Gallwn Wella Economeg Technoleg Lân Newydd - Fel y Gwnaethom Gydag Ynni Adnewyddadwy

Gan Mitsubishi Power Americas

Heddiw, mae consensws byd-eang yn ffurfio ynghylch yr angen i ddatgarboneiddio. Ond mae yna bwynt glynu: cost.

Bydd cyflawni nodau hinsawdd yn gofyn am atebion cynaliadwy, sy'n golygu bod yn rhaid iddynt ddarparu economeg gadarn ynghyd ag allyriadau isel neu ddim allyriadau o gwbl. Er mwyn sicrhau mabwysiadu eang ac amserol, rhaid i opsiynau fel hydrogen glân fod yn hygyrch, yn ddibynadwy ac yn fforddiadwy.

Mae gan y diwydiant pŵer yr offer sydd ar gael iddo i wneud i hyn ddigwydd.

Mae gan y sector hanes hirach a mwy llwyddiannus o ddatblygu a masnacheiddio technolegau glân nag y mae’n cael clod amdano, meddai Michael Ducker, Uwch Is-lywydd Seilwaith Hydrogen ar gyfer Mitsubishi Power Americas a Llywydd Advanced Clean Energy Storage I, canolfan hydrogen sydd ar y gweill yn Delta, Utah. Mae'n tynnu sylw at y ffaith bod hanes y sector ynni adnewyddadwy heddiw yn adrodd hanes diwydiannau'n gweithio gyda'i gilydd i ddatrys materion maint, effeithlonrwydd a chost, a alluogodd farchnad gynyddol ar gyfer arloesi y mae mawr ei angen.

Mae'n hanes gwerth ei ailadrodd.

Gyrru cost i lawr

Rhwng 2005 a 2020, gostyngodd cyfradd flynyddol yr allyriadau yn sector pŵer yr UD yn ddramatig— a Gwelliant o 40%. Mae'r technolegau sydd wedi gyrru'r gostyngiadau wedi dilyn patrwm tebyg: Unwaith y bydd pris technoleg newydd yn dod yn ddigon isel i gyfiawnhau mabwysiadu, mae'r galw'n cychwyn ac mae'r dechnoleg yn dod i ben.

“Os oes rhaid i ni gyrraedd sero net yn y ffrâm amser o 2050 yn y sector pŵer, mae'n ymarferol. Ond allwn ni ddim bod yn hunanfodlon mewn unrhyw ffordd.” - Drummi Bhatt, Is-lywydd Gwybodaeth a Strategaeth y Farchnad, Mitsubishi Power Americas

Ystyriwch ynni solar. Ers 2010, mae gan gost y systemau ffotofoltäig ar raddfa cyfleustodau wedi cwympo 82%, gyrru capasiti solar gosod byd-eang o tua 40 gigawat y flwyddyn honno i fwy na 700 gigawat yn 2020.

Mae pris a mabwysiadu batris lithiwm-ion yn arddangos a perthynas gwrthdro tebyg. Gostyngodd prisiau batri 85% rhwng 2010 a 2018, tra cynyddodd cynhyrchiad ceir trydan byd-eang yn ddramatig, o niferoedd dibwys i gyfanswm o fwy na saith miliwn o geir ar y ffordd yn 2019.

Digwyddodd y deinamig hwn hefyd gyda phlanhigion beiciau cyfunol tyrbinau nwy wrth i bris nwy naturiol ostwng. Rhwng 2005 a 2020, y pris gostwng 80%.

Y wers ar gyfer heddiw yw hyn: “Os oes rhaid i ni gyrraedd sero net yn ffrâm amser 2050 yn y sector pŵer, mae'n ymarferol,” meddai Drummi Bhatt, Is-lywydd Gwybodaeth am y Farchnad a Strategaeth yn Mitsubishi Power Americas. “Ond allwn ni ddim bod yn hunanfodlon mewn unrhyw ffordd - mae’n rhaid i ni barhau i yrru arbedion effeithlonrwydd gydag ymdeimlad gwirioneddol o frys i aros ar y trywydd iawn.”

Offer sy'n gyrru fforddiadwyedd

O'i gymharu â thechnolegau storio eraill, mae hydrogen gwyrdd, a gynhyrchir gydag ynni adnewyddadwy, eisoes yn gost-effeithiol ar gyfer storio ynni am gyfnod hir. Er enghraifft, mae dadansoddiad yn dangos bod batris lithiwm-ion yn fwyaf darbodus am gyfnodau o wyth awr neu lai, tra bod hydrogen gwyrdd yn gost-effeithiol am gyfnodau hirach, o 12 awr i ddyddiau, wythnosau, misoedd neu hyd yn oed tymhorau.

Fel tanwydd, mae hydrogen wedi cyrraedd pwynt ffurfdro tebyg ar y gromlin gost ag y mae batris gwynt, solar a lithiwm-ion, meddai Ducker. Mae'r gost i gynhyrchu, storio a chludo hydrogen gwyrdd wedi bod yn rhwystr mawr i'w fabwysiadu'n eang fel tanwydd datgarbonedig. Wrth i'r gost ostwng, daw hydrogen hyd yn oed yn fwy effeithiol fel datrysiad storio ynni. Mae gan y diwydiant amrywiaeth o offer ar gael i hybu fforddiadwyedd.

Mae Ducker yn credu ein bod ar fin gwneud y cynnydd angenrheidiol, gan nodi nifer o yrwyr allweddol a fydd yn lleihau costau cynhyrchu ac yn adeiladu'r farchnad:

Cynyddu gallu

Y brif dechnoleg i gynhyrchu hydrogen gwyrdd yw electrolysis, sy'n defnyddio pŵer adnewyddadwy i drosi dŵr yn hydrogen ac ocsigen. Mae'r broses yn ddrud oherwydd bod y raddfa gynhyrchu yn parhau i fod yn gymharol fach - mae hyd yn oed y cyfleusterau mwyaf sy'n dod ar-lein ar hyn o bryd yn disgwyl cynhyrchu llai na 25 megawat.

Yn union fel yr ysgogodd y galw am ynni gwynt wneuthurwyr tyrbinau gwynt i symud ymlaen o dyrbinau 1-megawat llai i fodelau 5- a 10-megawat, bydd yr angen cynyddol am hydrogen gwyrdd i helpu i gyrraedd targedau sero net yn sbarduno gweithgynhyrchwyr electrolyzer i adeiladu unedau mwy a graddio eu cynhyrchu.

“Nid yw’r byd erioed wedi bod angen electrolyzer 200-megawat o’r blaen,” meddai Ducker. Ond mae'n gwneud nawr. Wrth i gapasiti cynhyrchu dyfu, bydd costau'n gostwng.

I’r pwynt hwnnw, yn 2021 y Glymblaid Hydrogen Gwyrdd ar y cyd ag Adran Dŵr a Phŵer Los Angeles (LADWP) a phartneriaid allweddol eraill lansio HyDeal LA cyflawni caffael hydrogen gwyrdd ar raddfa o $1.50/cilogram ym Masn Los Angeles erbyn 2030.

Gwella effeithlonrwydd gweithgynhyrchu

Llwyddodd y diwydiannau gwynt, solar a batri i ddal arbedion maint wrth iddynt gynyddu cynhyrchiant. Yn benodol, roedd awtomeiddio cynhyrchu yn lleihau cost gweithgynhyrchu yn sylweddol.

Mae Ducker yn disgwyl y bydd rhywbeth tebyg yn digwydd ar gyfer hydrogen. Bydd datblygiadau mewn awtomeiddio a dulliau gweithgynhyrchu cost isel yn creu cylch lle bydd yr arbedion effeithlonrwydd hyn yn lleihau costau, gan arwain at fwy o fuddsoddiad a chynhyrchiant, gan hybu cyflenwad a chreu mwy o arbedion effeithlonrwydd — y mae pob un ohonynt yn lleihau costau ymhellach, gan helpu i gynyddu mabwysiadu.

Cofleidio datblygiadau technolegol

Mae pŵer adnewyddadwy yn hanfodol i gynhyrchu hydrogen gwyrdd. O ganlyniad, mae unrhyw beth sy’n gostwng costau ynni adnewyddadwy tra’n cynyddu eu hargaeledd—er enghraifft, gwelliannau i raddfa ac effeithlonrwydd ar gyfer solar a gwynt—yn helpu economeg hydrogen gwyrdd.

Ar ben hynny, bydd technolegau newydd sy'n trosi tyrbinau nwy i redeg ar hydrogen gwyrdd yn creu galw amdano gan gynhyrchwyr pŵer sydd wedi ymrwymo i leihau eu hallyriadau, gan arwain at fwy o gynhyrchiant. Gall cyflenwad cynyddol yn ei dro olygu bod llawer iawn o hydrogen gwyrdd wedi'i storio ar gael ar gyfer diwydiannau ynni-ddwys sy'n anodd eu datgarboneiddio, megis cludiant, dur a choncrit. Yn yr un modd, gall gwelliannau system mewn un sector drosi i sectorau eraill.

liferi eraill a all ysgogi cynhyrchu

Mae yna ffactorau eraill a all hefyd gyfrannu at gostau is, o gymhellion polisi i gynhyrchwyr hydrogen i seibiannau treth ar gyfer defnyddio ynni adnewyddadwy. Gall datblygu polisi ynni adnewyddadwy ar sail ranbarthol ysgogi lleihau costau hefyd, drwy gynyddu sylfaen cwsmeriaid a manteisio ymhellach ar arbedion maint.

Wrth i'r hafaliad cost a budd o amgylch hydrogen gwyrdd gryfhau, bydd y mathau hyn o gymhellion a chytundebau yn cyflymu ei esblygiad ymhellach. “Mae’r rhan fwyaf o’r technolegau ynni glân rydyn ni’n gweithio gyda nhw wedi dod i lawr y gromlin gost yn gyflymach nag yr oedd unrhyw un yn meddwl y byddent,” meddai Bhatt.

CYNNWYS CYSYLLTIEDIG

A All Ymasiad Niwclear Roi Ynni Di-Gyfyngiad i Ni Allyriadau?

Cyngor i Beirianwyr Ifanc: Manteisio ar y Cyfle Technoleg Gwyrdd Heddiw

O Sci-Fi i Lawr y Ffatri: Mae'r 3 Robot hyn yn Gwneud Logisteg yn Fwy Diogel

Mae'r elfennau sydd o dan reolaeth y diwydiant, megis datblygiadau technolegol ac arbedion maint, yn haws i'w rhagweld na chymorthdaliadau'r llywodraeth. Ond mae dyfodol di-garbon net y byd yn dibynnu ar bob un o'r cyfranwyr hyn, i ddatrys heriau technegol arloesi arloesol ac i wella'r economeg ddigon i sbarduno'r defnydd o dechnolegau newydd. Yn ffodus, mae pob un o'r elfennau hyn ar y gweill, ac mae'r cynnydd ar bob ffrynt yn cynnig rheswm dros optimistiaeth.

Am yr awdur

Mae Mitsubishi Power Americas yn frand datrysiadau pŵer o Mitsubishi Heavy Industries.