Μπορούμε να βελτιώσουμε τα οικονομικά της νέας Cleantech—όπως κάναμε με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Από τη Mitsubishi Power Americas

Σήμερα, διαμορφώνεται μια παγκόσμια συναίνεση γύρω από την ανάγκη απαλλαγής από τον άνθρακα. Αλλά υπάρχει ένα κομβικό σημείο: το κόστος.

Η επίτευξη των στόχων για το κλίμα θα απαιτήσει βιώσιμες λύσεις, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να παρέχουν υγιή οικονομικά σε συνδυασμό με χαμηλές ή καθόλου εκπομπές. Για να διασφαλιστεί η ευρεία και έγκαιρη υιοθέτηση, επιλογές όπως το καθαρό υδρογόνο πρέπει να είναι προσβάσιμες, αξιόπιστες και προσιτές.

Η βιομηχανία ηλεκτροπαραγωγής έχει τα εργαλεία στη διάθεσή της για να συμβεί αυτό.

Ο τομέας έχει μεγαλύτερο και πιο επιτυχημένο ιστορικό στην ανάπτυξη και εμπορευματοποίηση καθαρών τεχνολογιών από ό,τι πιστεύεται, λέει ο Michael Ducker, Senior Vice President of Hydrogen Infrastructure for Mitsubishi Power Americas και Πρόεδρος του Advanced Clean Energy Storage I, ενός κόμβου υδρογόνου που βρίσκεται σε εξέλιξη στο Δέλτα, Γιούτα. Επισημαίνει ότι η ιστορία του σημερινού τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αφηγείται την ιστορία των βιομηχανιών που συνεργάζονται για να λύσουν ζητήματα κλίμακας, αποτελεσματικότητας και κόστους, τα οποία επέτρεψαν σε μια αναπτυσσόμενη αγορά για την τόσο αναγκαία καινοτομία.

Είναι μια ιστορία που αξίζει να επαναληφθεί.

Μείωση κόστους

Μεταξύ 2005 και 2020, ο ετήσιος ρυθμός εκπομπών στον τομέα ηλεκτρικής ενέργειας των ΗΠΑ μειώθηκε δραματικά. 40% βελτίωση. Οι τεχνολογίες που οδήγησαν τις μειώσεις ακολούθησαν ένα παρόμοιο μοτίβο: Μόλις η τιμή μιας νέας τεχνολογίας γίνει αρκετά χαμηλή ώστε να δικαιολογεί την υιοθέτησή της, η ζήτηση ξεκινά και η τεχνολογία απογειώνεται.

«Αν πρέπει να φτάσουμε στο καθαρό μηδέν στο χρονικό πλαίσιο του 2050 στον τομέα της ενέργειας, είναι εφικτό. Αλλά δεν μπορούμε να εφησυχάζουμε με κανέναν τρόπο». – Drummi Bhatt, Αντιπρόεδρος Market Intelligence and Strategy, Mitsubishi Power Americas

Σκεφτείτε την ηλιακή ενέργεια. Από το 2010, το κόστος των φωτοβολταϊκών συστημάτων κλίμακας κοινής ωφέλειας έχει έπεσε 82%, αυξάνοντας την παγκόσμια εγκατεστημένη ηλιακή ισχύ από περίπου 40 γιγαβάτ εκείνο το έτος σε περισσότερο από 700 gigawatts στο 2020.

Η τιμή και η υιοθέτηση των μπαταριών ιόντων λιθίου παρουσιάζουν α παρόμοια αντίστροφη σχέση. Οι τιμές των μπαταριών μειώθηκαν κατά 85% μεταξύ 2010 και 2018, ενώ Η παγκόσμια παραγωγή ηλεκτρικών αυτοκινήτων αυξήθηκε δραματικά, από αμελητέους αριθμούς σε συνολικά περισσότερα από επτά εκατομμύρια αυτοκίνητα στους δρόμους το 2019.

Αυτή η δυναμική εμφανίστηκε επίσης με μονάδες συνδυασμένου κύκλου αεριοστροβίλων καθώς η τιμή του φυσικού αερίου μειώθηκε. Μεταξύ 2005 και 2020, η τιμή έπεσε 80%.

Το μάθημα για σήμερα είναι το εξής: «Αν πρέπει να φτάσουμε στο καθαρό μηδέν στο χρονικό πλαίσιο του 2050 στον τομέα της ενέργειας, είναι εφικτό», λέει ο Drummi Bhatt, Αντιπρόεδρος Market Intelligence και Στρατηγικής της Mitsubishi Power Americas. «Αλλά δεν μπορούμε να εφησυχάζουμε με κανέναν τρόπο – πρέπει να συνεχίσουμε να αυξάνουμε την αποτελεσματικότητα με μια πραγματική αίσθηση επείγουσας ανάγκης για να παραμείνουμε σε καλό δρόμο».

Εργαλεία που οδηγούν σε προσιτές τιμές

Σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες αποθήκευσης, το πράσινο υδρογόνο, που παράγεται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, είναι ήδη οικονομικά αποδοτικό για αποθήκευση ενέργειας μακράς διάρκειας. Για παράδειγμα, η ανάλυση δείχνει ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πιο οικονομικές για διάρκεια οκτώ ωρών ή μικρότερη, ενώ το πράσινο υδρογόνο είναι οικονομικά αποδοτικό για μεγαλύτερη διάρκεια, από 12 ώρες έως ημέρες, εβδομάδες, μήνες ή ακόμα και εποχές.

Ως καύσιμο, το υδρογόνο έχει φτάσει σε παρόμοιο σημείο καμπής στην καμπύλη κόστους όπως οι μπαταρίες αέρα, ηλιακών και ιόντων λιθίου, λέει ο Ducker. Το κόστος παραγωγής, αποθήκευσης και μεταφοράς πράσινου υδρογόνου ήταν ένα σημαντικό εμπόδιο για την ευρεία υιοθέτησή του ως καυσίμου χωρίς άνθρακα. Καθώς το κόστος μειώνεται, το υδρογόνο γίνεται ακόμα πιο αποτελεσματικό ως λύση αποθήκευσης ενέργειας. Η βιομηχανία έχει στη διάθεσή της μια ποικιλία εργαλείων για να αυξήσει την προσιτή τιμή.

Ο Ducker πιστεύει ότι βρισκόμαστε στα πρόθυρα της απαραίτητης προόδου, σημειώνοντας αρκετούς βασικούς παράγοντες που θα μειώσουν το κόστος παραγωγής και θα δημιουργήσουν την αγορά:

Αύξηση χωρητικότητας

Η κύρια τεχνολογία για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου είναι η ηλεκτρόλυση, η οποία χρησιμοποιεί ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για τη μετατροπή του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. Η διαδικασία είναι δαπανηρή επειδή η κλίμακα παραγωγής παραμένει σχετικά μικρή — ακόμη και οι μεγαλύτερες εγκαταστάσεις που έρχονται αυτή τη στιγμή στο διαδίκτυο αναμένουν να παράγουν λιγότερα από 25 μεγαβάτ.

Ακριβώς όπως η ζήτηση για αιολική ενέργεια ώθησε τους κατασκευαστές ανεμογεννητριών να προχωρήσουν από μικρότερες ανεμογεννήτριες 1 μεγαβάτ σε μοντέλα 5 και 10 μεγαβάτ, η αυξανόμενη ανάγκη για πράσινο υδρογόνο για την επίτευξη των καθαρών μηδενικών στόχων θα ωθήσει τους κατασκευαστές ηλεκτρολύτη να κατασκευάσουν μεγαλύτερες μονάδες και να κλιμακώσουν παραγωγή.

«Ο κόσμος δεν χρειάστηκε ποτέ ξανά συσκευή ηλεκτρολύτη 200 μεγαβάτ», λέει ο Ντάκερ. Αλλά γίνεται τώρα. Καθώς η παραγωγική ικανότητα αυξάνεται, το κόστος θα μειωθεί.

Σε εκείνο το σημείο, το 2021 η Green Hydrogen Coalition σε συνδυασμό με το Υπουργείο Νερού και Ηλεκτρισμού του Λος Άντζελες (LADWP) και άλλους βασικούς εταίρους κυκλοφόρησε το HyDeal LA να επιτύχει προμήθεια πράσινου υδρογόνου σε κλίμακα 1.50 $/κιλό στη λεκάνη του Λος Άντζελες έως το 2030.

Βελτίωση της παραγωγικής αποδοτικότητας

Οι βιομηχανίες αιολικής, ηλιακής ενέργειας και μπαταριών κέρδισαν οικονομίες κλίμακας καθώς αύξησαν την παραγωγή. Συγκεκριμένα, η αυτοματοποίηση της παραγωγής μείωσε σημαντικά το κόστος κατασκευής.

Ο Ντάκερ αναμένει ότι κάτι παρόμοιο θα συμβεί για το υδρογόνο. Η πρόοδος στον αυτοματισμό και τις μεθόδους παραγωγής χαμηλού κόστους θα δημιουργήσει έναν κύκλο στον οποίο αυτές οι αποδόσεις μειώνουν το κόστος, οδηγώντας σε μεγαλύτερες επενδύσεις και παραγωγή, ενισχύοντας την προσφορά και δημιουργώντας περαιτέρω αποδοτικότητες - όλα αυτά μειώνουν περαιτέρω το κόστος, συμβάλλοντας στην αύξηση της υιοθέτησης.

Αγκαλιάζοντας τις τεχνολογικές εξελίξεις

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου. Ως αποτέλεσμα, οτιδήποτε μειώνει το κόστος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αυξάνοντας παράλληλα τη διαθεσιμότητά τους - για παράδειγμα, βελτιώσεις κλίμακας και απόδοσης για ηλιακή και αιολική ενέργεια - βοηθά στην οικονομία του πράσινου υδρογόνου.

Επιπλέον, οι νέες τεχνολογίες που μετατρέπουν τους αεριοστρόβιλους να λειτουργούν με πράσινο υδρογόνο θα δημιουργήσουν ζήτηση για αυτό από παραγωγούς ηλεκτρικής ενέργειας που έχουν δεσμευτεί να μειώσουν τις εκπομπές τους, οδηγώντας έτσι σε αύξηση της παραγωγής. Η αυξημένη προσφορά με τη σειρά της μπορεί να καταστήσει διαθέσιμες μεγάλες ποσότητες αποθηκευμένου πράσινου υδρογόνου για ενεργοβόρες βιομηχανίες που είναι δύσκολο να απανθρακοποιηθούν, όπως οι μεταφορές, ο χάλυβας και το σκυρόδεμα. Ομοίως, οι βελτιώσεις του συστήματος σε έναν τομέα μπορούν να μεταφραστούν σε άλλους τομείς.

Άλλοι μοχλοί που μπορούν να τονώσουν την παραγωγή

Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που μπορούν επίσης να συμβάλουν σε χαμηλότερο κόστος, από τα κίνητρα πολιτικής για τους παραγωγούς υδρογόνου έως τις φορολογικές ελαφρύνσεις για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η ανάπτυξη πολιτικής για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σε περιφερειακή βάση μπορεί επίσης να οδηγήσει στη μείωση του κόστους, αυξάνοντας τις βάσεις πελατών και αξιοποιώντας περαιτέρω τις οικονομίες κλίμακας.

Καθώς ενισχύεται η εξίσωση κόστους-οφέλους γύρω από το πράσινο υδρογόνο, αυτά τα είδη κινήτρων και συμφωνιών θα επιταχύνουν περαιτέρω την εξέλιξή του. «Οι περισσότερες από τις τεχνολογίες καθαρής ενέργειας με τις οποίες εργαζόμαστε έχουν πέσει στην καμπύλη κόστους πιο γρήγορα από ό,τι πίστευε κανείς», λέει ο Bhatt.

ΣΧΕΤΙΚΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ

Μπορεί η πυρηνική σύντηξη να μας δώσει απεριόριστες εκπομπές ενέργειας;

Συμβουλές για νέους μηχανικούς: Αγκαλιάστε τη σημερινή πράσινη τεχνολογική ευκαιρία

Από την επιστημονική φαντασία στον εργοστασιακό όροφο: Αυτά τα 3 ρομπότ κάνουν τα logistics ασφαλέστερα

Τα στοιχεία που βρίσκονται υπό τον έλεγχο του κλάδου, όπως οι τεχνολογικές εξελίξεις και οι οικονομίες κλίμακας, είναι ευκολότερο να προβλεφθούν από τις κρατικές επιδοτήσεις. Όμως, το καθαρό μέλλον με μηδενικό άνθρακα στον κόσμο εξαρτάται από όλους αυτούς τους συντελεστές, τόσο για την επίλυση των τεχνικών προκλήσεων της πρωτοποριακής καινοτομίας όσο και για τη βελτίωση της οικονομίας αρκετά ώστε να ωθήσει τη χρήση νέων τεχνολογιών. Ευτυχώς, όλα αυτά τα στοιχεία βρίσκονται σε εξέλιξη και η πρόοδος σε κάθε μέτωπο προσφέρει λόγους αισιοδοξίας.

Σχετικά με τον Συγγραφέα

Η Mitsubishi Power Americas είναι μια μάρκα λύσεων ισχύος της Mitsubishi Heavy Industries.