Vätgas kan bli en betydande del av Australiens energilandskap under det kommande decenniet, tävlar med både naturgas och batterier, enligt en ny CSIRO -färdplan för branschen.

Vätgas är en mångsidig energibärare med många olika användningsområden. Dock, väte är inte fritt tillgängligt i atmosfären som en gas. Det kräver därför en energiinsats och en rad tekniker för att producera, lagra och sedan använda den.

Varför skulle vi bry oss? Eftersom väte har flera fördelar jämfört med andra energibärare, som batterier. Det är en enda produkt som kan betjäna flera marknader och, om de produceras med energikällor med låga eller nollutsläpp, det kan hjälpa oss att avsevärt minska utsläppen av växthusgaser.

Jämfört med batterier, väte kan frigöra mer energi per massaenhet. Det betyder att till skillnad från eldrivna batteridrivna bilar, det kan tillåta personbilar att täcka längre sträckor utan tankning. Tankning går också snabbare, och kommer sannolikt att förbli så.

Fördelarna är potentiellt ännu större för tunga fordon som bussar och lastbilar som redan bär tunga laster, och där långa batteriladdningstider kan påverka affärsmodeller.

Väte kan också spela en viktig roll vid energilagring, vilket kommer att bli alltmer nödvändigt både i fjärroperationer som gruvor, och som en del av elnätet för att hjälpa till att jämna ut bidraget från förnybara energikällor som vind och sol. Detta skulle kunna fungera genom att använda överskottet av förnybar energi (när produktionen är hög och/eller efterfrågan är låg) för att driva väteproduktion via elektrolys av vatten. Vätet kan sedan lagras som komprimerad gas och sättas in i en bränslecell för att generera el vid behov.

Australien är starkt beroende av importerade flytande bränslen och har för närvarande inte tillräckligt med flytande bränsle i reserv. Att gå mot vätebränsle kan eventuellt lindra detta problem. Väte kan också användas för att producera industrikemikalier som ammoniak och metanol, och är en viktig ingrediens i petroleumraffinering.

Ytterligare, eftersom väte brinner utan utsläpp av växthus, det är ett av få hållbara gröna alternativ till naturgas för att generera värme.

Vår färdplan förutspår att den globala marknaden för väte kommer att växa under de kommande decennierna. Bland de potentiella köparna av australiensiskt väte skulle vara Japan, som är jämförelsevis begränsad i sin förmåga att generera energi lokalt. Australiens omfattande naturresurser, nämligen solenergi, vind, fossila bränslen och tillgänglig mark är gynnsamt för etableringen av väteexportförsörjningskedjor.

Varför anamma väte nu?

Med tanke på dess utbredda användning och fördel, Intresset för "väteekonomin" har nått sin topp och sjunkit under de senaste decennierna. Varför kan det vara annorlunda den här gången? Även om huvudmotiveringen är vätgas förmåga att leverera koldioxidsnål energi, Det finns ett par andra faktorer som skiljer dagens situation från tidigare år.

Vår analys visar att vätgasvärdekedjan nu stöds av en serie mogna teknologier som är tekniskt klara men ännu inte kommersiellt gångbara. Det betyder att berättelsen kring väte nu har flyttat från en teknikutveckling till "marknadsaktivering".

Solpanelindustrin ger ett senaste prejudikat för denna typ av spirande energiindustri. Storskaliga solgårdar genererar nu attraktiv avkastning på investeringar, utan hjälp från regeringen. En av de viktigaste faktorerna som gjorde det möjligt för solenergi att nå denna vändpunkt var ökningen av produktionsskalor, särskilt i Kina. I synnerhet, Kina har nyligen framträtt som en förespråkare för väte, öronmärkt dess användning i både transport och distribuerad elproduktion.

Men medan solenergi kan komma in på en marknad med färdig infrastruktur (elnätet), fallet är mindre enkelt för väte. Tekniken för att hjälpa till att producera och distribuera väte kommer att behöva utvecklas i samklang med applikationerna själva.

En färdplan för väte

I ljuset av detta, det primära syftet med CSIRO:s National Hydrogen Roadmap är att tillhandahålla en plan för utvecklingen av en vätgasindustri i Australien. Med flera aktiviteter redan igång, det är utformat för att hjälpa industrin, regering och forskare bestämmer exakt var de ska fokusera sin uppmärksamhet och investeringar.

Vårt första steg var att beräkna vid vilka prispunkter väte kan konkurrera kommersiellt med andra teknologier. Vi arbetade sedan baklänges längs värdekedjan för att förstå de nyckelområden för investeringar som behövs för att vätgas ska uppnå konkurrenskraft på var och en av de identifierade potentiella marknaderna. Efter detta, vi modellerade den kumulativa effekten av investeringsprioriteringarna som skulle vara genomförbara i eller runt 2025.

Det som blev uppenbart från rapporten var att möjligheten för rent väte att konkurrera positivt på kostnadsbasis med befintliga industriella råvaror och energibärare i lokala applikationer som transporter och elsystem i avlägsna områden är inom räckhåll. På uppströms sidan, några av de viktigaste drivkrafterna bakom kostnadsminskningar inkluderar tillgången på billig el med låga utsläpp, tillgångens användning och storlek.

Utvecklingen av en exportindustri, under tiden, är en potentiell växlare för väte och den bredare energisektorn. Även om denna industri inte förväntas skala upp förrän närmare 2030, detta kommer att möjliggöra lokalisering av leveranskedjor, industrialisering och till och med automatisering av tekniktillverkning som kommer att bidra till betydande minskningar av kapitalkostnaderna för tillgångar. Det kommer också att möjliggöra utvecklingen av väte som härrör från fossila bränslen med kolavskiljning och lagring, och sätta tryck nedåt på kostnader för förnybar energi för storskalig väteproduktion via elektrolys.

Mot bakgrund av globala trender inom industrin, energi och transporter, utvecklingen av en vätgasindustri i Australien representerar en verklig möjlighet att skapa nya tillväxtområden i vår ekonomi. Välsignad med oöverträffade resurser, en kvalificerad arbetskraft och etablerad tillverkningsbas, Australien är extremt väl lämpad att dra nytta av denna möjlighet. Men det kommer inte att gå av sig självt.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.