science >> Wetenschap >  >> Elektronica

China is op jacht naar de suprematie in de wereldwijde race op het gebied van groene waterstof. Zal het de dromen van Australië verbrijzelen?

Tegoed:Shutterstock

Het rapport van deze week van het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering (IPCC) waarschuwt dat de opwarming van de aarde op gevaarlijke niveaus afstevent tenzij de uitstoot van broeikasgassen dit decennium halveert. Dit kan niet worden bereikt zonder een enorme inspanning van China, 's werelds grootste uitstoter.

Het IPCC zegt dat het beperken van de opwarming van de aarde onder meer een substantiële vermindering van het gebruik van fossiele brandstoffen en de inzet van alternatieve brandstoffen zoals waterstof vereist.

China is verantwoordelijk voor bijna een derde van de wereldwijde uitstoot per jaar. Het streeft ernaar om vóór 2060 CO2-neutraal te worden - en het produceren van groene waterstof is de sleutel tot dit plan.

Australië steekt ook miljoenen dollars in groene waterstoftechnologie. Maar het nieuwe plan van China zou koud water kunnen werpen op de droom van Australië om een ​​wereldwijde waterstofsupermacht te worden.

Stijve concurrentie

Er wordt veel gesproken over de verschillende rollen van waterstof in de wereldeconomie terwijl de wereld zich haast om koolstofarm te worden.

Waterstof is een energiedrager - het bevat de energie die wordt gebruikt om het te extraheren. Het kan worden geproduceerd zonder emissies - als "groene waterstof" - met behulp van zonne- en windenergie, kernenergie of waterkracht. Het kan ook worden geproduceerd uit fossiele brandstoffen zoals gas en steenkool.

Waterstof is veelzijdig. Het kan worden gebruikt voor elektriciteit en voor het aandrijven van voertuigen. Het kan ook helpen bij de productie van ammoniak, chemicaliën en petrochemicaliën, glas en metalen.

Dankzij de uitgebreide bronnen van zonne- en windenergie in Australië bevindt het zich in een goede positie om groene waterstof te produceren. En onze nabijheid tot Azië betekent dat we goed gelegen zijn om waterstof daar te exporteren.

De federale overheid wil waterstof naar de wereld verschepen en een exportindustrie creëren om Australische kolen en gas te vervangen, waarvan de vraag zal afnemen naarmate de wereldwijde klimaatactie toeneemt.

In de afgelopen jaren is China aangeprezen als een belangrijke toekomstige exportmarkt voor toekomstige Australische waterstof, grotendeels als gevolg van een verwachte toename van het gebruik van voertuigen op waterstof met brandstofcellen.

De locatie van onshore wind- en zonne-energiecapaciteit in het westen van China, ver van een groot deel van de vraag naar energie in het oosten en aan de kust, leidde ook tot de perceptie dat het land slechts beperkte capaciteit had om groene waterstof op te wekken.

Het waterstofbeeld van China verandert echter snel.

China werpt de handschoen op

Eind vorige maand bracht China zijn eerste nationale plan uit om tot 2035 een binnenlandse waterstofindustrie te ontwikkelen.

Het omvat het beheersen van technologieën en productieprocessen, het coördineren van de bouw van waterstofenergie-infrastructuur en het verbeteren van beleids- en industrienormen.

Het omvat ook een gefaseerde introductie in de industriesectoren tegen 2035 en beperking van waterstof geproduceerd uit fossiele brandstoffen.

De productie van groene waterstof in China zal naar verwachting in 2025 oplopen tot 200.000 ton per jaar, waarmee elk jaar tot twee miljoen ton CO₂ wordt vermeden.

Het lijkt steeds waarschijnlijker dat China de groene waterstof van Australië niet hoeft te importeren en met ons zal concurreren als exporteur van groene waterstof.

Industrie opruimen

Volgens het IPCC-rapport is de industrie verantwoordelijk voor ongeveer een kwart van de wereldwijde uitstoot. Het waarschuwde dat het bereiken van netto-nul in de sector een uitdaging zal zijn en nieuwe productieprocessen, waaronder waterstof, zal vereisen.

De Chinese productiesector levert een belangrijke bijdrage aan de nationale emissies, met name de energie-intensieve productie van cement en staal.

Het maken van staal omvat het verwijderen van zuurstof uit ijzererts om zuiver ijzer te produceren. Historisch gezien gebeurde dit met steenkool of aardgas, waarbij veel CO₂ vrijkomt.

Maar waterstof kan worden gebruikt bij de staalproductie om fossiele brandstoffen te vervangen.

Voor China zijn de voordelen van zelfgekweekt groen staal tweeledig. Naast het terugdringen van de nationale emissies, zou het China's afhankelijkheid van geïmporteerde cokeskolen en ijzererts uit landen als Australië verminderen.

Dus hoe gaat China waterstof produceren?

Fossiele brandstoffen zijn verantwoordelijk voor bijna alle huidige waterstofproductie in China.

Op steenkool gebaseerde waterstof kan in theorie schoon worden geproduceerd als CO₂ uit het proces wordt afgevangen en opgeslagen. Dit wordt beschouwd als een potentiële waterstofproductieroute in China.

Maar de methode is notoir ingewikkeld en duur, en belangrijker nog, vangt niet alle uitgestoten CO₂ op.

Terwijl landen hun uitstoot proberen te verminderen, kan een exportmarkt voor op steenkool gebaseerde waterstof - zelfs als sommige emissies worden opgevangen - niet worden gegarandeerd.

Om groene waterstof te produceren, zou China waarschijnlijk een combinatie van kernenergie en waterkracht gebruiken, de twee goedkoopste niet-fossiele energiebronnen van het land.

Veel kustgebieden in China investeren in de productie van groene waterstof uit overtollige kernenergie. En er zijn stappen om kernenergie te gebruiken om waterstof te produceren voor de staalproductie.

Waterkracht is een andere optie om waterstof te produceren in China. Het is een goedkope energiebron en wordt vaak in overmaat geproduceerd in de provincies Sichuan en Yunnan.

De ontwikkeling van kern- en waterkrachtcapaciteit in China, net als elders, brengt echter risico's en maatschappelijke kosten met zich mee.

De aanleg van dammen voor waterkracht kan bijvoorbeeld lokale gemeenschappen van hun levensonderhoud beroven. En de ramp in Fukishima in Japan - en meer recentelijk de Russische bedreigingen voor nucleaire installaties in Oekraïne - tonen het potentieel aan voor nucleaire rampen.

Vooruitkijken

Australië heeft de laatste tijd veel uitgegeven aan waterstof - meest recentelijk in de federale begroting van vorige maand, die waterstof een aandeel van A $ 1,3 miljard toewees voor nieuwe energie-infrastructuur en ontwikkeling. De particuliere sector stort ook geld op de technologie.

Maar de waterstofstrategie van Australië lijkt te optimistisch over onze exportvooruitzichten. Zoals anderen al hebben opgemerkt, lijkt de vraag van Japan naar onze groene waterstof ook overdreven te zijn.

Australië heeft meer gedetailleerde plannen nodig om handelspartners in groene waterstof veilig te stellen. En het zou moeten wijzen op het relatief lagere risico van investeringen in Australische waterstof geproduceerd uit zon en wind, vergeleken met de plannen van onze wereldwijde rivalen.