De kracht van hernieuwbare energie: Een nieuw tijdperk voor schone energie

De IEA 2023 Net Zero Roadmap update schetst stappen voor een 1,5°C-gerichte energietransitie, met de nadruk op een snelle inzet van schone energie en innovatie. Het stelt belangrijke mijlpalen voor 2030 vast, waaronder het verdrievoudigen van hernieuwbare energie, het verbeteren van de efficiëntie, het verhogen van de verkoop van elektrische voertuigen en het verminderen van de methaanuitstoot. Wereldwijde samenwerking en investeringen zijn cruciaal.

Katalytische methaanontleding (CMD) biedt CO2-vrije waterstofproductie met behulp van overgangsmetaalkatalysatoren, waarbij de uitdagingen van katalysatordeactivatie worden overwonnen door strategieën zoals bimetaalkatalysatoren en innovaties in het reactorontwerp. Het is economisch concurrerend en maakt potentieel koolstofnegatieve waterstofproductie via biogas mogelijk, met waardevolle koolstofbijproducten.

Het document geeft een analyse van 19 waterstofproductiemethoden, met de nadruk op efficiëntie, kosten en ecologische duurzaamheid. Het identificeert de efficiëntie van reforming van fossiele brandstoffen en de hoge milieubelasting van niet-hernieuwbare bronnen. Hernieuwbare methoden zijn duurzamer, maar minder ontwikkeld. Hybride benaderingen bieden evenwichtige resultaten, terwijl verdere innovatie nodig is voor echt duurzame waterstofproductie.

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.