Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Grönt väte skulle sannolikt leverera mindre än 1 % av den totala energin globalt 2035, medan EU kan komma att nå 1 %-strecket lite tidigare omkring 2030. I synnerhet EU:s 2030-plan att förse 10 miljoner ton grönt väte med inhemskt väte kapacitet kommer att vara utom räckhåll, om inte beslutsfattare kan främja tillväxt som saknar motstycke för energiteknik. År 2040 är ett genombrott till högre andelar av grönt väte mer troligt, men stora osäkerheter råder, vilket ökar dagens investeringsrisker. Historien visar dock att krisliknande politiska åtgärder kan ge avsevärt högre tillväxthastigheter, påskynda genombrottet och öka sannolikheten för framtida vätetillgång.
Det har väckt en våg av entusiasm under de senaste åren och spelar en avgörande roll för att underlätta många scenarier med nettonollutsläpp:Grönt väte och härledda e-bränslen är baserade på förnybar el och produceras genom en process som kallas elektrolys, spjälkning av vattenmolekyler H2 O till väte och syre.
"Mycket av debatten och forskningen kring väte har kretsat kring efterfrågerelaterade frågor om lämpliga tillämpningar, marknader och sektorer. Men hittills har ingen studie analyserat flaskhalsen för möjliga expansionsvägar för elektrolys - en försörjningsteknik i sin linda som måste upplevas snabb innovation och utbyggnad för att frigöra dess potential för att mildra klimatförändringarna", förklarar huvudförfattaren Adrian Odenweller från Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK). Studien visas i Nature Energy .
Ett genombrott för grönt väte är inte givet. Det krävs beslutsamma politiska åtgärder
Dagens elektrolysatorer är för det mesta små och individuellt tillverkade; Ändå måste den globala kapaciteten växa 6000–8000 gånger till 2050 för att bidra till klimatneutralitetsscenarier som är förenliga med Parisavtalet. Detta överväger den samtidigt erforderliga 10-faldiga ökningen av förnybar energi, som är lättillgänglig och kostnadskonkurrenskraftig.
Med hjälp av en datorsimulering med spridning av energiteknik och utforska tusentals möjliga världar, gjorde forskargruppen en djupdykning i sannolikheten och genomförbarheten av att öka elektrolyskapaciteten.
"Den breda framgången för grönt väte är inte alls givet. Även med elektrolyskapaciteten som växer lika snabbt som vind- och solkraft, finns det starka bevis på kortsiktig brist och långsiktig osäkerhet när det gäller tillgången på grönt väte," PIK säger medförfattaren Falko Ueckerdt. "Båda hindrar investeringar i slutanvändning och infrastruktur för vätgas, minskar potentialen för grönt väte och äventyrar klimatmålen. Trots att detta kan göra grönt väte till en riskabel satsning ur ett politiskt perspektiv, tyder historiska analoger också på att nödlägesliknande politiska åtgärder kan främja avsevärt högre tillväxthastigheter, påskyndar genombrottet och ökar sannolikheten för framtida vätetillgänglighet."
Sådana analoger inkluderar situationer med krigstidsmobilisering (t.ex. amerikanska flygplan eller frihetsfartyg under andra världskriget), av massiva offentliga investeringar och central samordning (t.ex. kärnkraft i Frankrike eller höghastighetståg i Kina), eller av marknadsdriven utbyggnad av mycket modulära IT-innovationer med låga koordinationskrav (t.ex. internetvärdar eller smartphones).
Investera politiskt kapital med växande kunskap, balansera kvarvarande risker
Kunskapen om väte - från tillgänglighet till kostnader - kommer att växa mycket snabbt under de kommande åren, hävdar författarna. Att främja snabba investeringar i försörjningskedjor för grönt väte som möjliggör okonventionellt höga tillväxthastigheter för elektrolys skulle bredda genomförbarhetsutrymmet utöver vad som har erfarits för energianaloger som vind och sol.
"Detta kan bryta den onda cirkeln av osäkert utbud, otillräcklig efterfrågan och ofullständig infrastruktur, och förvandla det till en positiv återkopplingsmekanism, där varje komponent stärker de andra. Kortsiktig brist och långsiktig osäkerhet är två sidor av samma sak. mynt och skulle kunna lösas tillsammans genom starkare politiskt stöd som skapar gemensamma förväntningar på snabb tillväxt", säger medförfattaren Gregory Nemet från University of Wisconsin-Madison.
Poliser som startar en snabb implementering av elektrolysörer som levererar gigawatt-kapacitet under de kommande åren kan hjälpa till att låsa upp betydande innovations- och skalningseffekter och tillåta grönt väte att möta efterfrågan i sektorer som är otillgängliga för direkt elektrifiering, enligt studien. I samband med utbyggnaden av förnybar el kan det hålla fönstret öppet för att nå en bredare och mer framträdande roll för vätgas i ett klimatneutralt energisystem.
Politiker bör dock vara medvetna om att det fortfarande finns en risk för att överskatta potentialen för grönt väte, säger PIK-medförfattaren Gunnar Luderer, "Även under en gynnsam utveckling under överskådlig framtid kommer vätetillförseln att vara alldeles för knapp för att ersätta användningen av fossila bränslen på en politiska beslutsfattare bör prioritera incitament för vätgas i sektorer där det inte finns några andra alternativ, såsom tung industri (t.ex. stål), eller strömförsörjning i timmar med låg vind- och solelproduktion. Vätgas kan dock inte användas som ursäkt för att försena rullningen - av andra lättillgängliga rena alternativ som elektrisk mobilitet eller värmepumpar. För att effektivt minska utsläppen av växthusgaser och begränsa klimatrisker måste vi skala alla viktiga koldioxidfria tekniker med full ansträngning." + Utforska vidare
