最近,鉴于小规模电池电动汽车取得了明显的成功,我评估了氢在汽车外的运输潜力。在该评估中,我得出结论,在长途运输,货运列车,喷气客机和货运中有机会利基使用氢气。这确实为图所示的尼古拉氢燃料电池卡车或类似车辆留下了未来竞争的潜力。
但是,这些壁ni中的氢可以满足总运输能源需求的百分之几?在上一篇文章中,我指出其中一些壁ni非常大,因此尽管氢在小型车辆上已经不在讨论之列,但这并不意味着它无关紧要。
越来越多的后果是,这些运输方式比汽车和轻型卡车的污染要严重得多,通常在使用燃料方面效率较低,还会增加温室气体的排放。
来自美国能源信息管理局的这张图表仅供参考。并非所有国家/地区都具有相同的组合,但是它代表了类别,并且不能作为广泛比较的基础。
在我的工具包中,还有我未来几十年汽车潜在电气化的个人模型。这表明,在我建模的两种情况下,到2040年或2050年,电动汽车可能会开始将石油使用量减少到2014年的水平。这很有用,因为它表明在接下来的几十年中,大多数运输方式仍将使用化石燃料。最后,我最近发表了一份评估,其中哪些因素会在任何复杂的石油使用模型中发挥作用(并指出我的模型并未包括所有这些因素)。
正如运输能源的细分显示的那样,美国91%的运输能源来自石油,其余的来自天然气和生物燃料,主要是乙醇与汽油混合。在50年的时间范围内,大多数运输方式将转换为电池电力,或者在火车的情况下,转换为电池和电车线路电力的结合。化石燃料仍将在世界许多地方的军事,远洋货轮和货运列车中发挥重要作用。生物燃料,尤其是混合动力系统中使用的生物甲烷,可能会承担更大的负荷。在50年的时间范围内,长途客机仍可能会消耗化石燃料。
这将为氢气留下什么空间?
根据我对潜能的了解,我们可能会看到在10年,20年和50年的时间范围内,EIA的数字发生了以下变化。这是一个猜测,没有在其下进行建模,但是我的猜测是基于大量的预想,其他模型的回顾以及我自己对一种油的使用的建模。
最初建立此预测时,我预计渗透率接近5%。根据过去20年来电池电动与氢能汽车的经验,我怀疑氢能在50年内不像今天看起来在今天仍然具有潜力的应用中具有竞争力。结果,我将50年的预测降级了。同样,我最初的想法在20年的时间范围内具有较高的普及率,但是清醒的第二个想法使我意识到,鉴于这些类别中许多车辆的使用寿命,对于重大变化而言20年太短了。对于转型的二十年来说,接近1%的价格可能仍然太高
而且,我可以合理地确定,在此之后,氢气的使用量不太可能增加。产生,分配和使用的循环效率极低,不太可能变得更加有效,而直接将电能投入电池并从电池中使用电能的效率已经比氢的理论极限和电池容量的比率高得多。成本从根本上提高了。
这是满足运输需要的全部氢气,其中包括天然气蒸汽重整产生的氢气,而不仅仅是可再生资源产生的氢气。我预计在50年内,仍然有很大一部分氢气将来自天然气,这仅仅是因为它仍将是提取氢气的最便宜的方式。此外,碳的新兴价格将意味着所排放的二氧化碳更有可能被捕获,使用或封存。结果,虽然这将在某种程度上减少污染和CO2排放,但与世界上大多数地方的低碳电网所充电的电池电力运输模式相比,它仍然具有更高的碳负荷。
这似乎没有充分说明其重要性,但仅美国每年就使用大约2200亿加仑的碳氢燃料进行运输。其中的3.4%仍为75亿加仑,将被栖息的加仑污染最严重,温室气体排放量最高。