Grøn brint - en oversigt

Hvad er brint?

Brint er en af de mest rigelige gaskilder og udgør ca. 75 % af gassen i vores solsystem. Brint findes i forskellige ting, herunder lys, vand, luft, planter og dyr, men det er ofte kombineret med andre grundstoffer. Den mest velkendte kombination er med ilt for at lave vand. Brintgas er en farveløs, lugtfri og smagløs gas, som er lettere end luft. Da den er langt lettere end luft, betyder det, at den stiger op i vores atmosfære, hvilket betyder, at den ikke findes naturligt i jordoverfladen, men i stedet skal skabes. Dette gøres ved at adskille den fra andre grundstoffer og opsamle gassen.

Hvad er grøn brint?

Grøn brint produceres ved hjælp af elektricitet til at drive en elektrolyser, der adskiller brint fra vandmolekylet og producerer ilt som biprodukt. Overskydende elektricitet kan bruges ved elektrolyse til at skabe brintgas, som kan lagres til fremtiden. Hvis den elektricitet, der anvendes til at drive elektrolyserne, stammer fra vedvarende energikilder såsom vind-, sol- eller vandkraft, eller hvis den stammer fra kernekraft - fission eller fusion - er den producerede brint grøn, idet de eneste kulstofemissioner stammer fra de kulstofemissioner, der er indeholdt i produktionsinfrastrukturen. Elektrolysatorer er den vigtigste teknologi, der anvendes til at syntetisere kulstoffri brintbrændstof ved hjælp af vedvarende energi, kendt som grøn brint. Grøn brint og afledte produkter er en vigtig løsning til dekarbonisering af tunge industrisektorer og vil ifølge eksperter udgøre op til 25 % af det samlede endelige energiforbrug i en netto-nul-økonomi.

Fordele ved grøn brint

Det er 100 % bæredygtigt, da det ikke udleder forurenende gasser, hverken ved forbrænding eller produktion. Brint kan let opbevares, så det kan bruges senere til andre formål og/eller på produktionstidspunktet. Grøn brint kan omdannes til elektricitet eller syntetisk gas og kan anvendes til en række forskellige husholdnings-, erhvervs-, industri- eller mobilitetsformål. Desuden kan brint blandes med naturgas i et forhold på op til 20 % uden ændring af gasledningsinfrastrukturen eller gasapparater.

Ulemper ved grøn brint

Selv om brint er 100 % bæredygtigt, er det i øjeblikket dyrere end fossile brændstoffer, fordi vedvarende energi er dyrere at producere. Den samlede produktion af brint kræver mere energi end nogle andre brændstoffer, så medmindre den elektricitet, der er nødvendig for at producere brint, kommer fra en vedvarende kilde, kan hele produktionsprocessen være kontraproduktiv. Desuden er brint en meget brandfarlig gas, og derfor er omfattende sikkerhedsforanstaltninger nødvendige for at forhindre lækager og eksplosioner.

Hvad er Green Hydrogen Catapult (GHC), og hvad er dets målsætning?

Medlemmerne af Green Hydrogen Catapult (GHC) er en koalition af ledere med en ambition om at udvide og vækste udviklingen af grøn brint. Fra november 2021 har de meddelt, at de har forpligtet sig til at udvikle 45 GW elektrolysatorer med sikret finansiering inden 2026 med yderligere målrettet idriftsættelse i 2027. Dette er en stærkt øget ambition, da det oprindelige mål, som koalitionen satte sig ved lanceringen i december 2020, var 25 GW. Grøn brint er blevet betragtet som et afgørende element i skabelsen af en bæredygtig energifremtid og som en af de største forretningsmuligheder i den seneste tid. Det er blevet sagt, at det er nøglen til at muliggøre en dekarbonisering af sektorer som stålproduktion, skibsfart og luftfart.

Hvorfor brint betragtes som en renere fremtid?

Vi lever i en verden, hvor et af de kollektive bæredygtighedsmål er at nedbringe kulstofindholdet i det brændstof, vi bruger, inden 2050. For at nå dette mål er en af de vigtigste strategier at fjerne kulstofferne fra produktionen af en vigtig brændstofkilde som brint, hvilket giver grøn brint, da produktionen af ikke-grøn brint i øjeblikket er ansvarlig for mere end 2 % af de samlede globale CO2-emissioner. Under forbrænding brydes kemiske bindinger, og grundstofferne kombineres med ilt. Traditionelt har metangas været den foretrukne naturgas, idet 85 % af husholdningerne og 40 % af Storbritanniens elektricitet er afhængige af naturgas. Metan er et renere brændstof end kul, men når det forbrændes, dannes der kuldioxid som et affaldsprodukt, som når det kommer ud i atmosfæren, begynder at bidrage til klimaændringerne. Brintgas producerer kun vanddamp som affaldsprodukt ved forbrænding, hvilket ikke har noget potentiale for global opvarmning.

Den britiske regering har set brugen af brint som brændstof og dermed brintboliger som en vej fremad for en grønnere livsstil og har sat sig et mål for en blomstrende brintøkonomi inden 2030. Japan, Sydkorea og Kina er på vej til at gøre betydelige fremskridt i udviklingen af brintøkonomien med mål, der skal overgå Det Forenede Kongerige inden 2030. På samme måde har Europa-Kommissionen fremlagt en brintstrategi, hvor brint kan dække 24 % af Europas energi i 2050.

For mere information, besøg vores brancheside og se på nogle af vores andre brintressourcer:

Hvad skal du vide om Brint?

Farerne ved brint

Blå brint - en oversigt

Xgard Bright MPS leverer brintdetektion i energilagringsapplikation

Hvordan brint hjælper gas- og stålindustrien med at blive grøn

Grøn brint, der er taget fra både kulstoffattige og vedvarende energikilder, kan spille en afgørende rolle i at bringe en virksomhed – eller et land – tættere på CO2-neutralitet. Almindelige anvendelser, hvor grøn brint kan anvendes, omfatter:

  • Brændselsceller til elektriske køretøjer
  • Som brint i rørledningen gas blanding
  • I raffinaderier i "grønt stål", der brænder brint som en varmekilde snarere end kul
  • I containerskibe drevet af flydende ammoniak, der er lavet af brint
  • I brintdrevne elturbiner, der kan generere elektricitet i perioder med spidsbelastning

Dette indlæg vil undersøge brugen af brint i rørledningen gas blanding og grønne stålraffinaderier.

Indsprøjtning af brint i rørledninger

Regeringer og forsyningsselskaber over hele verden undersøger mulighederne for at tilføre brint i deres naturgasnet for at reducere forbruget af fossile brændstoffer og begrænse emissionerne. Brintindsprøjtning i rørledninger indgår nu i EU's, Australiens og Det Forenede Kongeriges nationale brintstrategier, hvor EU's brintstrategi specificerer indførelsen af brint i de nationale gasnet inden 2050.

Ud fra et miljømæssigt synspunkt har tilsætning af brint til naturgas potentiale til at reducere drivhusgasemissionerne betydeligt, men for at opnå dette skal brinten fremstilles af kulstoffattige energikilder og vedvarende energikilder. For eksempel brint genereret fra elektrolyse, bioaffald eller fossile brændselskilder, der bruger co2-opsamling og -lagring (CCS).

På samme måde kan lande, der ønsker at udvikle en grøn brintøkonomi, henvende sig til netindsprøjtning for at stimulere investeringer og udvikle nye markeder. I et forsøg på at kickstarte sin plan for vedvarende brint planlægger Western Australia at indføre mindst 10 % vedvarende brint i sine gasrørledninger og -netværk og at fremme statens mål under sin strategi for vedvarende brint fra 2040 til 2030.

På volumenbasis har brint en meget lavere energitæthed end naturgas, så slutbrugere af en blandet gas ville kræve en større mængde gas for at opnå den samme varmeværdi som dem, der bruger ren naturgas. Kort sagt, en blanding på 5 % af brint i volumen betyder ikke direkte en reduktion på 5 % i forbruget af fossile brændstoffer.

Er der nogen sikkerhedsrisiko i brintblanding i vores gasforsyning? Lad os undersøge risikoen:

  1. Brint har lavere LEL end naturgas, så der er en højere risiko for at generere en brandfarlig atmosfære med blandede gasblandinger.
  2. Brint har lavere antændelsesenergi end naturgas og et bredt brændbart område (4% til 74% i luft), så der er større risiko for eksplosion
  3. Brintmolekyler er små og bevæger sig hurtigt, så enhver blandet gaslækage vil sprede sig hurtigere og bredere, end det ville være tilfældet med naturgas.

I Storbritannien står bolig- og industriopvarmning for halvdelen af landets energiforbrug og en tredjedel af dets CO2-udledning. Siden 2019 har Storbritanniens første projekt med at injicere brint i gasnettet været i gang med forsøg, der finder sted på Keele University. HyDeploy-projektet har til formål at injicere op til 20 % brint og blande det med den eksisterende gasforsyning for at opvarme boligblokke og universitetsområder uden at ændre de gasfyrede apparater eller rørledninger. I dette projekt bruges Crowcons gasdetektorer og røggasanalysatorer til at identificere virkningen af brintblandingen med hensyn til detektering af gaslækager. Crowcons Sprint Pro røggasanalysator bruges til at vurdere kedlens effektivitet.

Crowcons Sprint Pro er en professionel røggasanalysator med funktioner, der er skræddersyet til at opfylde behovene hos HVAC-professionelle, et robust design, et komplet udvalg af tilbehør og 5 års garanti. Læs mere om Sprint Pro her.

Brint i stålindustrien

Traditionel jern- og stålproduktion betragtes som en af de største udledere af miljøforurenende stoffer, herunder drivhusgasser og fint støv. Stålfremstillingsprocesser er stærkt afhængige af fossile brændstoffer, hvor kulprodukter tegner sig for 78 % af disse. Det er derfor ikke overraskende, at stålindustrien udleder omkring 10 % af alle globale proces- og energirelaterede CO2-emissioner.

Brint kan være et alternativ for stålvirksomheder, der søger at reducere deres CO2-emissioner drastisk. Flere stålproducenter i Tyskland og Korea er allerede at reducere emissionerne gennem en brint reduktion stålfremstilling metode, der bruger brint, ikke kul, til at gøre stål. Traditionelt produceres en betydelig mængde brintgas i stålfremstilling som et biprodukt kaldet koksgas. Ved at overføre koksgas gennem en proces kaldet CO2-opsamling og -lagring (CCS) kan stålværker producere en betydelig mængde blå brint, som derefter kan bruges til at kontrollere temperaturer og forhindre oxidation under stålproduktion.

Desuden producerer stålproducenterne stålprodukter specielt til brint. Som en del af sin nye vision om at blive en grøn brintvirksomhed har den koreanske stålproducent POSCO investeret kraftigt i at udvikle stålprodukter til brug i produktion, transport, opbevaring og anvendelse af brint.

Da mange brandfarlige og giftige gasrisici er til stede i stålværker, er det vigtigt at forstå gassernes krydsfølsomhed, fordi en falsk gasaflæsning kan vise sig at være dødelig. For eksempel producerer en højovn en stor varm, støvet, giftig og brandfarlig gas bestående af kulilte (CO) med noget brint. Gasdetekteringsproducenter, der har erfaring i disse miljøer, er godt bekendt med spørgsmålet om brint, der påvirker elektrokemiske CO-sensorer, og leverer dermed brintfiltrerede sensorer som standard til stålfaciliteter.

Hvis du vil vide mere om krydsfølsomhed, kan du se vores blog. Crowcon gasdetektorer bruges i mange stålanlæg over hele verden, og du kan finde ud af mere om Crowcon løsninger i stålindustrien her.

Referencer:

  1. Indsprøjtning af brint i naturgasnet kan give en stabil efterspørgsel, som sektoren skal udvikle (S&P Global Platts, 19. maj 2020)
  2. Western Australia pumper $ 22m ind i brinthandlingsplan (Power Engineering, 14. september 2020)
  3. Grøn brint i naturgasrørledninger: Dekarboniseringsløsning eller ønskedrøm? (Green Tech Media, 20. november 2020)
  4. Kunne brint piggyback på naturgas infrastruktur? (Netværk online, 17. marts 2016)
  5. Stål, brint og vedvarende energi: Strange Bedfellows? Måske ikke... (Forbes.com af 15. maj 2020)
  6. POSCO at udvide brintproduktion til 5 Mil. Tons i 2050 (Business Korea, 14 Dec 202 0)http://https://www.crowcon.com/wp-content/uploads/2020/07/shutterstock_607164341-scaled.jpg