El hidrógeno ha sido promocionado como el combustible del futuro, y la tecnología se presenta de manera prominente en el plan del gobierno de Morrison para alcanzar emisiones net-cero para 2050.
A principios de 2021, el gobierno dio a conocer su estrategia de "combustibles futuros" para reducir las emisiones en el sector del transporte, cometiendo $ 250 millones para vehículos eléctricos de batería e infraestructura de hidrógeno.Y en septiembre, prometió casi $ 500 millones para el programa Clean Hydrogen Industrial Hubs.
El transporte de descarbonising es crucial en la lucha por limitar el calentamiento global a 1.5?Este siglo.Estimamos que el sector aporta alrededor del 20% de las emisiones mundiales, como quemar dos piscinas de tamaño olímpico llenos de combustibles fósiles por minuto, cada minuto del año.
Pero como investigadores independientes en emisiones y energía de transporte, creemos que el enfoque en el hidrógeno en el transporte por carretera está fuera de lugar.
Hyundai NEXO runs on hydrogen.SuppliedLas proyecciones muestran si se cumplen los objetivos de reducción de emisiones de todas las naciones, el planeta estará en camino de calentar por un catastrófico 2.4?.En esta necesidad apremiante de reducir rápidamente las emisiones globales antes de 2030, el desarrollo de hidrógeno para el transporte por carretera de bajos emisiones no sucederá lo suficientemente rápido, y no plantea una alternativa viable a los vehículos eléctricos.
Hidrógeno en pocas palabras
El hidrógeno ya es una parte importante de la economía global, incluso para la producción de fertilizantes y en refinación de petróleo.El gobierno federal ha identificado el hidrógeno como una tecnología de baja emisión de baja prioridad para desarrollarse más, con un enfoque en la infraestructura de reabastecimiento de combustible de hidrógeno para las principales rutas de carga y corredores de carreteras de pasajeros.
Casi todo el hidrógeno hoy en día se produce utilizando combustibles fósiles (gas natural y carbón), y esto representa aproximadamente el 2% de las emisiones globales.El hidrógeno es limpio y es amigable con el clima solo si se produce a partir de fuentes de energía renovables, como solar, eólica e hidro.Este proceso utiliza la electrólisis para convertir el agua en hidrógeno, y se llama acertadamente "hidrógeno verde".
Durante más de 20 años, los defensores de hidrógeno han prometido un futuro de energía limpia.Pero mientras el ritmo de nuevos proyectos de hidrógeno verde se está acelerando, la mayoría todavía se encuentra en una etapa temprana de desarrollo.Solo 14 proyectos principales en todo el mundo comenzaron la construcción en 2020, mientras que 34 se encuentran en un estudio o memorando de la etapa de comprensión.
El desarrollo de la tecnología de hidrógeno es, de hecho, importante fuera del sector del transporte por carretera, con opciones prometedoras como el acero verde que reducirán las emisiones y traerán nuevos trabajos australianos..
Toyota Hydrogen engineSupplied Toyota MediaPero no estamos apostando por hidrógeno para el transporte por carretera
Los datos de ventas globales para automóviles y vehículos comerciales ligeros, junto con declaraciones de líderes corporativos, sugieren que muchos fabricantes de vehículos no consideran seriamente el hidrógeno un combustible de transporte viable y lucrativo.
El vehículo de celdas de combustible de hidrógeno Honda Clarity, por ejemplo, dejó de producirse en agosto de 2021 para "recortar modelos de bajo rendimiento de su alineación".Algunos fabricantes incluso están presionando para una transición más rápida a los automóviles eléctricos.
El hidrógeno puede desempeñar un papel más importante en el mercado de camiones de larga distancia, ya que sus beneficios establecidos incluyen un rango de manejo largo y tiempos de reabastecimiento de combustible, que son importantes para este sector.
Pero el hidrógeno compite con un mercado de camiones eléctricos dinámicos y de rápido movimiento, que muestra mejoras anuales significativas y continuas en la densidad de energía de la batería y los precios.Además, los fabricantes de camiones, como Daimler, Man, Renault, Scania y Volvo, han indicado que ven un futuro totalmente eléctrico.
Los beneficios a menudo establecidos de la disipación de hidrógeno en comparación con la tecnología alternativa de camiones eléctricos.Esto incluye intercambio de baterías, que permite tiempos de reabastecimiento de combustible cortos y el desarrollo de vías electrónicas (carreteras que recargan automáticamente los vehículos cuando lo conducen).
Si bien es cierto que estos sistemas todavía se están probando en, por ejemplo, Europa y los Estados Unidos, tienen una perspectiva prometedora.Por ejemplo, en julio, el gobierno del Reino Unido anunció £ 2 millones (A $ 3.66 millones) para diseñar cables de carga aérea que alimentarían camiones eléctricos en una autopista.
Del mismo modo, la red de intercambio de baterías en China ya eclipsa la red de reabastecimiento de combustible de hidrógeno, aunque el sistema aún está en pañales.
Hydrogen fuel cell cars could one day challenge electric cars in the race for pollution-free roads but only if more stations are built to fuel them.AP Lee Jin-ManBaja eficiencia energética
Un problema pasado por alto pero fundamental con el uso de hidrógeno en el transporte es su baja eficiencia energética.El hidrógeno no es una fuente de energía, es un portador de energía.Esto significa que debe generarse, comprimirse o licuarse, transportar y convertirse en energía útil, y cada paso del proceso incurre en una pérdida de energía sustancial.
De hecho, los vehículos de hidrógeno y los vehículos que funcionan con gasolina o diesel tienen un rendimiento de energía igualmente bajo: solo el 15-30% de la energía disponible en los combustibles se utiliza para la conducción real..Compare esto con los vehículos eléctricos de batería, que usan el 70-90% de la energía disponible.
En otras palabras, la cantidad de energía renovable requerida para que un vehículo de hidrógeno verde conduzca un kilómetro es la misma que se requiere para tres vehículos eléctricos para conducir la misma distancia..
Este es un tema muy importante.Cuanta más energía se requiere para el transporte, más energía renovable debe generarse, y mayor será el costo y más difícil es descarbonizar la economía rápidamente y a escala.Hay otros tres problemas, quizás menos conocidos, con el hidrógeno que creemos que deberían considerarse seriamente.
Primero, el potencial de una fuga significativa de hidrógeno durante la 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 por fuga pueden aumentar a la contaminación del aire local y regional, e incluso pueden agotar la capa de ozono en la estratosfera, pero se necesita más investigación en este espacio.
Y finalmente, el hidrógeno necesita agua fresca y limpia y mucho.Un solo automóvil de celda de combustible de hidrógeno requiere aproximadamente 9 litros de agua limpia y desmineralizada por cada 100 km conducido.Para un camión grande, esto sería más de 50 litros por kilómetro.
Si se utilizaran agua de mar y plantas de desalinización para producir el agua, se agregaría otra pérdida de energía al proceso de producción, penalizando aún más la eficiencia energética..
Centrarse en los vehículos eléctricos
La descarbonising Road Transport debe ser rápida, desplegarse a escala y requiere una estrategia holística que promueva los cambios en el comportamiento de viaje cotidiano.Las apuestas sobre la disponibilidad de hidrógeno a gran escala para este sector no verán que esto suceda lo suficientemente rápido.También corre el riesgo de bloquear la dependencia de los combustibles fósiles, y sus emisiones adicionales de gases de efecto invernadero, si aumentan el hidrógeno limpio no alcanzan las expectativas.
Necesitamos minimizar la demanda de energía y mejorar la eficiencia energética en el transporte tanto como sea posible y lo más rápido posible..La evidencia disponible sugiere que los vehículos eléctricos de batería son la única tecnología factible que puede lograr esto en el futuro cercano.
Para una reducción rápida en las emisiones de gases de efecto invernadero, debemos electrificar el transporte donde podamos, y usar otras opciones como el hidrógeno verde donde realmente no podemos, como el envío de largo alcance y la aviación.Y dependiendo de cómo se desarrollen los esfuerzos de electrificación de camiones, el hidrógeno aún puede tener un papel en el transporte de larga distancia, pero utilizará una gran cantidad de energía renovable adicional.
Un primer paso lógico es convertir la producción global actual de hidrógeno a base de combustible fósil a hidrógeno verde.Pero el enfoque debe estar en implementar vehículos eléctricos en toda Australia y, de hecho, el mundo.
Los autores agradecen las discusiones y las contribuciones hechas por el profesor Eckard Helmers (University of Applied Sciences Trier, Alemania) y el Dr. Paul Walker (Universidad Tecnológica Sydney).
Robin Smit, profesor asociado adjunto, Universidad de Tecnología Sydney;Enoch Zhao, candidato a doctorado, Universidad de Tecnología Sydney y Hussein Dia, profesor de movilidad urbana futura, Universidad Tecnológica de Swinburne
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