Derfor er arbejde på dette område i mange, især i industrialiserede lande , blandt de prioriterede områder og støttes i stigende grad af både statslige organer og privat kapital [34] . Nogle få stater, der har været seriøst opmærksomme på brint i mange år eller endda årtier, er i spidsen - Japan, USA, Tyskland, Storbritannien og Sydkorea, som Kina efterhånden er ved at indhente .

I januar 2017 på initiativ af Toyota Motor Corp. og Air Liquide , International Hydrogen Council blev oprettet , som omfatter omkring 30 koncerner, firmaer og virksomheder fra verdensklasse bilproducenter og energisektorer, såsom Audi, BMW, Daimler, Honda og Hyundai, Shell og Total . Rådets hovedmål er at udarbejde evalueringsanbefalinger i form af videnskabelige rapporter på området for brintbrugsmuligheder.

EU

Green New Deal , vedtaget af Europa-Kommissionen , med dens vægt på vedvarende energikilder og dekarboniserede gasser, og i dette tilfælde taler vi primært om brint, blev det grundlæggende element i den nye europæiske energivirkelighed . Desuden allokerer "brintstrategien for et klimaneutralt Europa" investeringsbeløbet inden 2050 inden for følgende finansielle parametre: anslået fra 180 til 470 milliarder euro til fordel for "grønt" brint, og kun 3-18 milliarder euro står for ved investeringer i forarbejdning fra fossile brændstoffer brændstof [35] .

Indtil videre er det kun det nye, fuldgyldige globale marked for eksport-importoperationer med brint, der er ved at blive en kendsgerning på den nuværende energidagsorden. Nu er det næppe muligt at opregne de transnationale energiselskaber, som ikke i deres struktur ville have områder, der er direkte relateret til forskningsprogrammer og anvendt udvikling inden for brintenergi. Desuden antager en af ​​de mest ambitiøse europæiske brintstrategier - den tyske  - selv om dens anden fase, som falder på 2024-2030, succesfuldt implementeret, landets status som en af ​​de største importører af "grøn" brint i det vestlige marked. Og det er på trods af de planer, Berlin har annonceret om inden 2030 at sætte kraftværker til produktion af "grøn" brint i drift med en samlet kapacitet på op til 5 GW og med yderligere idriftsættelse af en tilsvarende mængde kapacitet i 2040 [1] .

Den 8. juli 2020 vedtog EU en strategi for udvikling af brintenergi frem til 2050 [36] For at reducere udledningen af ​​kuldioxid prioriterer programmet produktionen af ​​brint ved vandelektrolyse ved hjælp af elektricitet fra vedvarende energikilder - sol- og vindenergi. I de første 5 år, fra 2020 til 2024 det er planen at sætte elektrolysatorer i drift til brintproduktion med en samlet kapacitet på 6 GW til at producere 1 million tons brint årligt. Så i 2030 vil kapaciteten af ​​elektrolysatorerne blive øget til 40 GW, og brintproduktionen vil blive øget til 10 millioner tons om året. Samtidig planlægges det i 2050 at reducere omkostningerne ved brintproduktion fra vedvarende energikilder til 1 USD pr . kg.

Ifølge regional ekspert Rinat Rezvanov er de mest lovende fra et synspunkt om brintproduktion baseret på vedvarende energi sådanne EU -regioner som landene i Skandinavien , vandet i Nord- og Østersøen samt Sydeuropa . Nøglespecialiseringen i det europæiske nord er vandkraftteknologier til produktion af brint (skandinaviske lande) eller på grund af vindenergi (akvatiske RES -komplekser ). Det europæiske syd (Middelhavslandene) er rigt på solenergi - her er det værd at være opmærksom på den marokkansk-tyske aftale, der blev underskrevet i juni 2020 om opførelsen af ​​det første grønne brintanlæg i Marokko . Projektet, der er gennemført inden for rammerne af det fælles energipartnerskab (PAREMA), som har fungeret siden 2012 , har til formål at udvikle industrielle løsninger til konvertering af solenergi baseret på Power-to-X-teknologi [35] .

2021

Den 15. december 2021 annoncerede EU planer om at udfase naturgas for at bekæmpe klimaændringer og erstatte en betydelig del af fossile brændstoffer med rene energikilder inden 2050 [37] .

Planens hovedidé er at erstatte naturgas med brint. Brintproduktionsteknologier findes, men de er meget dyre. EU håber at investere i infrastruktur og gennem statsstøtte at reducere omkostningerne og gøre produktionen af ​​brintbrændselsceller og produktionen af ​​brint fra vedvarende kilder rentabel [37] .

Sydkorea

Ministeriet for handel, industri og økonomi i Sydkorea vedtog i 2005 en plan om at opbygge en brintøkonomi inden 2040. Målet er at producere 22 % af al energi og 23 % af den elektricitet, der forbruges af den private sektor ved hjælp af brændselsceller .

Fra 2010 vil den sydkoreanske regering subsidiere køberen 80 % af prisen på et stationært brintbrændselscellekraftværk. Fra 2013 til 2016 vil 50 % af omkostningerne blive støttet, og fra 2017 til 2020 - 30 % [38] .

USA

USA producerer årligt[ hvornår? ] omkring 11 millioner tons brint, hvilket er nok til det årlige forbrug af omkring 35-40 millioner biler .

Den 8. august 2005 vedtog det amerikanske senat Energy Policy Act af 2005. Loven giver mulighed for tildeling af mere end 3 milliarder dollars til forskellige brintprojekter og 1,25 milliarder dollars til opførelsen af ​​nye atomreaktorer , der producerer elektricitet og brint.

Det amerikanske energiministerium (DOE) vedtog i januar 2006 en plan for udvikling af brintenergi "Roadmap on Manufacturing R&D for the Hydrogen Economy" [2] Arkiveret 14. august 2007 på Wayback Machine [3] Arkiveret 17. april 2007 på Wayback Machine .
Planen giver:

  • Inden 2010 — indtrængen på det primære marked for brint;
  • Inden 2015 - kommerciel tilgængelighed;
  • Inden 2025 — implementering af brintenergi.

Rusland

I 1941 foreslog den løjtnanttekniker fra luftforsvarsstyrkerne, der forsvarede Leningrad under den store patriotiske krig, Boris Shelishch, at bruge "brugt" brint fra luftforsvarets balloner som brændstof til motorerne i GAZ-AA-køretøjer . Lastbiler blev brugt som en transport- og energienhed i en luftforsvarspost - et bilspil drevet af en GAZ-AA-motor gjorde det muligt at løfte og sænke balloner. Dette forslag blev indført i 1941-1944 i det belejrede Leningrad, 400 brint luftforsvarsposter var udstyret. .

I 1979 udviklede og testede et kreativt team af NAMI -medarbejdere en prototype RAF -minibus , der kører på brint og benzin.

I slutningen af ​​1980'erne - begyndelsen af ​​90'erne blev en flyjetmotor drevet af flydende brint, installeret på et Tu-154 fly , testet .

I 2003 blev National Association of Hydrogen Energy (NP NAVE) etableret; I 2004 blev P. B. Shelishch, søn af den legendariske "brintløjtnant", valgt til formand for foreningen.

I 2003 underskrev Norilsk Nickel og det russiske videnskabsakademi en aftale om forskning og udvikling inden for brintenergi; Norilsk Nickel har investeret 40 millioner dollars i forskning. I 2006 erhvervede Norilsk Nickel en kontrollerende andel i den amerikanske innovative virksomhed Plug Power , som er en af ​​de førende inden for udvikling af brintenergi; virksomheden investerede $70 millioner i udviklingen af ​​brintanlæg.I 2008 stoppede Norilsk Nickel med at finansiere projektet.

I april 2021 blev det kendt om det russiske koncept for udvikling af brintenergi frem til 2024 , der slår fast, at landet ønsker at forsyne verdensmarkedet med fra 7,9 til 33,4 millioner tons miljøvenlige brinttyper, der tjener på brinteksport fra 23,6 til 100,2 milliarder dollars om året og sigter mod at tage 20 % af dette marked i 2030 (der er dog endnu ikke noget marked for brintenergibærere) [39] . "Hydrogen cluster" er planlagt til at blive oprettet på Sakhalin .

Andre lande

I Indien er den indiske nationale komité for brintenergi blevet oprettet. Udvalget udviklede i 2005 "Nationalplan for Brintenergi". Planen omfatter en investering på 250 milliarder rupier (ca. $5,6 milliarder) i 2020. Af disse vil 10 milliarder rupier blive afsat til forsknings- og demonstrationsprojekter, og 240 milliarder rupier til opførelse af infrastruktur til produktion, transport og opbevaring af brint. Planen satte et mål - inden 2020 at sætte 1 million køretøjer drevet af brint på landets veje. Også i 2020 vil der blive bygget 1000 MW brintkraftværker [40] .

Island planlægger at opbygge en brintøkonomi inden 2050 [41] .

Sydafrikas regering vedtog en brintstrategi i 2008. I 2020 planlagde Sydafrika at tage 25 % af verdensmarkedet for katalysatorer til brintbrændselsceller.

De japanske myndigheder har budgetteret med mindst $800 millioner i 2022-budgettet til udvikling af brint-økosystemet som en miljøvenlig kilde til elektricitet, næsten $290 millioner af dette beløb vil blive brugt på at subsidiere indkøb af køretøjer på brintbrændselsceller og konstruktionen af tankstationer. Japanerne forventer i første omgang at modtage brint fra brunkul af australsk oprindelse og derefter transportere det på specielle tankskibe ad søvejen til Japan. [42]

Kritik

Hvis forbrugere og midler til transmission af brintenergi ikke kan levere 100 % effektivitet eller en lukket cyklus af bærercirkulation, kan den udbredte brug af brintenergi føre til en stigning i mængden af ​​brintdissipation fra de øvre lag af jordens atmosfære til det ydre rum på grund af den øgede flygtighed af denne gas; og som en konsekvens risikoen for uigenkaldelig reduktion af planetens hydrosfære .

Litteratur

Links

Noter

  1. ↑ 1 2 3 Rinat Rezvanov. Ny energidagsorden for B-tog . Erhvervstransportmagasin "RZD-Partner" . RZD-Partner Publishing House (19. april 2021). Hentet 28. april 2021. Arkiveret fra originalen 28. april 2021.
  2. ↑ Et alternativ til gas og kul blev fundet i Rusland Arkivkopi dateret 16. maj 2021 på Wayback Machine // Lenta.ru , 15. april 2021
  3. ↑ http://www.financialexpress.com/news/tata-steel-develops-hydrogen-production-tech-granted-pct/370776/0
  4. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9358.html Arkiveret 9. januar 2009 på Wayback Machine  (downlink siden 13/05/2013 [3461 dage] - historie )
  5. ↑ http://energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-natural-gas-reforming Arkiveret 23. august 2015 på Wayback Machine "I dag er 95% af den brint, der produceres i USA, fremstillet ved naturgasreformering i store centrale anlæg"
  6. ↑ Mens energiregningen stiger, tester japansk fremtidens brændstof  (downlink)  (downlink siden 13-05-2013 [3461 dage])
  7. ↑ Toyota, Aisin skal levere 20 bolig-SOFC kraftvarmesystemer til testprogram . Hentet 21. december 2009. Arkiveret fra originalen 2. juni 2012.
  8. ↑ Panasonic Fuel-Cell Initiative varmes op i Japan  (link nede)  (link nede siden 05-13-2013 [3461 dage])
  9. ↑ Cummins siger, at brændselscellemobilkraft er tilgængelig om 2 til 3 år (linket er ikke tilgængeligt) . Hentet 26. august 2009. Arkiveret fra originalen 20. oktober 2011. 
  10. ↑ 1 2 Deutsche Welle 17/09/2018 Inza Wrede Brinttog - europæisk teknologisk gennembrud med forbehold Arkiveret 25. august 2019 på Wayback Machine // Deutsche Welle
  11. ↑ 'Hydrogen highway' fra Montreal til Windsor // CBC, 2003
  12. ↑ Udg. V.A.Moshnikova og E.I.Terukova. Grundlæggende om brintenergi - St. Petersborg. : Publishing House of St. Petersburg Electrotechnical University "Leti", 2010. - 288 s. - ISBN 978-5-7629-1096-5 .
  13. ↑ Mercedes-Benz lancerer begrænset serieproduktion af B-klasse F-CELL-brintbrændselscellebil sent i år . Hentet 31. august 2009. Arkiveret fra originalen 5. september 2009.
  14. ↑ Daimler starter lille serieproduktion af brændselscellekøretøjer i sommeren 2009 Arkiveret 11. marts 2009 på Wayback Machine  (downlink fra 05/13/2013 [3461 dage] - historie )
  15. ↑ GM håber at frigive et brintbrændselscelledrevet køretøj inden 2012 (linket er ikke tilgængeligt) . Hentet 26. august 2009. Arkiveret fra originalen 20. oktober 2011. 
  16. ↑ Hyundai planlægger brændselscellebil for 2012 Arkiveret 1. november 2008 på Wayback  Machine
  17. ↑ Toyota planlægger begrænset forbrugersalg af brintbrændselscellebiler inden 2015 . Hentet 15. januar 2009. Arkiveret fra originalen 19. januar 2009.
  18. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9356.html  (downlink) Shanghai VW debuterer med brintbrændselscelle Lingyu i USA
  19. ↑ BNSF udforsker brændselscellen Arkiveret 11. marts 2009 på Wayback Machine  (downlink siden 13-05-2013 [3461 dage] - historie ) Railway Gazette International
  20. ↑ Den Russiske Føderations regering godkendte en handlingsplan for udvikling af brintenergi | Energiministeriet . minenergo.gov.ru _ Hentet 28. april 2021. Arkiveret fra originalen 27. april 2021.
  21. ↑ I dag udkommer den nye Fuel Cell Today Portable Survey 2009 Arkiveret 20. april 2009 på Wayback Machine  (downlink siden 05/13/2013 [3461 dage] - historie )
  22. ↑ http://uk.reuters.com/article/rbssConsumerGoodsAndRetailNews/idUKT30359820080701
  23. ↑ http://www.koreatimes.co.kr/www/news/nation/2008/09/123_30600.html . Dato for adgang: 16. december 2008. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016.
  24. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9250.html  (downlink)  (downlink siden 13-05-2013 [3461 dage])
  25. ↑ " Airbus har med succes testet et brændselscellesystem under flyvning Arkiveret 16. april 2008 på Wayback Machine  (downlink siden 13-05-2013 [3461 dage] - historie ) "  (downlink)
  26. ↑ UTC Power Fuel Cells opnår milepæl, topper 100.000 timer i rummet  (downlink)  (downlink siden 13-05-2013 [3461 dage] - historie )
  27. ↑ Det første bemandede brændselscellefly kom i luften . Hentet 16. december 2008. Arkiveret fra originalen 25. april 2009.
  28. ↑ http://www.greencarcongress.com/2008/03/winter-testing.html . Hentet 16. december 2008. Arkiveret fra originalen 11. juni 2008.
  29. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage8978.html  (downlink)  (downlink siden 13-05-2013 [3461 dage])
  30. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9124.html Arkiveret 2. december 2008 på Wayback Machine  (downlink siden 13/05/2013 [3461 dage] - historie )
  31. ↑ Honda frigiver nyt brændselscellebil i Japan i efteråret Arkiveret 29. september 2008 på Wayback-maskinen  (downlink siden 13/05/2013 [3461 dage] - historie )
  32. ↑ Honda begynder at lease FCX Clarity Fuel Cell Vehicle i Japan  (downlink)  (downlink pr. 13-05-2013 [3461 dage])
  33. ↑ Det betyder, at det for brint er nødvendigt at producere.
  34. ↑ Under den generelle redaktion af Corr. RAS E.V. Ametistova. bind 1 redigeret af prof. A.D. Trukhnia // Fundamentals of modern energy. I 2 bind. - Moskva: MPEI Publishing House , 2008. - ISBN 978 5 383 00162 2 .
  35. ↑ 1 2 Rinat Rezvanov. Rusland på verdensmarkedet for brint . Erhvervsøkonomisk magasin "Invest-Foresight" (30. marts 2021). Hentet 28. april 2021. Arkiveret fra originalen 27. april 2021.
  36. ↑ Bruxelles, 8.7.2020 En brintstrategi for et klimaneutralt Europa Arkiveret 15. juli 2020 på Wayback Machine // Meddelelse fra Kommissionen til Europa-parlamentet, Rådet, Det Europæiske Økonomiske og Sociale Udvalg og Regionsudvalget
  37. ↑ 1 2 Europa ønsker at opgive naturgas. EU-skitser plan for fremtiden uden Gazprom Arkiveret 16. december 2021 på Wayback Machine , BBC, 16/12/2021
  38. ↑ Sydkorea afslører 80 procent tilskud til indenlandske brændselsceller (link utilgængeligt) . Hentet 8. september 2009. Arkiveret fra originalen 20. oktober 2011. 
  39. ↑ Rusland har fundet en ny måde at lave 100 milliarder dollars arkivkopi af 26. april 2021 på Wayback Machine [1] Arkivkopi af 16. maj 2021 på Wayback Machine // Lenta.ru , 15. april 2021
  40. ↑ Ministeriet for ny og vedvarende energi, officiel hjemmeside arkiveret 26. november 2010 på Wayback Machine  (downlink siden 13/05/2013 [3461 dage] - historie )
  41. ↑ Hannesson Hjálmar W. "Klimaændringer som en global udfordring" Udenrigsministeriet . Dato for adgang: 19. december 2008. Arkiveret fra originalen 1. juli 2013.
  42. ↑ Japan forventer at gøre brint til et omkostningseffektivt alternativ til flydende metan inden 2030 Arkiveret 29. april 2021 på Wayback Machine // 3DNews , 26/12/2020