Miksi vety saattaa yhä olla tulevaisuuden polttoaine

Hydrogen on pitkään pidetty potentiaalisena tulevaisuuden polttoaineena.  Se, joka poistaa fossiilisten polttoaineiden tarpeen sisäisen polttomoottorin (ICE) voimanlähteenä tarjoamalla helposti saatavan puhtaan polttovaihtoehdon.  Mielenkiintoista on, että tämä tulevaisuus muuttuu yhä todennäköisemmäksi, kun tiedemiehet löytävät uusia vetyä maailmasta.  Jotkut luonnollisista maapallon eritteistä ja jotkut entsyymien johdatuksesta suljettuihin kaivoihin.

Yritykset, jotka kehittävät vetypolttokennojen teknologiaa

Seuraavat yritykset ovat omistautuneet vetypolttokennojen ja vety‑ICE‑tekniikan kehittämiseen.

Cummins Inc. (NASDAQ: CMI)

Cummins Inc. (CMI ) perustettiin vuonna 1919, ja siitä on kasvanut globaali johtaja energiaratkaisuissa.  Pääkonttori sijaitsee Columbusissa, Indianassa, ja yritys on tunnettu laajojen energiat tuotteiden suunnittelusta, valmistuksesta, myynnistä ja huollosta, mukaan lukien diesel‑ ja vaihtoehtoiset polttomoottorit, sähkö‑ ja hybridi‑voimalinjat sekä niihin liittyvät komponentit.  Cummins toimii viiden eri segmentin kautta: Engine, Distribution, Components, Power Systems ja New Power.

Viime vuosina Cummins on aktiivisesti siirtynyt kohti kestävämpiä energiaratkaisuja, erityisesti vetyyn keskittyen.  Yrityksen New Power -segmentti, joka lanseerattiin vuonna 2019, on omistautunut sähköistettujen voimansiirtojen, kehittyneen akkuteknologian, polttokennojen ja vedyn tuotannon kehittämiseen.

Merkittävä virstanpylväs Cummins‑yrityksen vedyn suuntaan oli Hydrogenics Corporationin hankinta vuonna 2019.  Johtavana innovaattorina polttokenno‑ ja vedyn tuotantoteknologioissa, Hydrogenicsin integrointi Cummins‑toimintoihin merkitsi suurta edistysaskelta yrityksen sitoutumisessa vety‑pohjaisiin ratkaisuihin.

Strategisten kumppanuuksien ja investointien avulla Cummins asettaa itsensä vedyn talouden eturintamaan hyödyntäen laajaa asiantuntemustaan voimajärjestelmissä ja komponenteissa.  Yrityksen vetyyn keskittyminen korostaa sen omistautumista kestävyyteen ja hiilineutraaliuteen.

Market Cap: $34.34B

Price to Earnings Ratio (P/E): 13.73

Earnings Per Share (EPS): $17.74

Kirjoitushetkellä Cummins (CMI) esitteli yllä olevat mittarit ja se on listattu ‘Buy’-suosituksena useimpien suurten sijoitusyritysten keskuudessa.

Plug Power Inc. (NASDAQ: PLUG)

Plug Power Inc. (PLUG ), perustettu vuonna 1997 ja pääkonttori Lathamissa, New Yorkissa, on edelläkävijä vety‑polttokennoteknologian kehittämisessä.  Yritys suunnittelee, kehittää, valmistaa ja kaupallistaa vety‑polttokennojärjestelmiä, joita käytetään sähkömoottoreiden voimanlähteenä erityisesti sähköisen liikkuvuuden sektorilla.

Plug Powerin innovatiiviset polttokennijärjestelmät on suunniteltu korvaamaan perinteiset akut sähköisissä ajoneuvoissa ja laitteissa, kuten varastoissa ja jakelukeskuksissa käytettävissä trukeissa.  Yrityksen tuotevalikoimaan kuuluu GenDrive, vety‑käyttöinen PEM‑polttokenni, joka tarjoaa voimaa materiaalinkäsittelyn sähköajoneuvoille.

Viime vuosina Plug Power on laajentanut fokusansa polttokenneistä materiaalinkäsittelyyn ja alkanut kohdistaa toimintaansa laajempiin markkinoihin.  Tämä sisältää paikalliset voimajärjestelmät, jakeluajoneuvokannat ja jopa mahdolliset sovellukset ilmailussa.  Yrityksen strategiset yritysostot, kuten United Hydrogenin ja Giner ELX:n hankinnat, ovat vahvistaneet sen asemaa vedyn taloudessa parantamalla vedyn tuotanto‑, nesteytys‑ ja jakelukapasiteetteja.

Plug Powerin sitoutuminen vety‑polttokennoteknologiaan korostaa sen omistautumista kestävien energiaratkaisujen edistämiseen ja visioonsa vihreämmästä tulevaisuudesta.

Market Cap: $7.09B

Forward Price to Earnings Ratio (P/E) 1yr: -12.14

Earnings Per Share (EPS): $-1.33

Kirjoitushetkellä Plug Power (PLUG) esitteli yllä olevat mittarit ja se on listattu ‘Strong Buy’-suosituksena useimpien suurten sijoitusyritysten keskuudessa.

Mitä vety on?

Vety on yksinkertaisin ja yleisin alkuaine maailmankaikkeudessa.  Se on väritön, hajuton ja mauton kaasu normaalissa lämpötilassa ja paineessa.  Vedyllä on yksi elektroni ja yksi protoni, mikä tekee siitä kevyimmän alkuaineen.

Vety on erittäin reaktiivinen elektronirakenteensa vuoksi.  Sillä on yksi elektroni ulommassa kuorissaan, kun taas se tarvitsee kaksi saavuttaakseen vakaan konfiguraation, joka muistuttaa jalokaasua heliumia.  Tämä saa vedyn haluamaan muodostaa sidoksia muiden alkuaineiden kanssa täyttääkseen ulomman kuorensa.  Se muodostaa helposti sidoksen alkuaineiden kanssa, jotka tarvitsevat elektronin oman kuorinsa täydentämiseen, kuten hapen veden (H2O) muodostuksessa, tai toisen vetyatomin kanssa vety‑molekyylin (H2) muodostamiseksi.  Tämä taipumus muodostaa sidoksia muiden alkuaineiden kanssa vakaan elektronikonfiguraation saavuttamiseksi tekee vedystä niin reaktiivisen.

Vetyä käytetään yleisesti eri teollisuudenaloilla, mukaan lukien energia‑ala, jossa sitä pidetään potentiaalisena puhtaana polttoaineena, koska kun sitä käytetään energian tuottamiseen polttokennissa, se vapauttaa ainoastaan vettä sivutuotteena.

Miten sitä käytetään polttoaineena?

Vetyä voidaan käyttää polttoaineena useilla tavoilla:

1. Polttokennit: Polttokennissa vety ja happi yhdistetään tuottamaan sähköä, ja ainoina sivutuotteina syntyy vesi ja lämpö.  Tämä prosessi on puhdas ja tehokas.  Polttokennejä voidaan käyttää monenlaisissa sovelluksissa, rakennusten lämmityksestä sähköajoneuvoihin.
2. Sisäpolttomoottorit: Vetyä voidaan käyttää sisäpolttomoottorissa lähes samalla tavalla kuin bensiinia tai dieseliä.  Tämä on kuitenkin harvinaisempaa ja tyypillisesti vähemmän tehokasta kuin vedyn käyttö polttokenneissä.
3. Sähkön tuotanto: Vetyä voidaan polttaa turbiinissa sähkön tuottamiseksi, samoin kuin maakaasuturbiineissa.
4. Energiavarastointi: Vety voi toimia energian varastointivälineenä.  Ylimääräistä uusiutuvaa energiaa (kuten tuuli‑ tai aurinkoenergiaa) voidaan käyttää vedyn tuottamiseen elektrolyysin avulla.  Tämä vety voidaan sitten varastoida ja käyttää myöhemmin, kun energian kysyntä on suuri tai uusiutuva tuotanto on vähäistä.

Vetyä polttoaineena käyttämisen suurin etu on, että se tuottaa ainoastaan vettä poltettaessa tai polttokennissa, mikä tekee siitä puhtaan energialähteen, joka ei lisää kasvihuonekaasupäästöjä.

Miksi vety polttoaineena on tärkeä?

Siirtyminen vedyn käyttöön polttoaineena on tärkeä useista syistä:

1. Ympäristövaikutus: Vety, kun sitä käytetään polttokennissa, tuottaa ainoastaan vettä sivutuotteena, mikä tekee siitä puhtaan energialähteen.  Tämä voi merkittävästi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä ja auttaa hillitsemään ilmastonmuutosta.
2. Energiaturva: Vetyä voidaan tuottaa monista eri lähteistä, kuten vedestä, maakaasusta ja biomassasta.  Tämä energialähteiden monipuolistaminen voi lisätä energian turvaa ja vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista.
3. Monipuolisuus: Vetyä voidaan käyttää laajassa sovellusvalikoimassa, ajoneuvoista kodin lämmitykseen ja sähkön tuotantoon.  Tämä monipuolisuus tekee siitä mahdollisesti tärkeän osan kestävää energiatulevaisuutta.

Kuitenkin vedyn polttoaineena käyttöön liittyy myös haasteita, kuten perinteisesti melko energiaintensiiviset tuotantoprosessit.  Lisäksi on otettava huomioon varastointi‑ ja kuljetusvaikeudet sekä merkittävän infrastruktuurin kehittämistarve.  Näistä haasteista huolimatta vedyn potentiaaliset hyödyt tekevät siitä tärkeän fokuskohdan siirryttäessä kohti kestävämpää energiajärjestelmää.

Vetylähteet

Kuten jo olemme todenneet, vedyn atomirakenne tekee siitä erityisen reaktiivisen.  Tämä ominaisuus on pitkään saanut meidät uskomaan, että puhdasta vetyä on vaikea löytää luonnosta, mikä on johtanut riippuvuuteen tekniikoista, kuten elektrolyysistä, vedyn tuotantoon.  Kuitenkin viime vuosina on tapahtunut useita kehityksiä, jotka viittaavat siihen, että tämä ajatus saattaa olla virheellinen.

Öljynkaivojen entsyymit

Ihmiset ovat poranneet öljyä keskiltä 1800‑luokkaa.  Tämän toiminnan seurauksena maailmassa on lukuisia hylättyjä ja ehtyneitä kaivoja.  Mielenkiintoista on, että tiedemiehet ovat havainneet, että vaikka kaivot olisivat ehtyneet öljystään, niiden syvyyksistä on nyt mahdollisuus nostaa kestävämpää polttoainetta – vetyä.

Tämä on mahdollista yritysten, kuten Cemvita Factorin, avulla, jotka kehittävät erikoistuneita entsyymejä, jotka kun ne johdetaan ehtyneisiin kaivoihin, hajottavat jäljelle jääneitä hiilivetyjä eri komponentteihin, joista yksi on vety.  Yritys kutsuu tästä prosessista syntynyttä vetyä ‘Gold Hydrogen’.

Luonnolliset vetyvarannot

Vaikka entsyymien käyttö ehtyneissä kaivoissa on erinomainen tapa elvyttää olemassa oleva resurssi, onko se ainoa tapa tuottaa varantoja?  Mielenkiintoista on, että viime vuosina on tehty useita löytöjä massiivisista, luonnollisesti muodostuvista vetykaasu‑purseista.  Joitakin maita, joissa tällaisia esimerkkejä on löydetty, ovat:

• Australia
• Kanada
• Ranska
• Saksa
• Japani
• Venäjä
• Uusi‑Seelanti

Näistä ilmiöistä huolimatta tiedemiehet oppivat yhä, mistä vety tarkalleen ottaen tulee, varantojen laajuudesta ja mahdollisista ympäristövaikutuksista, jos vetyä nostetaan.  Siitä huolimatta näiden kerrostumien potentiaali nopeuttaa vedyn laajamittaista käyttöönottoa polttoaineena on valtava.

Lopullinen sana

Kaiken kaikkiaan vety on edelleen houkutteleva vaihtoehto/korvaaja jatkuvalle fossiilisten polttoaineiden riippuvuudellemme.  Onneksi tiedemiesten kekseliäisyyden ansiosta maailmalla voimme pian saada käyttöömme edullisempia ja runsaampia vetyvarantoja sekä luonnollisista että käsitellyistä kaivoista.  Tässä tapauksessa vedyn tuotantokustannukset laskevat, mikä tekee siitä entistä houkuttelevamman polttoaineen yrityksille, kuten Cummins ja Plug Power, kehittää ratkaisuja sen ympärille. suomeksi.