Att formulera en tydlig bild av de ständigt föränderliga vätgasmarknaderna kan vara en utmanande uppgift. Men med mycket forskning, faktakontroll och analys i kombination med våra egna kunskaper och insikter från omfattande laboratorietester, kan Triton Hydrogen fortsätta att övervaka förändringarna i marknadsmönster och beteenden för att hjälpa till att främja vätgas i dess säkraste form.
Nedan följer ett urval av analyser från en rad framstående experter och forskare som ger en viktig inblick i vätgasens föränderliga värld.
VÄTGASLÄCKAGE: EN POTENTIELL RISK FÖR VÄTGASEKONOMIN
Vätgas förväntas spela en nyckelroll i utfasningen av fossila bränslen i energisystemet. Fram till juni 2022 har mer än 30 vätgasstrategier och färdplaner publicerats av regeringar runt om i världen. Väte har identifierats som en potentiell säkerhetsfråga på grund av att det är den minsta molekylen som existerar och lätt kan passera genom material. Hittills har dock mycket lite uppmärksamhet ägnats åt vätgasläckagets potentiella bidrag till klimatförändringarna, som drivs av vätgasens indirekta globala uppvärmningseffekt genom mekanismer som förlänger livslängden för metan och andra växthusgaser i atmosfären (Paulot et al. 2012; Derwent et al. 2020).
FÖREBYGGANDE AV VÄTEFÖRSPRÖDNING: BARRIÄRBELÄGGNINGARNAS ROLL FÖR VÄTGASEKONOMIN
Vätgasbarriärbeläggningar är skyddande skikt som består av material med en låg inneboende vätgasdiffusivitet och löslighet, som visar potential att fördröja, minska eller hindra vätgaspermeation. Vätgasbarriärbeläggningar förväntas göra det möjligt att använda stål som är känsliga för väteförsprödning, särskilt kostnadseffektiva låglegerade stål eller lätta höghållfasta stål, för tillämpningar i en vätgasekonomi. Främst har keramiska beläggningsmaterial undersökts för detta ändamål, inklusive oxider, nitrider och karbider. I denna översikt diskuteras det aktuella läget när det gäller vätgaspermeation för en mängd olika beläggningar. Al2O3, TiAlN och TiC verkar vara de mest lovande kandidaterna från en stor pool av keramiska material. Beläggningsmetoderna jämförs med avseende på deras förmåga att producera skikt med lämplig kvalitet och deras potential för uppskalning för industriell användning. Olika uppställningar för karakterisering av vätgaspermeabilitet diskuteras, med användning av både gasformigt väte och väte som härrör från en elektrokemisk reaktion. Slutligen skisseras möjliga vägar för förbättring och optimering av vätgasbarriärbeläggningar.
BARRIÄRER FÖR VÄTEPERMEATION: GRUNDLÄGGANDE KRAV, MATERIALVAL, DEPONERINGSMETODER OCH KVALITETSUTVÄRDERING
Originalartikel skriven av Vincenc Nemanič från Jožef Stefan Institute, JSI, Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana, Slovenien.
Stabila permeationsbarriärer söks bland material med den lägsta lösligheten och diffusiviteten för vätgas i bulk. Förutom ett fåtal specifika rena metaller, som beryllium och volfram, har täta oxider, nitrider och karbider undersökts mest. Beläggningstekniker för framställning av väl vidhäftande och perfekta barriärer är uppenbarligen av samma betydelse som själva materialvalet. Mest attraktiva är de tekniker där ett ad-skikt bildas helt enkelt genom oxidation. Andra metoder kräver specifika gasmiljöer med starka elektriska och magnetiska fält, vilket kan utgöra en begränsning för ad-layerets enhetliga täckning över stora och ojämna områden. Utvärdering av de uppnådda barriärprestanda är en annan utmanande uppgift. Flera nya metoder, som kan spåra väteisotoper i bulk vid mycket låga koncentrationer, misslyckas ofta med att bestämma deras rörlighet. De avslöjar inte heller betydelsen av barriärdefekter. Den klassiska metoden med gaspermeationshastighet genom belagda membran är fortfarande det mest tillförlitliga alternativet för att bestämma den faktiska HPB-effektiviteten (Hydrogen Permeation Barrier). Vid förhöjd temperatur registreras vätgaspermeationshastigheten på nedströmssidan av ett belagt membran som utsätts för ett betydligt högre vätgastryck uppströms. Genom att använda moderna instrumenteringstekniker för vakuum kan även de mest effektiva barriärerna karakteriseras väl.
MCKINSEY HÅLLBARHET: FEM DIAGRAM OM VÄTGASENS ROLL I EN FRAMTID MED NOLLUTSLÄPP
Väte har stor potential som en koldioxidfri energibärare. Här är en titt på drivkraften bakom denna brett tillämpbara teknik. Vätgas kan spela en central roll för att hjälpa världen att nå netto nollutsläpp senast 2050. Som ett komplement till annan teknik, inklusive förnybar energi och biobränslen, har vätgas potential att att minska koldioxidutsläppen i branscher som stål, petrokemi, gödningsmedel, tung trafik (på och utanför väg), sjöfart och luftfart, samt att stödja flexibel kraftproduktion (bland andra tillämpningar). År 2050 skulle vätgas kunna bidra med mer än 20 procent av de årliga globala utsläppsminskningarna. Vätgasens potentiella roll i den bredare energiomställningen undersöks i en serie branschrapporter som författats gemensamt av McKinsey och Hydrogen Council - ett globalt, VD-styrt initiativ med medlemmar från mer än 140 företag. I rapporterna undersöks till exempel hur efterfrågan på vätgas kan förändra de nuvarande marknaderna för el, gas, kemikalier och bränsle, behovet av att öka vätgasproduktionen, särskilt ren vätgas (som tillverkas med förnybara energikällor eller med åtgärder för att minska utsläppen), och vad som måste hända under det kommande decenniet för att nå netto-noll-målen. Drivkraften bakom vätgas har accelererat under det senaste året, vilket beskrivs i Insikter om vätgas 2022,1 ett nyligen publicerat perspektiv på läget inom vätgasindustrin. Både investeringar och projektutveckling har ökat. Det finns dock fortfarande ett finansieringsgap.