אנחנו יכולים לשפר את הכלכלה של קלינטק חדש - כמו שעשינו עם אנרגיה מתחדשת

מאת מיצובישי פאוור אמריקה

כיום נוצר קונצנזוס עולמי סביב הצורך בהפחתת פחמן. אבל יש נקודת תקלה: עלות.

עמידה ביעדי האקלים תדרוש פתרונות ברי קיימא, מה שאומר שהם חייבים לספק כלכלה איתנה יחד עם פליטות נמוכות או ללא פליטות. כדי להבטיח אימוץ נרחב ובזמן, אפשרויות כגון מימן נקי חייבות להיות נגישות, אמינות ובמחיר סביר.

לתעשיית החשמל יש את הכלים העומדים לרשותה לגרום לזה לקרות.

למגזר יש רקורד ארוך ומוצלח יותר בפיתוח ומסחור של טכנולוגיות נקיות ממה שהוא מקבל קרדיט עבורם, אומר מייקל דוקר, סגן נשיא בכיר לתשתיות מימן עבור מיצובישי פאוור אמריקה ונשיא Advanced Clean Energy Storage I, מרכז מימן שנמצא בתהליך דלתא, יוטה. הוא מציין שההיסטוריה של מגזר האנרגיה המתחדשת של ימינו מספרת את סיפורן של תעשיות הפועלות יחד כדי לפתור בעיות של קנה מידה, יעילות ועלות, מה שאפשרו שוק צומח לחדשנות נחוצה.

זו היסטוריה ששווה לחזור עליה.

מוריד את העלות

בין 2005 ל-2020, קצב הפליטות השנתי של מגזר החשמל בארה"ב ירד באופן דרמטי - א. שיפור של 40%. הטכנולוגיות שהניעו את ההוזלות עקבו אחר דפוס דומה: ברגע שמחירה של טכנולוגיה חדשה הופך נמוך מספיק כדי להצדיק אימוץ, הביקוש מתחיל והטכנולוגיה ממריאה.

"אם אנחנו צריכים להגיע לאפס נטו במסגרת הזמן של 2050 בתחום החשמל, זה בר ביצוע. אבל אנחנו לא יכולים להיות שאננים בשום צורה". - דרומי בהט, סגן נשיא למודיעין ואסטרטגיית שוק, מיצובישי פאוור אמריקה

שקול אנרגיה סולארית. מאז 2010, העלות של מערכות פוטו-וולטאיות בקנה מידה שירות יש נפל 82%, המניע את קיבולת השמש המותקנת בעולם מכ-40 ג'יגה וואט באותה שנה ליותר מ 700 Gigawatts ב 2020.

המחיר והאימוץ של סוללות ליתיום-יון מציגים א קשר הפוך דומה. מחירי הסוללות ירדו ב-85% בין 2010 ל-2018, בעוד ייצור המכוניות החשמליות העולמי גדל באופן דרמטי, ממספרים זניחים לסך של יותר משבעה מיליון מכוניות על הכביש ב-2019.

דינמיקה זו התרחשה גם עם מפעלי מחזור משולב של טורבינות גז כאשר מחיר הגז הטבעי ירד. בין 2005 ל-2020, המחיר צנח 80%.

הלקח להיום הוא זה: "אם אנחנו צריכים להגיע לאפס נטו במסגרת הזמן של 2050 בתחום החשמל, זה בר ביצוע", אומר דרומי בהט, סגן נשיא למודיעין ואסטרטגיה של שוק במיצובישי פאוור אמריקה. "אבל אנחנו לא יכולים להיות שאננים בשום צורה - אנחנו צריכים להמשיך להניע יעילות עם תחושת דחיפות אמיתית כדי להישאר על המסלול".

כלים המעודדים עלות נוחה

בהשוואה לטכנולוגיות אחסון אחרות, מימן ירוק, המיוצר באנרגיה מתחדשת, כבר חסכוני עבור אחסון אנרגיה לאורך זמן. לדוגמה, ניתוח מראה שסוללות ליתיום-יון הן חסכוניות ביותר עבור משך זמן של שמונה שעות או פחות, בעוד מימן ירוק הוא חסכוני עבור משכים ארוכים יותר, מ-12 שעות ועד ימים, שבועות, חודשים או אפילו עונות.

כדלק, המימן הגיע לנקודת פיתול דומה בעקומת העלות כמו שיש לסוללות הרוח, השמש והליתיום-יון, אומר דאקר. העלות לייצור, אחסון והובלה של מימן ירוק היוותה מכשול עיקרי לאימוץ נרחב כדלק מופחת. ככל שהעלות יורדת, המימן הופך ליעיל עוד יותר כפתרון אחסון אנרגיה. לרשות התעשייה מגוון כלים להנעת סבירות.

דאקר מאמין שאנחנו על סף ההתקדמות הדרושה, ומציין כמה גורמים מרכזיים שיפחיתו את עלויות הייצור ויבנו את השוק:

הגדלת יכולת

הטכנולוגיה העיקרית לייצור מימן ירוק היא אלקטרוליזה, המשתמשת בכוח מתחדש כדי להמיר מים למימן ולחמצן. התהליך יקר מכיוון שהיקף הייצור נותר קטן יחסית - אפילו המתקנים הגדולים ביותר שמגיעים לאינטרנט מצפים להפיק פחות מ-25 מגה וואט.

בדיוק כפי שהביקוש לכוח רוח גרם ליצרני טורבינות הרוח להתקדם מטורבינות קטנות יותר של 1 מגה-וואט לדגמים של 5 ו-10 מגה-וואט, הצורך הגובר במימן ירוק כדי לסייע בעמידה ביעדי אפס נטו ידרבן את יצרני האלקטרוליזים לבנות יחידות גדולות יותר ולהרחיב את גודלן. הפקה.

"העולם מעולם לא נזקק לאלקטרוליזר של 200 מגה וואט לפני כן", אומר דאקר. אבל זה קורה עכשיו. ככל שכושר הייצור יגדל, העלויות יירדו.

עד לנקודה זו, בשנת 2021 קואליציית המימן הירוק בשיתוף עם מחלקת המים והכוח של לוס אנג'לס (LADWP) ושותפים מרכזיים אחרים השיקה את HyDeal LA להשיג רכש מימן ירוק בקנה מידה של 1.50$ לק"ג באגן לוס אנג'לס עד שנת 2030.

שיפור יעילות הייצור

תעשיות הרוח, השמש והסוללה תפסו יתרונות לגודל כשהם הגדילו את הייצור. בפרט, אוטומציה של הייצור הפחיתה משמעותית את עלות הייצור.

דאקר מצפה שמשהו דומה יקרה למימן. התקדמות באוטומציה ושיטות ייצור בעלות נמוכה תיצור מחזור שבו היעילות הזו מורידה עלויות, תוביל להשקעה וייצור גדול יותר, להגברת ההיצע וליצירת התייעלות נוספת - כל אלה מקטינים את העלויות עוד יותר, ועוזרים להגדיל את האימוץ.

אימוץ ההתקדמות הטכנולוגית

כוח מתחדש הוא קריטי להפקת מימן ירוק. כתוצאה מכך, כל דבר שמוריד את עלויות האנרגיה המתחדשת תוך הגדלת זמינותם - למשל, שיפורי קנה מידה ויעילות עבור שמש ורוח - עומד לסייע לכלכלת המימן הירוק.

יתרה מכך, טכנולוגיות חדשות הממירות טורבינות גז להפעלת מימן ירוק ייצרו לו ביקוש מיצרני חשמל המחויבים להפחית את הפליטות שלהם, ובכך יובילו לייצור מוגבר. אספקה ​​מוגברת בתורה יכולה להפוך כמויות גדולות של מימן ירוק מאוחסן לזמינות עבור תעשיות עתירות אנרגיה שקשה לבצע פירוק פחמן, כגון תחבורה, פלדה ובטון. באופן דומה, שיפורי מערכת במגזר אחד יכולים לתרגם למגזרים אחרים.

מנופים אחרים שיכולים לדרבן ייצור

ישנם גורמים נוספים שיכולים גם לתרום להורדת עלויות, מתמריצי מדיניות ליצרני מימן ועד הטבות מס לשימוש באנרגיה מתחדשת. פיתוח מדיניות אנרגיה מתחדשת על בסיס אזורי יכול להניע גם הפחתת עלויות, על ידי הגדלת בסיסי הלקוחות וניצול יתרון נוסף של יתרונות גודל.

ככל שמשוואת העלות-תועלת סביב מימן ירוק מתחזקת, סוגים אלה של תמריצים והסכמים יאיץ עוד יותר את התפתחותו. "רוב טכנולוגיות האנרגיה הנקייה שאנו עובדים איתן ירדו בעקומת העלויות מהר יותר ממה שמישהו חשב שיעשו", אומר בהט.

תוכן קשור

האם היתוך גרעיני יכול לתת לנו אנרגיה נטולת פליטות ללא הגבלה?

עצה למהנדסים צעירים: אמצו את ההזדמנות הירוקה של היום

ממדע בדיוני ועד לקומת המפעל: שלושת הרובוטים האלה הופכים את הלוגיסטיקה לבטוחה יותר

קל יותר לחזות את המרכיבים שנמצאים בשליטת התעשייה, כמו התקדמות טכנולוגית ויתרונות גודל, מאשר סובסידיות ממשלתיות. אבל עתיד העולם ללא פחמן נטו תלוי בכל התורמים הללו, הן כדי לפתור את האתגרים הטכניים של חדשנות פורצת דרך והן כדי לשפר את הכלכלה מספיק כדי לדרבן את השימוש בטכנולוגיות חדשות. למרבה המזל, כל המרכיבים הללו נמצאים בעיצומם, וההתקדמות בכל חזית מציעה סיבה לאופטימיות.

על הסופר

Mitsubishi Power Americas הוא מותג פתרונות כוח של מיצובישי Heavy Industries.