De toekomst elektrificeren: Joule-verwarmde katalytische reactoren als een weg naar decarbonisatie en innovatie

Het STORMING-project van de EU bevordert het kraken van methaan voor CO2-vrije waterstofproductie met behulp van katalysatoren en gestructureerde reactoren die worden aangedreven door hernieuwbare elektriciteit. Dit proces levert ook waardevolle koolstofnanobuizen op, wat duurzame en economisch voordelige waterstoftoepassingen en energietransitie bevordert.

De EU wil tegen 2030 20 miljoen ton hernieuwbare waterstof produceren en importeren om de klimaatdoelstellingen te halen. De Europese Waterstofbank, die integraal deel uitmaakt van REPowerEU, ondersteunt dit via subsidies en marktintegratie. Investeringen in waterstoftechnologieën bevorderen innovatie, het creëren van banen en internationale samenwerking, waardoor de energiezekerheid en het mondiale leiderschap in schone energietransities worden versterkt.

Waterstofproductie via katalytische methaanontleding (CMD) met behulp van Fe-gebaseerde katalysatoren biedt milieuvoordelen ten opzichte van traditionele methaanreforming met stoom door het elimineren van directe CO2-emissies. Fe-Al2O3 katalysatoren verbeteren de efficiëntie en bieden mogelijkheden om koolstofnevenproducten te hergebruiken in waardevolle nanomaterialen voor energieopslag en elektronica, wat een belangrijke bijdrage levert aan een circulaire economie en vooruitgang op het gebied van schone energie.

De wereldwijde vraag naar waterstof is marginaal gestegen, maar het grootste deel is nog steeds afkomstig van traditionele bronnen. Een verschuiving naar waterstof met lage emissies is cruciaal, ondersteund door technologie en investeringsgroei. Er zijn nog steeds uitdagingen op het gebied van financiering, regelgeving en infrastructuur, maar er blijven kansen voor innovatie en ontwikkeling in verschillende sectoren, met belangrijke implicaties voor het toekomstige energielandschap.

Het Global AI Infrastructure Investment Partnership, met $ 30 miljard van Microsoft, BlackRock en anderen, is gericht op de bouw van AI-datacenters en de bijbehorende energie-infrastructuur, om tegemoet te komen aan de hoge energie-eisen van AI. Andere initiatieven zoals Google's AI Opportunity Fund en IndiaAI Mission ondersteunen de ontwikkeling van AI-infrastructuur en richten zich op duurzaamheid en internationale samenwerking om wereldwijde economische en technologische vooruitgang te garanderen.

De Europese Unie bevordert de digitalisering van haar energie-infrastructuur door middel van 10 belangrijke initiatieven op het gebied van gegevensinteroperabiliteit, netwerkbeheer, cyberbeveiliging, energie-efficiëntie en empowerment van consumenten ter ondersteuning van haar klimaatdoelstellingen voor 2030 en 2050. Deze initiatieven zijn gericht op het creëren van een geïntegreerd, duurzaam energiesysteem dat hernieuwbare energie integreert en innovatie aanmoedigt, terwijl tegelijkertijd wordt geworsteld met standaardisatie en snelle digitale innovatie-uitdagingen.

Europa is wereldleider geworden op het gebied van hernieuwbare energie, heeft de REPowerEU-doelstellingen overtroffen en de Russische import van fossiele brandstoffen verminderd. Beleidskaders en investeringen hebben de groei van hernieuwbare energie gestimuleerd, maar uitdagingen zoals hoge energiekosten en hindernissen in de regelgeving blijven bestaan. Internationale samenwerking is essentieel voor verdere vooruitgang.

Uit de Eurocities Pulse Mayors Survey 2024 blijkt dat Europese burgemeesters prioriteit geven aan klimaatmaatregelen, EU-steun zoeken voor duurzaamheid en geconfronteerd worden met uitdagingen op het gebied van financiering en huisvesting onder wereldwijde druk. Innovatie is de drijvende kracht achter stedelijke transformatie, waarbij collaboratief bestuur cruciaal is voor het aanpakken van complexe, onderling verbonden problemen.

De paper bespreekt de overgang van Europa naar een onderling verbonden, op hernieuwbare energie gericht energienetwerk, waarbij de nadruk wordt gelegd op de behoefte aan slimme netwerken, AI, flexibiliteitsmarkten, geavanceerde gegevensuitwisseling en interoperabiliteit. Deze elementen zijn cruciaal voor het balanceren van vraag en aanbod, het verbeteren van de efficiëntie van het netwerk en het behalen van duurzaamheids- en decarbonisatiedoelstellingen, terwijl er uitdagingen zijn op het gebied van technologie, investeringen en samenwerking tussen belanghebbenden.