De toekomst van energie voorzien: Een uitgebreide blik op waterstofproductiemethoden

De wereldwijde vraag naar elektriciteit zal naar verwachting toenemen, onder aanvoering van China en India, waarbij hernieuwbare energiebronnen en kernenergie tot 2026 alle groei voor hun rekening nemen, wat duidt op een verschuiving naar bronnen met een lage uitstoot, een vermindering van de CO2-intensiteit en een accentuering van regionale verschillen in toegang en verbruikstrends.

Waterstof wordt steeds meer gezien als een sleutel tot duurzame energie. Verschillende landen ontwikkelen nationale strategieën gericht op het koolstofvrij maken van moeilijk te reduceren sectoren en economische groei. Technologische innovaties zijn gericht op het efficiënt produceren van schone waterstof, waarbij internationale samenwerking en privaat-publieke partnerschappen cruciaal zijn voor de overgang naar een waterstofeconomie.

Het artikel bespreekt de elektrificatie van chemische processen voor decarbonisatie, met de nadruk op katalytische reactoren met Joule-verwarming voor efficiënte warmteopwekking, met nadruk op de voordelen ten opzichte van traditionele verbranding van fossiele brandstoffen en toepassingen in methaanreforming en CO2-valorisatie.

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.