Γιατί το Υδρογόνο Μπορεί Να Παραμένει Το Καύσιμο Του Μέλλοντος

Hydrogen has long been noted as a potential fuel for the future.  One that will eliminate the need for fossil fuels to power internal combustion engines (ICE) by offering a clean burning alternative that is easily accessible.  Interestingly, this future is becoming more likely as scientists are now discovering new sources of hydrogen around the world.  Some through natural excretions from the Earth and some through the introduction of enzymes into capped wells.

Εταιρείες που Αναπτύσσουν Τεχνολογία Υδρογόνου Καυστικών Κυψελών

The following are each companies that have dedicated divisions surrounding the development of Hydrogen fuel cells and Hydrogen ICE.

Cummins Inc. (NASDAQ: CMI)

Ιδρυθείσα το 1919, η Cummins Inc. (CMI ) έχει εξελιχθεί σε παγκόσμιο ηγέτη στις λύσεις ενέργειας.  Με την έδρα της στο Κολόμπους, Ιντιάνα, η εταιρεία είναι γνωστή για το σχεδιασμό, την κατασκευή, την πώληση και την εξυπηρέτηση μιας ευρείας γκάμας προϊόντων ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των κινητήρων ντίζελ και εναλλακτικών καυσίμων, των ηλεκτρικών και υβριδικών συστημάτων κίνησης και των συναφών εξαρτημάτων.  Η Cummins λειτουργεί μέσω πέντε διακριτών τμημάτων: Engine, Distribution, Components, Power Systems, και New Power.

Τα τελευταία χρόνια, η Cummins προχωρά ενεργά προς πιο βιώσιμες ενεργειακές λύσεις, με ιδιαίτερη έμφαση στο υδρογόνο. Το τμήμα New Power της εταιρείας, που λανσαρίστηκε το 2019, είναι αφιερωμένο στην ανάπτυξη ηλεκτροποιημένων συστημάτων κίνησης, προηγμένης τεχνολογίας μπαταριών, καυστικών κυψελών και παραγωγής υδρογόνου.

Ένα σημαντικό ορόσημο στη μετάβαση της Cummins προς το υδρογόνο ήταν η εξαγορά της Hydrogenics Corporation το 2019. Ως κορυφαίος καινοτόμος στις τεχνολογίες καυστικών κυψελών και παραγωγής υδρογόνου, η ενσωμάτωση της Hydrogenics στις λειτουργίες της Cummins σηματοδότησε ένα σημαντικό βήμα προς την δέσμευση της εταιρείας για λύσεις βασισμένες στο υδρογόνο.

Μέσω στρατηγικών συνεργασιών και επενδύσεων, η Cummins τοποθετεί τον εαυτό της στην πρώτη γραμμή της οικονομίας υδρογόνου, αξιοποιώντας την εκτενή της εμπειρία σε συστήματα ενέργειας και εξαρτήματα.  Η εστίαση της εταιρείας στο υδρογόνο υπογραμμίζει την αφοσίωσή της στη βιωσιμότητα και την αποανθρακοποίηση.

Κεφαλαιοποίηση: $34.34B

Αναλογία Τιμής προς Κέρδη (P/E): 13.73

Κέρδη ανά Μετοχή (EPS): $17.74

Κατά τη στιγμή της συγγραφής, η Cummins (CMI) παρουσίαζε τα παραπάνω μετρικά και κατατάσσεται ως ‘Αγορά’ από τις περισσότερες μεγάλες επενδυτικές εταιρείες.

Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG)

Η Plug Power Inc. (PLUG ), ιδρυθείσα το 1997 και με έδρα το Λάθαμ, Νέα Υόρκη, αποτελεί πρωτοπόρο δύναμη στην ανάπτυξη τεχνολογίας υδρογόνου καυστικών κυψελών. Η εταιρεία σχεδιάζει, αναπτύσσει, κατασκευάζει και εμπορευματοποιεί συστήματα υδρογόνου καυστικών κυψελών που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ηλεκτρικών μοτέρ κυρίως στον τομέα της ηλεκτρικής κινητικότητας.

Τα καινοτόμα συστήματα καυστικών κυψελών της Plug Power έχουν σχεδιαστεί για να αντικαθιστούν τις συμβατικές μπαταρίες σε ηλεκτρικά οχήματα και εξοπλισμό, όπως οι γερανοφόροι που χρησιμοποιούνται σε αποθήκες και κέντρα διανομής. Η σειρά προϊόντων της εταιρείας περιλαμβάνει το GenDrive, ένα σύστημα PEM καυστικής κυψέλης που τροφοδοτείται με υδρογόνο και παρέχει ενέργεια σε ηλεκτρικά οχήματα διαχείρισης υλικού.

Τα τελευταία χρόνια, η Plug Power έχει επεκτείνει την εστίασή της πέρα από τις καυστικές κυψέλες για διαχείριση υλικού και έχει αρχίσει να στοχεύει σε ευρύτερες αγορές. Αυτό περιλαμβάνει σταθερά συστήματα ενέργειας, στόλους οχημάτων παράδοσης και ακόμη πιθανές εφαρμογές στην αεροπορία. Οι στρατηγικές εξαγορές της εταιρείας, όπως η United Hydrogen και η Giner ELX, έχουν ενισχύσει περαιτέρω τη θέση της στην οικονομία υδρογόνου βελτιώνοντας τις δυνατότητές της στην παραγωγή, υγροποίηση και διανομή υδρογόνου.

Η δέσμευση της Plug Power στην τεχνολογία υδρογόνου καυστικών κυψελών υπογραμμίζει την αφοσίωσή της σε βιώσιμες ενεργειακές λύσεις και το όραμά της για ένα πιο πράσινο μέλλον.

Κεφαλαιοποίηση: $7.09B

Μπροστινή Αναλογία Τιμής προς Κέρδη (P/E) 1 έτος: -12.14

Κέρδη ανά Μετοχή (EPS): $-1.33

Κατά τη στιγμή της συγγραφής, η Plug Power (PLUG) παρουσίαζε τα παραπάνω μετρικά και κατατάσσεται ως ‘Ισχυρή Αγορά’ από τις περισσότερες μεγάλες επενδυτικές εταιρείες.

Τι είναι το Υδρογόνο;

Το υδρογόνο είναι το πιο απλό και πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν. Είναι αέριο άχρωμο, άοσμο και άγευστο υπό κανονικές συνθήκες. Το υδρογόνο έχει ένα μόνο ηλεκτρόνιο και ένα πρωτόνιο, καθιστώντας το το ελαφρύτερο στοιχείο.

Το υδρογόνο είναι ιδιαίτερα αντιδραστικό λόγω της διαμόρφωσης των ηλεκτρονίων του. Έχει ένα ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του κελύφωση, ενώ χρειάζεται δύο για να επιτύχει μια σταθερή διαμόρφωση παρόμοια με το ευγενές αέριο ήλιο. Αυτό κάνει το υδρογόνο πρόθυμο να σχηματίζει δεσμούς με άλλα στοιχεία για να γεμίσει την εξωτερική του κελύφωση. Δημιουργεί εύκολα δεσμούς με στοιχεία που χρειάζονται ένα ηλεκτρόνιο για να ολοκληρώσουν τις δικές τους εξωτερικές κελύφους, όπως το οξυγόνο στη δημιουργία του νερού (H2O), ή με ένα άλλο άτομο υδρογόνου για να σχηματίσει μόριο υδρογόνου (H2). Αυτή η προδιάθεση για σχηματισμό δεσμών με άλλα στοιχεία ώστε να επιτύχει σταθερή ηλεκτρονική διαμόρφωση είναι αυτό που καθιστά το υδρογόνο τόσο αντιδραστικό.

Το υδρογόνο χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους κλάδους, συμπεριλαμβανομένου του ενεργειακού τομέα, όπου θεωρείται πιθανή καθαρή πηγή καυσίμου επειδή όταν χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας σε καυστική κυψέλη, εκλύει μόνο νερό ως παραπροϊόν.

Πώς Χρησιμοποιείται ως Καύσιμο;

Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο με διάφορους τρόπους:

1. Καυστικές Κυψέλες: Σε μια καυστική κυψέλη, το υδρογόνο και το οξυγόνο συνδυάζονται για να παράγουν ηλεκτρισμό, με το νερό και τη θερμότητα ως τα μόνα παραπροϊόντα. Αυτή η διαδικασία είναι καθαρή και αποδοτική. Οι καυστικές κυψέλες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μια σειρά εφαρμογών, από την τροφοδοσία κτιρίων έως τα ηλεκτρικά οχήματα.
2. Εσωτερικοί Καυτήρες: Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εσωτερικό καυτήρα με παρόμοιο τρόπο όπως η βενζίνη ή το ντίζελ. Ωστόσο, αυτό είναι λιγότερο συνηθισμένο και συνήθως λιγότερο αποδοτικό σε σύγκριση με τη χρήση υδρογόνου σε καυστικές κυψέλες.
3. Παραγωγή Ενέργειας: Το υδρογόνο μπορεί να καεί σε τουρμπίνα για την παραγωγή ηλεκτρισμού, παρόμοια με τις τουρμπίνες φυσικού αερίου.
4. Αποθήκευση Ενέργειας: Το υδρογόνο μπορεί να λειτουργήσει ως μέσο αποθήκευσης ενέργειας. Η πλεονάζουσα ανανεώσιμη ενέργεια (όπως η αιολική ή η ηλιακή) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης. Αυτό το υδρογόνο μπορεί στη συνέχεια να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί αργότερα όταν η ζήτηση ενέργειας είναι υψηλή ή η παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας είναι χαμηλή.

Το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης του υδρογόνου ως καυσίμου είναι ότι παράγει μόνο νερό όταν καίγεται ή χρησιμοποιείται σε καυστική κυψέλη, καθιστώντας το μια καθαρή πηγή ενέργειας που δεν συμβάλλει στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Γιατί το Υδρογόνο ως Καύσιμο Είναι Σημαντικό;

Η μετάβαση στη χρήση του υδρογόνου ως καυσίμου είναι σημαντική για διάφορους λόγους:

1. Περιβαλλοντική Επίδραση: Το υδρογόνο, όταν χρησιμοποιείται ως καύσιμο σε καυστικές κυψέλες, παράγει μόνο νερό ως παραπροϊόν, καθιστώντας το μια καθαρή πηγή ενέργειας. Αυτό μπορεί να μειώσει σημαντικά τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και να βοηθήσει στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής.
2. Ενεργειακή Ασφάλεια: Το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί από διάφορους πόρους, όπως το νερό, το φυσικό αέριο και η βιομάζα. Αυτή η διαφοροποίηση των ενεργειακών πηγών μπορεί να αυξήσει την ενεργειακή ασφάλεια και να μειώσει την εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα.
3. Πολυμορφία: Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από την τροφοδοσία οχημάτων μέχρι τη θέρμανση κατοικιών και την παραγωγή ηλεκτρισμού. Αυτή η πολυμορφία το καθιστά ένα πιθανώς σημαντικό μέρος ενός βιώσιμου ενεργειακού μέλλοντος.

Ωστόσο, υπάρχουν επίσης προκλήσεις που σχετίζονται με τη χρήση του υδρογόνου ως καυσίμου, συμπεριλαμβανομένων των διαδικασιών παραγωγής που παραδοσιακά είναι αρκετά ενεργοβόρες. Πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη οι δυσκολίες αποθήκευσης και μεταφοράς, καθώς και η ανάγκη για σημαντική ανάπτυξη υποδομών. Παρά αυτές τις προκλήσεις, τα δυνητικά οφέλη του υδρογόνου το καθιστούν σημαντικό πεδίο εστίασης στην μετάβαση προς ένα πιο βιώσιμο ενεργειακό σύστημα.

Πηγές Υδρογόνου

Όπως έχουμε ήδη επισημάνει, η ατομική δομή του υδρογόνου το καθιστά ιδιαίτερα αντιδραστικό. Αυτό το χαρακτηριστικό μας έχει κάνει να πιστεύουμε για πολύ καιρό ότι το καθαρό υδρογόνο είναι δύσκολο να βρεθεί στη φύση, οδηγώντας σε εξάρτηση από τεχνικές όπως η ηλεκτρόλυση για την παραγωγή προμήθειας. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια έχουν σημειωθεί διάφορες εξελίξεις που υποδεικνύουν ότι αυτή η άποψη μπορεί να είναι λανθασμένη.

Ένζυμα Φρέατος Πετρελαίου

Οι άνθρωποι εξορύσσουν πετρέλαιο από τα μέσα του 19ου αιώνα. Ως αποτέλεσμα αυτής της δραστηριότητας, υπάρχουν αμέτρητα εγκαταλελειμμένα και εξαντλημένα φρέατα σε όλο τον κόσμο. Ενδιαφέρον είναι ότι οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι, ενώ τα φρέατα μπορεί να είναι εξαντλημένα από το πετρέλαιο, υπάρχει τώρα η δυνατότητα να εξαχθεί ένα πιο βιώσιμο καύσιμο από τα βάθη τους – το υδρογόνο.

Αυτό καθίσταται δυνατό από εταιρείες όπως η Cemvita Factor, οι οποίες αναπτύσσουν εξειδικευμένα ένζυμα που, όταν εισάγονται σε εξαντλημένα φρέατα, διασπούν τα υπολειπόμενα υδρογονάνθρακες σε διάφορα συστατικά, με το υδρογόνο να είναι ένα από αυτά. Η εταιρεία αναφέρεται στο υδρογόνο που παράγεται από αυτή τη διαδικασία ως «Χρυσό Υδρογόνο».

Φυσικά Αποθέματα Υδρογόνου

Ενώ η εισαγωγή ενζύμων σε εξαντλημένα φρέατα είναι μια εξαιρετική προσέγγιση για την αναζωογόνηση ενός υπάρχοντος πόρου, είναι η μοναδική μέθοδος παραγωγής προμήθειας; Ενδιαφέρον είναι ότι τα τελευταία χρόνια έχουν υπάρξει πολλαπλές ανακαλύψεις τεράστιων, φυσικά σχηματισμένων, κοιτασμάτων υδρογόνου. Μερικές χώρες στις οποίες έχουν βρεθεί τέτοια παραδείγματα περιλαμβάνουν,

• Αυστραλία
• Καναδά
• Γαλλία
• Γερμανία
• Ιαπωνία
• Ρωσία
• Νέα Ζηλανδία

Παρά αυτές τις εμφανίσεις, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μαθαίνουν για τη διαδικασία προέλευσης του υδρογόνου, το μέγεθος των αποθεμάτων και την πιθανή επίδραση στο περιβάλλον εάν εξαχθεί. Παρά ταύτα, η δυνατότητα αυτών των αποθεμάτων να επιταχύνουν την ευρεία υιοθέτηση του υδρογόνου ως πηγή καυσίμου είναι τεράστια.

Τελική Λέξη

Συνολικά, το υδρογόνο παραμένει μια ελκυστική εναλλακτική/αντικατάσταση για τη συνεχή εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα. Ευτυχώς, χάρη στην εφευρετικότητα των επιστημόνων παγκοσμίως, σύντομα μπορεί να έχουμε πρόσβαση σε πιο προσιτές και άφθονες προμήθειες υδρογόνου μέσω τόσο φυσικών όσο και επεξεργασμένων φρεατίων. Με αυτήν την κατάσταση, θα υπάρξει μια επακόλουθη μείωση του κόστους παραγωγής του υδρογόνου, καθιστώντας το ακόμη πιο ελκυστικό καύσιμο για εταιρείες όπως η Cummins και η Plug Power να αναπτύξουν λύσεις γύρω από αυτό.