Zeleni vodonik postao je jedan od osnovnih stubova Fonda za oporavak EU. Neka sredstva bit će najveći stimulativni paket ikada financiran iz proračuna EU, s ukupnom ekonomskom injekcijom od 1.8 bilijuna eura koja se koristi za obnovu Europe nakon COVID-19. Energetska tranzicija je jedna od osi ovog oporavka, od čega se 30% budžeta izdvaja za klimatske promjene. Ovdje je vodonik zelen počinje dobivati status privlačeći sve više interesa i stavljajući ga u javnu raspravu kao jedan od osnovnih stupova ekonomske dekarbonizacije. Ali šta je zapravo zeleni vodonik?
U ovom članku ćemo vam reći što je zeleni vodik, koje su njegove karakteristike i važnost.
Šta je zeleni vodonik
Vodik je najzastupljeniji hemijski element na zemlji, ali ima problem: nije slobodno dostupan u okolini (na primjer, u rezervoarima), ali se uvijek kombinira s drugim elementima (na primjer, u vodi, H2O ili metanu, CH4). StogaDa bi se mogao koristiti u energetskim aplikacijama, prvo se mora osloboditi, odnosno odvojiti od ostalih elemenata.
Da bi se izvršilo ovo razdvajanje i došlo do slobodnog vodonika, potrebno je izvršiti neke procese i na njih se troši energija. Ovo definira vodik kao nosač energije, a ne kao primarnu energiju ili gorivo koje mnogi ljudi smatraju. Zeleni vodonik je nosač energije, a ne glavni izvor energije. Drugim riječima, vodonik je tvar koja može pohraniti energiju, a koja se zatim može kontrolirano otpustiti negdje drugdje. Dakle, može se uporediti sa litijumskim baterijama koje čuvaju električnu energiju, a ne fosilna goriva poput prirodnog plina.
Potencijal vodonika u borbi protiv klimatskih promjena leži u njegovoj sposobnosti da nadomjesti fosilna goriva u aplikacijama gdje je dekarbonizacija složenija, poput pomorskog i zračnog transporta ili određenih industrijskih procesa. Šta više, ima veliki potencijal kao sezonski sistem za skladištenje energije (dugoročno), koji mogu dugo akumulirati energiju, a zatim je koristiti na zahtjev.
Porijeklo i vrste vodonika
Kao bezbojni plin, istina je da kada govorimo o vodiku obično koristimo vrlo šarene izraze da bismo ga izrazili. Mnogi od vas čuli su za vodonik zelenu, sivu, plavu itd. Boja koja je dodijeljena vodiku nije ništa drugo do oznaka koja se koristi za njegovo klasificiranje prema njegovom podrijetlu i količini ugljičnog dioksida koji se oslobađa tokom njegove proizvodnje. Drugim riječima, jednostavan način da shvatite koliko je "čist":
- Smeđi vodonik: Dobiva se rasplinjavanjem ugljena, a tokom proizvodnog procesa oslobađa se ugljični dioksid. Ponekad se naziva i crni vodonik.
- Sivi vodik: dobijen reformom prirodnog plina. Trenutno je to najbrojnija i najjeftinija proizvodnja, iako se očekuje porast troškova zbog cijena prava na emisiju ugljičnog dioksida. Proizvodnja 1 tone H2 pepela emitirat će 9 do 12 tona CO2.
- Plavi vodik: Također se proizvodi reformom prirodnog plina, razlika je u tome što se dio ili sve emisije CO2 izbjegavaju sustavom za hvatanje ugljika. Kasnije se ovaj ugljični dioksid može koristiti za proizvodnju sintetičkih goriva, na primjer.
- Zeleni vodonik: Dobiva se elektrolizom vode koristeći električnu energiju iz obnovljivih izvora. Najskuplji je, ali kako se smanjuju troškovi obnovljive energije i elektrolizatora, očekuje se da će se njegova cijena postupno smanjivati. Druga vrsta zelenog vodika proizvodi se iz bioplina koristeći stočni, poljoprivredni i / ili komunalni otpad.
U stvari, proces proizvodnje zelenog vodika nije nimalo kompliciran: elektroliza jednostavno koristi električnu struju za razgradnju vode (H2O) na kisik (O2) i vodik (H2). Pravi izazov je konkurentnost, koja zahtijeva puno jeftine obnovljive električne energije (koja je više ili manje fiksna), te učinkovita i skalabilna tehnologija ćelijske elektrolize.
Upotreba zelenog vodika
U teoriji, jedan od najefikasnijih načina dekarbonizacije ekonomije je pokušaj elektrifikacije cijelog energetskog sistema. Međutim, zasad baterije i električne tehnologije nisu izvedive, ovisno o primjeni. U mnogim od njih, zeleni vodonik može zamijeniti fosilna goriva, iako nisu svi toliko zreli ili jednostavni:
Umjesto toga koristite smeđi i sivi vodik. Prvi korak trebao bi biti zamjena svih fosilnih vodonika koji se trenutno koriste u industriji, korištenje razvijenih tehnologija i smanjenje troškova. Izazov nije mali: globalna potražnja za vodonikom iz proizvodnje električne energije potrošiće 3.600 TWh, više od ukupne godišnje proizvodnje električne energije u EU. Ovo su glavne namjene zelenog vodika:
- Teška industrija. Veliki potrošači čelika, cementa, hemijske kompanije i drugih fosilnih goriva nisu lako dostupni ili izvodljivi.
- Trgovina energijom. Ovo je nesumnjivo jedna od najperspektivnijih aplikacija vodonika: kao sezonskog sistema za skladištenje energije. Uz rastuću popularnost obnovljive energije, otkrit ćemo da su troškovi električne energije zaista jeftini, a čak će i biti viška jer je nema gdje potrošiti. Tu će nastupiti vodik, koji se može jeftino proizvesti, a zatim koristiti na zahtjev za bilo koju primjenu, bilo da se radi o proizvodnji energije ili bilo kojoj drugoj primjeni.
- Transport. Transport je nesumnjivo još jedna od najperspektivnijih primjena vodonika. U današnjem laganom transportu, baterije pobjeđuju u konkurenciji, ali neki proizvođači (posebno Japan) nastavljaju razvijati svoje modele gorivih ćelija i rezultati sve više obećavaju.
- Grijanje. Kućno i industrijsko grijanje je sektor koji se ne može uvijek elektrificirati (toplotne pumpe nisu uvijek opcija), a vodonik može biti djelomično rješenje. Pored toga, postojeća infrastruktura (poput mreža prirodnog gasa) može se koristiti za povećanje potražnje. Zapravo, miješanje do 20% volumena vodonika u postojećoj mreži prirodnog plina zahtijeva minimalne modifikacije mreže ili uređaja krajnjeg korisnika.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o zelenom vodiku i njegovoj primjeni.