De mogelijkheden van waterstof zijn het onderwerp van opgewonden discussie over de hele wereld - en over de politieke kloof van Australië, notoir in oorlog over het energiebeleid.

Op vrijdag zal de Australische hoofdwetenschapper Alan Finkel een nationale strategie voor waterstof presenteren om te verklaren:grondgebied en de federale ministers van Energie. Finkel zal naar verwachting een plan schetsen waarin prioriteit wordt gegeven aan de export van waterstof als een winstgevende manier om de uitstoot te verminderen.

Het is te hopen dat de strategie agressief is, in plaats van timide. Ambitie is de sleutel tot het verlagen van de energiekosten. Australië zou beter kunnen streven naar 200% hernieuwbare energie of meer.

Het is waarschijnlijk dat de nationale strategie demonstratieprojecten zal bevatten om de haalbaarheid van nieuwe technologie te testen, kosten verlagen, en manieren vinden om het risico van investeringen in infrastructuur te delen tussen overheid en bedrijfsleven.

Er zijn nog een aantal drempels. Bestaande gaspijpleidingen kunnen worden gebruikt om waterstof naar eindgebruikers te transporteren, maar de huidige wetten zijn onbetaalbaar, mechanismen zoals "certificaten van oorsprong" zijn vereist, en er zijn nog steeds belangrijke technologische problemen, met name de kosten van elektrolyse.

Deze kwesties roepen vragen op over hoe een grote waterstofeconomie er werkelijk uitziet. Het kan vermoedens wekken dat dit slechts de laatste energiedroom is. Maar ons onderzoek bij de Australisch-Duitse Energy Transition Hub stelt dat een ambitieuze aanpak beter is dan een voorzichtige.

Agressief streven naar waterstofexport zal de kosten van de binnenlandse energievoorziening verlagen en een basis vormen voor nieuwe exportindustrieën, zoals groen staal, in een koolstofarme wereld.

Optimale systemen kosten minder

We gebruikten optimalisatiemodellering om te onderzoeken hoe een grote waterstofindustrie in Australië zou kunnen uitrollen. We wilden identificeren waar grote fabrieken voor elektrolyse zouden kunnen worden gebouwd, gevraagd of de bestaande nationale elektriciteitsmarkt de stroom moet leveren, en keek naar het effect op de kosten van het systeem en, uiteindelijk, betaalbaarheid van energie.

Onze resultaten laten zien dat de locaties voor toekomstige investeringen in waterstofinfrastructuur voornamelijk zullen worden bepaald door hun kapitaalkosten, het aandeel van wind- en zonne-opwekking en het vermogen van elektrolysers om het systeem responsief van energie te voorzien, en de omvang van de waterstofproductie.

We hebben ook potentiële demonstratieprojecten in heel Australië geïdentificeerd, zoals:

• grootschalige productie van vloeibare waterstof en export vanuit de Pilbara in West-Australië
• waterstof ter ondersteuning van de staalproductie in Zuid-Australië
• waterstof injecteren in de gasnetwerken in Victoria en de industrie en elektriciteitsopwekking ondersteunen
• waterstof als transportbrandstof voor grote gebruikers zoals vrachtwagens, bussen en veerboten in New South Wales, en
• waterstof om ammoniak te produceren in een bestaande fabriek in Queensland.

Een op export gerichte economie

Als we aannemen dat elektrolysers duur blijven, ongeveer $ 1, 800 per kilowatt, en de hele tijd op bijna vollast moeten draaien, het resultaat zijn grote waterstofexporterende hubs in het hele land, gebouwd in de buurt van hoogwaardige zonne- en windenergiebronnen. Ideale locaties liggen vaak ver van het nationale energienet, zoals in West-Australië en Noordelijk Territorium, of op relatief kleine schaal in Zuid-Australië of Tasmanië.

Er is veel discussie over de huidige kosten van elektrolyse, maar men is het erover eens dat schaalvoordelen deze kosten aanzienlijk zullen verminderen - tot wel een orde van grootte. Dit is vergelijkbaar met de kostenbesparingen die we hebben gezien bij zonne-energie en batterijen.

Deze infrastructuur vereist een aantal grote investeringen. Echter, onze modellering laat zien dat als Australië in 2050 200% van onze energiebehoefte produceert, het overschot exporteren, we zien grote dalingen in systeemkosten en lagere energiekosten voor heel Australië. Als Australië 400 Terrawattuur waterstofenergie kan produceren voor export, modelleringsresultaten laten zien dat de gemiddelde energiekosten met meer dan 30% kunnen worden verlaagd.

De drijvende factor is ons ambitieniveau. Hoe meer we leunen op het koolstofarm maken van onze economie met groene energie, hoe verder de kosten dalen. De besparingen van het geïntegreerde en geoptimaliseerde gebruik van elektrolyzers in een hernieuwbare-zware nationale elektriciteitsmarkt wegen zwaarder dan de kosten van het bouwen van grote hernieuwbare bronnen op afgelegen locaties.

Een grote waterstofexportindustrie zou zowel substantiële exportinkomsten als substantiële voordelen voor de binnenlandse economie kunnen genereren.

Opsommen, de afbeelding hierboven toont twee mogelijke waterstoftoekomsten voor Australië.

In de eerste, Australië heeft geen klimaatacties en de kosten van elektrolyse blijven hoog met beperkte schaalvoordelen, en we exporteren vanuit belangrijke externe hubs zoals de Pilbara.

In de andere, ambitie neemt toe en kosten dalen, en de waterstofexportindustrie wordt aangesloten op het nationale elektriciteitsnet, zowel de export van hernieuwbare energie als voordelen voor het net. Dit bevordert ook het gebruik van waterstof op de binnenlandse markt. Australië omarmt een echte hernieuwbare economie en een nieuw hoofdstuk van grote energie-export begint.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.