Energi
Hvordan AI kan fremskynde produktionen af grøn brint
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google
Grøn brint er den manglende nøgle til en fremtid uden fossile brændstoffer. Årsagen er, at elektricitet alene ikke kan fuldstændigt afkarbonisere industrier, der er afhængige af brændstoffer og kemiske råmaterialer. Dette omfatter enorme sektorer af økonomien, såsom tung transport på vej, skibsfart, luftrejser, kemikalieproduktion, stålproduktion og anden metallurgi, minedrift osv.
For alle disse aktiviteter kan grøn brint direkte, eller omdannet til ammoniak eller vedvarende brændstoffer, hjælpe med at drive aktiviteter, der kræver flydende brændstof, men uden at være afhængige af fossile brændstofressourcer.
Potentialet i denne teknologi blev for nylig analyseret i en undersøgelse af forskere ved McGill University (Canada) og Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Bhopal (India). I den diskuterer de de forskellige mulige kilder til grøn brint samt de elektrokemiske metoder, der kan bruges til at skabe bæredygtige flydende brændstoffer og andre kulbrintprodukter.
De offentliggjorde deres resultater i Renewable and Sustainable Energy Reviews1, under titlen “Electrochemical energy technologies: Current progress and future opportunities for sustainable energy transitions”.
Hvorfor gasformige og flydende brændstoffer betyder noget
Den vigtigste grund til at forfølge afkarbonisering er klimaforandringer, drevet af stigningen i drivhusgasemissioner, hvor den vigtigste er CO2, efterfulgt af metan (CH4).
“Manglende omvendelse af negativ klimaforandring medfører risici relateret til økonomisk ustabilitet, ekstreme vejrhændelser og voksende sociale uligheder ”
Som følge heraf er det afgørende at reformere vores fossile brændstofbaserede energisystem. Desværre er dette langt fra færdigt, selv med den nylige stigning i vedvarende energi, da dette primært har påvirket elproduktionen. Men størstedelen af menneskehedens primære energiforbrug bruger ikke elektricitet. I stedet bruges denne energi til opvarmning, industriel produktion, skibsfart, flyvning, transport med lastbiler osv. Som følge heraf er den enorme majoritet af energikilder stadig fossile brændstoffer, hvor kul, olie og gas udgør mere end 80 % af de globale energikilder.
Kilde IEA
Decarbonisering af disse aktiviteter kan være vanskelig af flere grunde:
- Eksisterende systemer kan ikke køre på elektricitet, og det vil i bedste fald tage flere årtier at erstatte den nuværende flåde af lastbiler, skibe, fly, fabrikker, støberier osv. med elektrificerede alternativer.
- Mange af disse systemer har simpelthen ingen elektrisk alternativ til flydende brændstof og forbrænding for at kunne fungere effektivt nok.
- Grønne brændstofalternativer har indtil nu været for dyre til økonomisk at konkurrere med fossile brændstoffer.
Der er derfor behov for grønne kulbrinter, molekyler hovedsageligt bestående af carbon- og hydrogenatomer, som er kemisk identiske med fossile brændstoffer, hvilket gør det muligt at afkarbonisere de eksisterende energi-, logistik- og industrifaciliteter uden at skulle elektrificere hurtigt, en opgave der, afhængigt af situationen, kan være meget vanskelig (lastbiltransport, opvarmning) til direkte umulig (lufttransport).
Overgang til et bæredygtigt energisystem
Vigtigheden af grøn brint
Brint er et rigeligt element, især i form af vand (H2O), men kan ikke findes i sin rene form (H2) i naturen. Så for at kunne bruges til produktion af grøn brint, skal det først produceres, hvilket forbruger energi.
For at brint kan bidrage meningsfuldt til afkarbonisering, skal dens produktion også have et lavt CO2-aftryk. Elektrolyse drevet af vedvarende elektricitet er den mest kendte vej, mens nye teknikker også kan udvinde brint fra biomasseafledte molekyler ved væsentligt lavere spændinger.
Når elektricitet bruges til at producere brint til at lave nyttige grønne kulbrinter, kaldes sådanne metoder generelt “Power-to-X”, hvor “X” kan erstattes af gas, olie eller enhver anden kemisk forbindelse, hvor elektrokemisk konversion omdanner ren brint og CO2 eller anden kulstofkilde til nyttige, let anvendelige og lagringsvenlige produkter.
En yderligere fordel ved at omdanne brint til andre forbindelser er, at brint er notorisk svært at lagre og transportere. Metan eller flydende brændstoffer er derimod meget lettere.
Endelig betyder den intermitterende karakter af vedvarende elproduktion, at energiproduktionen til tider overstiger efterspørgslen, og produktion af brint kan absorbere et sådant overskud, som i øjeblikket for det meste går til spilde.
“Methanol produceret ved elektrokemisk reduktion af kuldioxid kan være en miljøvenlig energibærer med højere energitæthed sammenlignet med brint, hvilket reducerer omkostninger og udfordringer såsom lagring og transport. Metan kan produceres ved elektrokemisk reduktion af kuldioxid og kan lagres i eksisterende naturgasledninger”.
De mange veje til bæredygtige brændstoffer
Undersøgelsen identificerer ikke mindre end 16 forskellige værdiskabende kemikalier, der kan fremstilles ved brug af grøn brint, såsom kulilte (hovedbestanddel i syntesegas), myresyre, methanol, metan, ethanol, ethylen og propanol. I mange tilfælde er dette en flertrinsproces med lige så nyttige kemiske mellemprodukter.
En anden mulighed for grøn brint fra en elektrolyseur er brint produceret fra biomasse. Indledningsvis er nogle strategier, der bruger bakteriel nedbrydning, blevet forfulgt, men udbyttet viste sig at være for lavt.
En ny lovende teknologi er den anodiske generering af brint direkte fra biomasseplatformmolekyler. Dette kan udføres ved en betydeligt lavere spænding end de sædvanlige teknikker baseret på iltudviklingsreaktioner (OER).
Kobberbaserede katalysatorer anvendes overvejende til denne metode, men de har stadig brug for forbedring for at undgå deaktivering af katalysatoren. Tilføjelse af andre metaller eller elementer, eller indførelse af avanceret nanostruktur i bulk-kobber kan forbedre ydeevnen radikalt.
AI, elektrolyseure og brint
Elektrolyseure, der nedbryder vand til brint eller behandler biomasse til mere nyttige forbindelser, er et lovende område for grøn energi og brintproduktion.
Indtil videre er forbedringen af katalysatorer til denne proces primært opnået ved at afprøve mange nye kombinationer af forskellige elementer, katalysatortyper, nanostrukturer og ladningsoverførsler. Dette skaber dog næsten uendelige kombinationer uden en simpel matematisk model til at forudsige, hvordan et nyt katalysatordesign vil opføre sig i den virkelige verden.
AI kan hjælpe med at løse dette problem, da det allerede anvendes på denne måde inden for andre områder af grøn energi. For eksempel er AI blevet brugt i udviklingen af fotovoltaiske enheder til at forudsige de korrekte båndgab og defektenergi i de optoelektroniske materialer, hvilket hjælper med at fremskynde opdagelsen af nye materialer.
På samme måde har AI haft succes med at opdage nye redox-elektrolytter til redox-flow-batterier gennem en grundig prøvetagning af det store kemiske rum for aktive organiske molekyler for at identificere egnede elektrolytter, eller for nye elektrodmaterialer til faststof Na-ion- og Li-ion-batterier.
For elektrokemiske energiteknologier kan AI gøre et komplekst billede lettere at håndtere for forskere.
“AI kan levere information om overfladeaktivitet, placering af aktive steder på overfladen med bindingsafstande, bindingsenergi for reaktanter, produkter og mellemprodukter i de elektrokemiske reaktioner baseret på kvaliteten af de data, der bruges til at træne AI-modellerne”.
Denne metode kan fjerne meget af gætteri og hurtigt levere nye og mere lovende kandidatmaterialer, som derefter kan testes i laboratorier.
En anden anvendelse af AI er at designe processen, så den ud over grøn brint også leverer elektrokemisk værdisætning af biomasse, hvilket resulterer i nyttige syrer, aldehyder, furane og alkoholer.
“Robuste AI-modeller kan anvendes på både eksperimentelle og simuleringsdata for at indfange strukturelle‑egenskabsrelationer til den rationelle design af den elektrokemiske reaktionsopsætning for at opnå god selektivitet, kontrol og høj Faradaisk effektivitet af de ønskede produkter”.
Kommercialisering er aldrig let
Selvom den er lovende og sandsynligvis vil blive mere rentabel og nyttig takket være AI, er den elektrokemiske produktion af brint ved elektrolyseure, fra vand eller fra biomasse, stadig ikke opnået i stor skala til en meget lav pris per kilogram. Først da vil den kunne konkurrere effektivt med fossile brændstoffer.
Yderligere udrulning af denne teknologi er nødvendig, og ikke kun forbedring af de lovende koncepter i laboratorier.
Holdbarhed, selektivitet, strømstyrke og økonomi på pilot‑skala skal alle forbedres for at gøre den lovende metode på laboratorieniveau til noget, der kan implementeres i den terawatt‑skala, der kræves for at begynde at skubbe kul, gas og olie væsentligt ud af de globale energisystemer.
Det er dog sandsynligt, at det kommer snart, især da forbedring af økonomien for elektrolyseure og grønne brændstoffer sandsynligvis er noget lettere end at håndtere elektrificeringen af de fleste teknologier og infrastrukturer, som den moderne civilisation har bygget i de sidste 100 år.
For investorer er mange af de ovenfor diskuterede elektrokemiske veje stadig for tidlige til at give direkte eksponering på de offentlige markeder. En mere praktisk tilgang er at se på virksomheder, der allerede kommercialiserer den underliggende infrastruktur, der er nødvendig for at producere og bruge brint i stor skala. En af de mere etablerede børsnoterede muligheder er Bloom Energy, hvis solid‑oxid elektrolyseur‑ og brændselscelleteknologier giver eksponering til den bredere opbygning af elektrokemiske energisystemer.
Investering i vedvarende brændstoffer
Bloom Energy
BE Prisdiagram
Bloom Energy er en global leder inden for elektrolyseur‑teknologi og brændselsceller.
I øjeblikket har virksomhedens primære marked været inden for brændselsceller, der omdanner brændstof til højtydende elektricitet uden forbrænding, og producerer højtemperaturluft og en højkoncentrations CO2‑strøm. Designet er iboende modulært, hvor mere kraft blot kræver flere celler, op til megawatt‑skala.
Kilde: Bloom Energy
Fra 2024 til i dag har Bloom Energy fokuseret om fra sit oprindelige marked med hospitaler, fjerntliggende steder og backup‑strømproduktion til datacentre, hvilket har ført til en enorm vækst i både salg og aktiekurs.
Dette hjælpes også af overgangen i AI‑datacentre til fuld DC‑arkitektur (i stedet for den nuværende AC/DC‑mix), hvilket sparer plads og udstyr til AI‑datacenterinfrastruktur.
Bloom indledte et partnerskab for at kombinere sin brændselscelleteknologi med kulstoffangstteknologi, så den producerede energi i bund og grund er CO2‑neutral, selv når den drives af naturgas. Og siden 2022 har virksomheden begyndt at producere højtydende brint solid‑oxid elektrolyseure.
Dette giver Bloom relevant ekspertise i skalering af elektrokemiske systemer, selvom biomasse‑elektrolyse og CO2‑konverteringsveje, der diskuteres i undersøgelsen, i dag ligger uden for deres kernekommercielle tilbud.
Alligevel bør investorer primært investere i Bloom Energys fremtidige succes på datacentermarkedet, da dette i langt højere grad vil bestemme dens umiddelbare succes end den potentielle fremtidige udvidelse på hydrogen‑ og grønne brændstofmarkeder.
(Du kan læse mere om Bloom Energy i vores investeringsrapport dedikeret til virksomheden)
Seneste nyheder og udviklinger om Bloom Energy (BE) aktien
Studie refereret
1. Ignacio Aguilar at al. Electrochemical energy technologies: Current progress and future opportunities for sustainable energy transitions. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 242, december 2026, 117313. https://doi.org/10.1016/j.rser.2026.117313
