Το πράσινο υδρογόνο είναι μια μορφή υδρογόνου που παράγεται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ηλεκτρόλυση νερού, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές, όπως η ηλιακή ή η αιολική ενέργεια. Αυτή η τεχνολογία θεωρείται μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα, καθώς η παραγωγή πράσινου υδρογόνου είναι ουσιαστικά χωρίς άνθρακα. Ωστόσο, υπάρχουν μερικά προβλήματα πράσινου υδρογόνου που πρέπει να ληφθεί υπόψη για να θεωρηθεί ως επίσημη εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε για τα κύρια προβλήματα του πράσινου υδρογόνου, τα χαρακτηριστικά, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.
παραγωγή πράσινου υδρογόνου
Το υδρογόνο έχει την ικανότητα να αποθηκεύει ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν χρειάζεται. Αυτό δεν είναι κάτι καινούργιο. Αλλά το υδρογόνο δεν είναι μόνο στη Γη. Είναι πάντα προσκολλημένο σε άλλα μόρια για να σχηματίσει στοιχεία. Το πιο απλό: το νερό και ο γνωστός μοριακός του τύπος H2O. Δύο άτομα υδρογόνου συνδέονται με ένα οξυγόνο.
Βρίσκεται όμως και σε ορυκτά καύσιμα όπως το μεθάνιο ή το υγροποιημένο πετρέλαιο. Αυτή τη στιγμή, Το 99% του υδρογόνου στην Ισπανία προέρχεται από αυτά τα απολιθώματα. Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας, η παγκόσμια προμήθεια υδρογόνου παράγει περίπου 900 εκατομμύρια τόνους εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο.
Για να συλλέξετε υδρογόνο από μια καθαρή πρώτη ύλη, όπως το νερό, είναι απαραίτητο να εφαρμόσετε ένα ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτό για να διαχωρίσετε τα στοιχεία του και να διατηρήσετε το υδρογόνο απομονωμένο. Εάν η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται στη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, όπως ηλιακούς συλλέκτες ή ανεμόμυλους, ονομάζεται πράσινο υδρογόνο. Απελευθερώνοντας την αποθηκευμένη του ενέργεια, δεν εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου. Ως εκ τούτου, αντιμετωπίζει την κλιματική κρίση καλή τη πίστη.
αποθήκευση ενέργειας
Εάν η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από φωτοβολταϊκά πάρκα ή ανεμογεννήτριες χρησιμοποιείται για την παραγωγή υδρογόνου διαχωρισμένου από το νερό, αυτό θα λειτουργήσει ως καύσιμο. Με άλλα λόγια, αυτή η ενέργεια (ηλεκτρισμός) δεν χάνεται ούτε χρησιμοποιείται όταν παράγεται: Το υδρογόνο μπορεί στη συνέχεια να απελευθερωθεί μέσω κινητήρων, μηχανημάτων ή μπαταριών με τη σωστή τεχνολογία.
Το Υπουργείο Οικολογικής Μετάβασης τονίζει ότι ο ρόλος του ως εποχικής αποθήκευσης θα είναι βασικός, λαμβάνοντας υπόψη τη χρήση πλεονάζουσας ανανεώσιμης ενέργειας σε ένα ολοένα και πιο ανανεώσιμο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή θα είναι μία από τις λύσεις για τη διαχείριση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας όταν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι χρόνια σπάνιοι.
Προβλήματα πράσινου υδρογόνου
Το πρόβλημα πρέπει να είναι το κόστος και η δυσκολία παραγωγής. Πρώτον, αν και το υδρογόνο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στη Γη, δεν είναι άμεσα διαθέσιμο επειδή δεν βρίσκεται σε απομόνωση στη φύση, αλλά μάλλον παράγεται από άλλες ουσίες που περιέχουν υδρογόνο, όπως νερό, άνθρακας και φυσικό αέριο. Ο ιδανικός τρόπος για να το παραχθεί θα ήταν να το λάβετε απευθείας από το νερό (το οποίο υπάρχει στο 70% της επιφάνειας της γης) μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ηλεκτρόλυση, η οποία αποτελείται από την αποσύνθεση των μορίων του νερού (H2O), που αποσυντίθενται σε οξυγόνο (O2). και υδρογόνο (Η2).
Ωστόσο, αυτή είναι συνήθως μια δαπανηρή διαδικασία που απαιτεί πολλή ηλεκτρική ενέργεια (όχι από ανανεώσιμες πηγές στις περισσότερες περιπτώσεις) για την τροφοδοσία των ηλεκτρολυτών. Η δυσκολία απόκτησης 100% καθαρού υδρογόνου έχει οδηγήσει τους παραγωγούς να ταξινομούν τα προκύπτοντα προϊόντα σύμφωνα με τη βιώσιμη αξία τους. Έτσι, το γκρίζο υδρογόνο, το οποίο σήμερα χρησιμοποιείται ευρέως, είναι το λιγότερο φιλικό προς το περιβάλλον, αφού η παραγωγή του συνεχίζει να απαιτεί ορυκτά καύσιμα.
Εναλλακτικά, το "μπλε υδρογόνο με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα" εξακολουθεί να απαιτεί ορυκτά καύσιμα, αλλά εκπέμπει λιγότερο άνθρακα επειδή απομακρύνεται μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως "σύλληψη και αποθήκευση". Η πιο πράσινη επιλογή είναι το «πράσινο υδρογόνο» που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μια 100% βιώσιμη εναλλακτική αλλά η λιγότερο κοινή στην αγορά.
Πόσο κοστίζει η παραγωγή υδρογόνου;
Έρευνα που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο εξειδικευμένο περιοδικό Nature Energy έχει θέσει ως στόχο να ποσοτικοποιήσει το κόστος παραγωγής υδρογόνου από ηλεκτρική ενέργεια (μέσω ηλεκτρόλυσης) για να προσδιορίσει εάν είναι μια εμπορικά βιώσιμη εναλλακτική λύση. Για να γίνει αυτό, οι ερευνητές συνέλεξαν δεδομένα για το κόστος και τις τιμές του υδρογόνου και τα συνέκριναν με τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας στη χονδρική αγορά και με δεδομένα ολόκληρου του έτους για την παραγωγή αιολικής ενέργειας στη Γερμανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες.
Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ένα υβριδικό σύστημα (που παράγει υδρογόνο από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συνήθως αιολική ή ηλιακή) θα μπορούσε να είναι κερδοφόρο από 3,23 ευρώ το κιλό. Ωστόσο, η ίδια μελέτη σημειώνει ότι το κόστος των ηλεκτρολυτών μειώνεται δραματικά, γεγονός που θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά το κόστος παραγωγής υδρογόνου από ανανεώσιμες πηγές, αντιπροσωπεύοντας «μια και μισή ολόκληρη δεκαετία» όσον αφορά την ενεργειακή βιωσιμότητα.
Μάλιστα, σύμφωνα με τον Javier Bray, πρόεδρο της Ισπανικής Ένωσης Ενέργειας Υδρογόνου, είναι ήδη πλήρως εφικτό. Η ηλεκτρόλυση είναι η δεύτερη μέθοδος στον κόσμο για την παραγωγή υδρογόνου σε βιομηχανική κλίμακα. Επιπλέον, είναι μια καθαρή μέθοδος και το κόστος της είναι ευθέως ανάλογο με την ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται στην παραγωγή της. Για τον ειδικό, τιμές κάτω από 2,5 σεντ ανά kWh μας δίνουν τιμές περίπου 2,5 ευρώ το κιλό, γεγονός που το καθιστά βιώσιμη λύση για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές τομέων όπως η βιομηχανία, οι μεταφορές ή η ενέργεια.
Πλεονέκτημα
Αν και αυτή τη στιγμή είναι το λιγότερο παραγόμενο στην αγορά, έχει μεγάλα πλεονεκτήματα που οφείλονται στις μεγάλες δυνατότητές του:
- μείωση των εκπομπών: Η παραγωγή και χρήση πράσινου υδρογόνου δεν εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα ή άλλους τοπικούς ρύπους, γεγονός που συμβάλλει άμεσα στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και βοηθά στην καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής.
- Αποτελεσματική αποθήκευση ενέργειας: Το πράσινο υδρογόνο μπορεί να αποθηκευτεί εύκολα, καθιστώντας το μια ελκυστική λύση για την αποθήκευση ανανεώσιμης ενέργειας σε περιόδους που η ζήτηση είναι χαμηλή και η παραγωγή είναι υψηλή.
- πολυάριθμες εφαρμογές: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία ηλεκτρικών οχημάτων κυψελών καυσίμου, ως καύσιμο για ηλεκτρικές γεννήτριες σε βιομηχανίες και ως πρώτη ύλη στην παραγωγή χημικών και λιπασμάτων.
- Ενεργειακή ανεξαρτησία: Στηριζόμενη σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για την παραγωγή του, το πράσινο υδρογόνο μειώνει την εξάρτηση από τα εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα και τις διακυμάνσεις των τιμών που συνδέονται με αυτούς τους μη ανανεώσιμους πόρους.
- Καθαρά καύσιμα για τη βιομηχανία: Το πράσινο υδρογόνο προσφέρει μια καθαρή και βιώσιμη επιλογή καυσίμου για τη βιομηχανία, μειώνοντας έτσι τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις του και συμβάλλοντας στη μετάβαση προς μια οικονομία χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τα προβλήματα του πράσινου υδρογόνου, τα χαρακτηριστικά του και τα πλεονεκτήματα που έχει.