מימן ירוק

מימן ירוק הפך לאחד מעמודי התווך הבסיסיים של קרן ההחלמה של האיחוד האירופי. כמה קרנות יהיו חבילת הגירוי הגדולה ביותר שמומנה אי פעם בתקציב האיחוד האירופי, עם הזרקה כלכלית כוללת של 1.8 טריליון אירו ששימשה לבניית אירופה מחדש לאחר COVID-19. המעבר האנרגטי הוא אחד מצירי ההתאוששות הזו, מתוכם 30% מהתקציב מוקצה לשינויי אקלים. זה המקום בו מֵימָן ירוק זה מתחיל לקבל מעמד, מושך יותר ויותר עניין ומציב אותו בדיון הציבורי כאחד מעמודי התווך הבסיסיים של הפחמן הכלכלי. אבל מה זה בעצם מימן ירוק?

במאמר זה אנו הולכים לספר לכם מהו מימן ירוק, מהם מאפייניו וחשיבותו.

מהו מימן ירוק

מימן הוא היסוד הכימי הנפוץ ביותר עלי אדמות, אך יש לו בעיה: הוא אינו זמין באופן חופשי בסביבה (למשל במאגרים), אך הוא משלב תמיד עם יסודות אחרים (למשל, במים, H2O או מתאן, CH4). לָכֵןעל מנת להשתמש בה ביישומי אנרגיה, תחילה יש לשחרר אותה, כלומר להפריד משאר האלמנטים.

כדי לבצע הפרדה זו ולהשיג מימן חופשי, יש צורך לבצע כמה תהליכים ואנרגיה מושקעת עליהם. זה מגדיר מימן כמוביל אנרגיה, ולא האנרגיה הראשונית או הדלק שאנשים רבים רואים. מימן ירוק הוא נושא אנרגיה, לא מקור האנרגיה העיקרי. במילים אחרות, מימן הוא חומר שיכול לאגור אנרגיה, ואז ניתן לשחרר בצורה מבוקרת במקום אחר. לכן, ניתן להשוות לסוללות ליתיום המאחסנות חשמל, ולא דלקים מאובנים כמו גז טבעי.

הפוטנציאל של מימן להילחם בשינויי אקלים טמון ביכולתו להחליף דלקים מאובנים ביישומים שבהם הפחמן הוא מורכב יותר, כגון הובלה ימית ואווירית או תהליכים תעשייתיים מסוימים. מה עוד, בעל פוטנציאל רב כמערכת אגירת אנרגיה עונתית (לטווח ארוך), שיכול לצבור אנרגיה לאורך זמן, ואז להשתמש בו על פי דרישה.

מקור וסוגי מימן

בתור גז חסר צבע, האמת היא שכשאנחנו מדברים על מימן, אנחנו בדרך כלל משתמשים במונחים צבעוניים מאוד כדי לבטא אותו. רבים מכם שמעו על ירוק מימן, אפור, כחול וכו '. הצבע המוקצה למימן אינו אלא תווית המשמשת לסיווגו על פי מקורו וכמות הפחמן הדו-חמצני המשתחרר במהלך ייצורו. במילים אחרות, דרך קלה להבין עד כמה זה "נקי":

• מימן חום: הוא מתקבל על ידי הגזת פחם, ובמהלך תהליך הייצור משתחרר פחמן דו חמצני. לפעמים זה נקרא מימן שחור.
• מימן אפור: המתקבל מחידוש גז טבעי. כיום מדובר בייצור השופע והזול ביותר, אם כי העלות צפויה לעלות בגלל מחיר הזכויות לפליטת פחמן דו חמצני. ייצור של 1 טון אפר H2 יפלוט 9 עד 12 טון CO2.
• מימן כחול: הוא מיוצר גם על ידי רפורמה בגז טבעי, ההבדל הוא שחלק או כל פליטת ה- CO2 נמנעות באמצעות מערכת תפיסת הפחמן. מאוחר יותר, ניתן להשתמש בפחמן דו חמצני זה לייצור דלקים סינתטיים, למשל.
• מימן ירוק: הוא מתקבל באמצעות אלקטרוליזציה של מים באמצעות חשמל ממקורות אנרגיה מתחדשים. זה היקר ביותר, אך ככל שיעלה האנרגיה המתחדשת ואלקטרוליזרים יורד, מחירו צפוי לרדת בהדרגה. סוג אחר של מימן ירוק מיוצר מביוגז באמצעות פסולת בעלי חיים, חקלאות ו / או עירונית.

למעשה, תהליך ייצור המימן הירוק אינו מורכב כלל: אלקטרוליזה פשוט משתמשת בזרם חשמלי כדי לפרק מים (H2O) לחמצן (O2) ולמימן (H2). האתגר האמיתי הוא להיות תחרותי, שדורש הרבה חשמל מתחדש זול (שהוא קבוע פחות או יותר), וטכנולוגיית תאים אלקטרוליזית יעילה ומדרגית.

שימושים במימן ירוק

בתיאוריה, אחת הדרכים היעילות ביותר להפחתת פחמן מכלכלה היא לנסות לחשמל את כל מערכת האנרגיה. עם זאת, לעת עתה, טכנולוגיות הסוללה והחשמל אינן ברות ביצוע, תלוי ביישום. ברבים מהם, מימן ירוק יכול להחליף דלקים מאובנים, אם כי לא כולם כה בוגרים או פשוטים:

במקום זאת, השתמש במימן חום ואפור. הצעד הראשון צריך להיות החלפת כל המימנים המאובנים המשמשים כיום בתעשייה, שימוש בטכנולוגיות מפותחות והוזלת עלויות. האתגר אינו קטן: הביקוש העולמי למימן מייצור חשמל יצרכו 3.600 TWh, יותר מסך ייצור החשמל השנתי של האיחוד האירופי. אלה השימושים העיקריים במימן ירוק:

• תעשייה כבדה. צרכנים גדולים של פלדה, מלט, חברות כימיות ודלקים מאובנים אחרים אינם נגישים או הניתנים לביצוע ישירות.
• חנות אנרגיה. זהו ללא ספק אחד היישומים המבטיחים ביותר למימן: כמערכת אגירת אנרגיה עונתית. עם הפופולריות הגוברת של אנרגיה מתחדשת, נגלה שעלות החשמל היא ממש זולה, ואף יהיה עודף מכיוון שאין מקום לצרוך אותה. כאן ייכנס למשחק מימן, שאותו ניתן לייצר בזול ולהשתמש בו על פי דרישה לכל יישום, בין אם זה ייצור חשמל או כל יישום אחר.
• תחבורה. תחבורה היא ללא ספק אחת היישומים המבטיחים ביותר של מימן. בהובלה הקלה של ימינו הסוללות מנצחות בתחרות, אך חלק מהיצרנים (במיוחד יפן) ממשיכים לפתח את דגמי תאי הדלק שלהם והתוצאות מבטיחות יותר ויותר.
• הַסָקָה. חימום ביתי ותעשייתי הוא תחום שלא תמיד ניתן לחשמל (משאבות חום אינן תמיד אופציה), ומימן יכול להיות פיתרון חלקי. בנוסף, ניתן להשתמש בתשתיות קיימות (כגון רשתות גז טבעי) להגדלת הביקוש. למעשה, ערבוב של עד 20% בנפח מימן ברשת גז טבעית קיימת מצריך שינויים מינימליים ברשת או במכשירי החשמל.

אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על מימן ירוק ויישומיו.