CAMBIO CLIMÁTICO

Debemos descarbonizar rápidamente el transporte por carretera, pero el hidrógeno no es la respuesta

El hidrógeno se promociona como futuro combustible, la tecnología juega un papel importante en el plan del gobierno de Morrison para lograr emisiones netas cero para 2050.

A principios de este mes, el gobierno publicó su «futuro combustible»estrategia para reducir las emisiones del sector del transporte, comprometiendo $ 250 millones para invertir en vehículos eléctricos de batería e infraestructura de hidrógeno. Y en septiembre, promete Casi $ 500 millones para el esquema Clean Hydrogen Industrial Hub.

La descarbonización del transporte es fundamental para la lucha por limitar el calentamiento global a 1,5 °C este siglo. Estimamos que la industria contribuye con alrededor del 20 por ciento de las emisiones globales, como dos piscinas olímpicas llenas de combustibles fósiles que se queman cada minuto de cada año.

Pero como investigadores independientes en los campos de las emisiones del transporte y la energía, creemos que el enfoque en el hidrógeno en el transporte por carretera está fuera de lugar.

Pantalla de proyección Si se cumplen los objetivos de reducción de emisiones de todos los países para 2030, el planeta se enfrenta a un aumento catastrófico de 2,4 °C. En la necesidad urgente de reducir rápidamente las emisiones globales para 2030, el hidrógeno no se está desarrollando lo suficientemente rápido para el transporte por carretera de bajas emisiones y no es una alternativa viable a los vehículos eléctricos.

En resumen, hidrógeno

El hidrógeno ya es una parte importante de la economía global, incluso para la producción de fertilizantes y la refinación de petróleo.Esta El gobierno federal ha determinado El hidrógeno como tecnología prioritaria de bajas emisiones, con un enfoque en la infraestructura de reabastecimiento de hidrógeno en las principales rutas de carga y corredores de carreteras de pasajeros.

El primer ministro Scott Morrison dio una vuelta en un automóvil de hidrógeno en el Toyota Hydrogen Center la semana pasada.
Imágenes AAP/James Ross

casi todos El hidrógeno de hoy se produce utilizando combustibles fósiles (gas natural y carbón) y representa aproximadamente el 2% de las emisiones globales. El hidrógeno es limpio y respetuoso con el clima solo si se produce a partir de fuentes de energía renovables, como la solar, la eólica y la hidráulica. Este proceso utiliza la electrólisis para convertir el agua en hidrógeno, acertadamente llamado «hidrógeno verde».

Durante más de 20 años, un defensor del hidrógeno siempre prometo El futuro de la energía limpia. Pero aunque el ritmo de los nuevos proyectos de hidrógeno verde se está acelerando, la mayoría aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo. solo 14 En 2020 se iniciará la construcción de grandes proyectos globales y 34 proyectos se encuentran en etapa de investigación o memorando de entendimiento.

De hecho, el desarrollo de la tecnología del hidrógeno es importante fuera del sector del transporte por carretera, con opciones prometedoras como acero verde Esto reducirá las emisiones y traerá nuevos puestos de trabajo a Australia.



Leer más: La revolución del hidrógeno limpio de Australia es un camino hacia la prosperidad, pero debe estar impulsada por energías renovables


Pero no apostamos por el hidrógeno para el transporte por carretera

Datos de ventas globales para automóviles y vehículos comerciales ligeros, y declaración Las opiniones de los líderes empresariales sugieren que muchos fabricantes de automóviles no están considerando seriamente el hidrógeno como un combustible de transporte viable y rentable.

Por ejemplo, el vehículo de pila de combustible de hidrógeno Honda Clarity, interrumpido Agosto de 2021, «elimina los modelos de bajo rendimiento de su línea».Algunos fabricante Incluso cabildeando para acelerar la transición a los vehículos eléctricos.

El vehículo de pila de combustible de Honda «FCX Clarity» se presentó en Tokio en 2008.
Foto AP/Koji Sasahara

El hidrógeno puede desempeñar un papel más importante en este mercado de camiones de larga distancia, ya que sus supuestos beneficios incluyen autonomías de conducción largas y tiempos de repostaje cortos, que son importantes para la industria.

Pero el hidrógeno compite con los dinámicos y veloces Mercado de camiones eléctricos, lo que indica una mejora significativa y continua en la densidad de energía y el precio de la batería cada año. Además, los fabricantes de camiones, como Daimler, MAN, Renault, Scania y Volvo, ha mostrado Ven un futuro totalmente eléctrico.

En comparación con la tecnología alternativa de camiones eléctricos, los beneficios del hidrógeno que se citan con frecuencia desaparecen.Esto incluye cambio de batería, Que permite Corto tiempo de repostaje, y la autopista electrónica (autopista cargar el vehiculo cuando conducen por él).



Leer más: Es hora de ser realista: en medio de la exageración del hidrógeno, hablemos de lo que realmente funciona


Si bien es cierto que estos sistemas todavía se están probando, por ejemplo, en Europa y EE. UU., tienen una Buenos prospectosPor ejemplo, en julio gobierno del Reino Unido Anuncio de un diseño de £ 2 millones (A $ 3,66 millones) de cables de carga aéreos para alimentar camiones eléctricos en autopistas.

Similar, red de intercambio de batería En China, la red de reabastecimiento de hidrógeno ya es pequeña, aunque el sistema aún está en pañales.

baja eficiencia energética

Un problema fundamental pero pasado por alto con el uso de hidrógeno en el transporte es su ineficiencia energética. El hidrógeno no es una fuente de energía, es un portador de energía. Eso significa que debe generarse, comprimirse o licuarse, transportarse y volver a convertirse en energía útil, y cada paso del proceso genera una enorme pérdida de energía.

De hecho, los automóviles impulsados ​​por hidrógeno tienen un bajo consumo similar. desempeño energético: Solo el 15-30% de la energía disponible en el combustible se utiliza para la conducción real. Compare esto con los vehículos eléctricos de batería, que uso 70-90% de la energía disponible.

En otras palabras, un coche de hidrógeno verde requiere la misma cantidad de energía renovable para recorrer un kilómetro que tres coches eléctricos para recorrer la misma distancia.

Esta es una pregunta muy importante. Cuanta más energía se requiera para el transporte, más energía renovable se necesita producir, mayor será el costo y más difícil será descarbonizar la economía rápidamente y a escala.

Coche eléctrico cargando en la calle
Los vehículos eléctricos son más eficientes energéticamente que los de hidrógeno.
Shutterstock

Creemos que otros tres problemas de hidrógeno, quizás menos conocidos, deberían considerarse seriamente.

Primero, el potencial Fuga significativa Hidrógeno en producción, transporte y uso. El hidrógeno es un gas de efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono, y cualquier pérdida de hidrógeno reduce la eficiencia energética general.

En segundo lugar, las emisiones de hidrógeno de las fugas pueden aumentar contaminación del aire local y regional, puede incluso agotar la capa de ozono en la estratosfera, pero se necesita más investigación en este espacio.

Finalmente, el hidrógeno requiere agua dulce limpia, y también requiere mucha agua.vehículo de una sola pila de combustible de hidrógeno toma aprox. Se necesitan 9 litros de agua limpia y desmineralizada cada 100 kilómetros. Para camiones grandes, esto será más de 50 litros por kilómetro.

Si el agua se produce utilizando agua de mar y plantas de desalinización, se agrega otra pérdida de energía al proceso de producción, lo que reduce aún más la eficiencia energética general.

Centrarse en los vehículos eléctricos

La descarbonización del transporte por carretera requiere un despliegue rápido a gran escala y una estrategia holística que facilite cambios en el comportamiento de viaje cotidiano. Es una apuesta que el futuro suministro de hidrógeno a gran escala de la industria no verá que esto suceda lo suficientemente rápido. Si la actualización a hidrógeno limpio no cumple con las expectativas, también podría generar una dependencia de los combustibles fósiles, así como emisiones adicionales de gases de efecto invernadero.

Necesitamos reducir la demanda de energía y aumentar la eficiencia energética del transporte lo más rápido posible.Esta evidencia existente Demostrar que los vehículos eléctricos a batería son la única tecnología viable que lo hará posible en un futuro próximo.

Para reducir rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero, debemos electrificar el transporte donde sea posible y usar otras opciones, como el hidrógeno verde, donde realmente no podemos, como el transporte marítimo y la aviación de largo alcance. Dependiendo de cómo se desarrollen los esfuerzos de electrificación de camiones, el hidrógeno aún puede desempeñar un papel en los camiones de larga distancia, pero utilizará mucha energía renovable adicional.

El primer paso lógico es convertir la actual producción mundial de hidrógeno basada en combustibles fósiles en hidrógeno verde. Pero el enfoque debe estar en la promoción de vehículos eléctricos en Australia y en todo el mundo.



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Los autores agradecen al profesor Eckard Helmers (Universidad de Ciencias Aplicadas de Trier, Alemania) y al Dr. Paul Walker (Universidad de Tecnología de Sydney) por las discusiones y contribuciones.

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