Žaliasis vandenilis yra vandenilio forma, gaunama vykstant vandens elektrolizės procesui, kai naudojama elektros energija iš atsinaujinančių šaltinių, tokių kaip saulės ar vėjo energija. Ši technologija laikoma perspektyvia iškastinio kuro alternatyva, nes žaliojo vandenilio gamyboje praktiškai nėra anglies. Tačiau yra keletas žaliojo vandenilio problemos į tai reikia atsižvelgti norint jį laikyti oficialia iškastinio kuro alternatyva.
Šiame straipsnyje papasakosime apie pagrindines žaliojo vandenilio problemas, jo savybes, privalumus ir trūkumus.
žaliojo vandenilio gamyba
Vandenilis turi savybę kaupti energiją, kurią prireikus galima panaudoti. Tai nieko naujo. Tačiau vandenilis Žemėje nėra vienintelis. Jis visada yra prijungtas prie kitų molekulių, kad sudarytų elementus. Paprasčiausias: vanduo ir gerai žinoma jo molekulinė formulė H2O. Du vandenilio atomai yra prijungti prie vieno deguonies.
Tačiau jo taip pat yra iškastiniame kure, pavyzdžiui, metane arba suskystintoje naftoje. Šiuo metu, 99% vandenilio Ispanijoje gaunama iš šių fosilijų. Tarptautinės energetikos agentūros duomenimis, per pasaulinį vandenilio pirkimą kasmet išmetama apie 900 mln. tonų anglies dioksido.
Norint surinkti vandenilį iš švarių žaliavų, pvz., vandens, būtina į jį prijungti elektros srovę, kad būtų atskirti jo elementai ir vandenilis būtų izoliuotas. Jei elektrolizės procese naudojama elektros energija gaunama iš atsinaujinančių šaltinių, tokių kaip saulės baterijos ar vėjo malūnai, ji vadinama žaliuoju vandeniliu. Išleisdamas savo sukauptą energiją, jis neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Taigi jis sąžiningai sprendžia klimato krizę.
energijos kaupimas
Jei fotovoltinių parkų ar vėjo jėgainių pagaminta elektra bus naudojama vandeniliui, atskirtam nuo vandens, gaminti, jis veiks kaip kuras. Kitaip tariant, ši energija (elektra) neprarandama ir nepanaudojama ją gaminant: Tada vandenilis gali būti išleistas naudojant variklius, mašinas ar baterijas, naudojant tinkamą technologiją.
Ekologinio pereinamojo laikotarpio ministerija pabrėžia, kad jos, kaip sezoninio saugojimo, vaidmuo bus esminis, atsižvelgiant į atsinaujinančios energijos pertekliaus naudojimą vis labiau atsinaujinančioje elektros sistemoje. Tai bus vienas iš sprendimų, kaip valdyti elektros gamybą, kai atsinaujinančių išteklių nuolat trūksta.
Žaliojo vandenilio problemos
Problema turi būti kaina ir gamybos sudėtingumas. Pirma, nors vandenilis yra vienas gausiausių elementų Žemėje, jis nėra lengvai prieinamas, nes gamtoje jo nėra atskirai, o veikiau. jis gaminamas iš kitų vandenilio turinčių medžiagų, tokių kaip vanduo, anglis ir gamtinės dujos. Idealus būdas jį pagaminti būtų gauti jį tiesiai iš vandens (kurio yra 70 % žemės paviršiaus) elektrolizės būdu, kurį sudaro vandens molekulių (H2O) skilimas, suskaidytas į deguonį (O2). ir vandenilis (H2).
Tačiau tai paprastai yra brangus procesas, kurio metu elektrolizatoriams maitinti reikia daug elektros (dažniausiai ne iš atsinaujinančių šaltinių). Dėl sunkumų gauti 100 % švarų vandenilį gamintojai privertė klasifikuoti gautus produktus pagal jų tvarią vertę. Taigi šiuo metu plačiausiai naudojamas pilkasis vandenilis yra mažiausiai ekologiškas, nes jo gamybai ir toliau reikia iškastinio kuro.
Kaip alternatyva, „mėlynam arba mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančiam vandeniliui“ vis dar reikia iškastinio kuro, tačiau išskiriama mažiau anglies, nes ji pašalinama naudojant „surinkimo ir saugojimo“ procesą. Žaliausias pasirinkimas yra „žaliasis vandenilis“, pagamintas iš atsinaujinančios energijos, 100 % tvari alternatyva, bet mažiausiai paplitusi rinkoje.
Kiek kainuoja gaminti vandenilį?
Neseniai specializuotame žurnale „Nature Energy“ paskelbtais tyrimais buvo siekiama kiekybiškai įvertinti vandenilio gamybos iš elektros energijos (elektrolizės būdu) sąnaudas, siekiant nustatyti, ar tai yra komerciškai perspektyvi alternatyva. Norėdami tai padaryti, mokslininkai surinko duomenis apie vandenilio sąnaudas ir kainas ir palygino juos su elektros kainomis didmeninėje rinkoje bei visų metų duomenimis apie vėjo energijos gamybą Vokietijoje ir JAV.
Jis padarė išvadą, kad hibridinė sistema (gaminanti vandenilį iš atsinaujinančios energijos, paprastai vėjo ar saulės) tai galėtų būti pelninga nuo 3,23 euro už kilogramą. Tačiau tame pačiame tyrime pažymima, kad elektrolizatorių kaina smarkiai krenta, o tai gali žymiai sumažinti vandenilio gamybos iš atsinaujinančių šaltinių sąnaudas, o tai reiškia „visą pusantro dešimtmečio“ energijos tvarumo požiūriu.
Iš tikrųjų, pasak Ispanijos vandenilio energetikos asociacijos prezidento Javiero Bray, tai jau visiškai įmanoma. Elektrolizė yra antras būdas pasaulyje gaminti vandenilį pramoniniu mastu. Be to, tai švarus metodas, o jo kaina yra tiesiogiai proporcinga jo gamybai sunaudotai elektros energijai. Ekspertui, mažesnės nei 2,5 cento už kWh kainas sudaro apie 2,5 euro už kilogramą, todėl tai yra perspektyvus sprendimas dekarbonizuoti tokius sektorius kaip pramonė, transportas ar energetika.
Pranašumas
Nors šiuo metu jis yra mažiausiai gaminamas rinkoje, jis turi didelių pranašumų, slypinčių didžiuliame potenciale:
- emisijos mažinimas: Gaminant ir naudojant žaliąjį vandenilį neišskiriamas anglies dioksidas ar kiti vietiniai teršalai, o tai tiesiogiai prisideda prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos mažinimo ir padeda kovoti su klimato kaita.
- Efektyvus energijos kaupimas: Žaliasis vandenilis gali būti lengvai saugomas, todėl tai yra patrauklus sprendimas kaupti atsinaujinančią energiją tuo metu, kai paklausa yra maža ir generuojama daug.
- daugybė programų: Jis gali būti naudojamas kaip kuro elementų elektrinių transporto priemonių maitinimas, kaip kuras elektros generatoriams pramonės šakose ir kaip žaliava cheminių medžiagų ir trąšų gamyboje.
- Energetinė nepriklausomybė: Gamybai naudodamas atsinaujinančius energijos šaltinius, žalias vandenilis sumažina priklausomybę nuo importuojamo iškastinio kuro ir su šiais neatsinaujinančiais ištekliais susijusius kainų svyravimus.
- Švarus kuras pramonei: Žalias vandenilis yra švaraus ir tvaraus kuro pasirinkimas pramonei, taip sumažinant jo poveikį aplinkai ir prisidedant prie perėjimo prie mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios ekonomikos.
Tikiuosi, kad naudodamiesi šia informacija galėsite daugiau sužinoti apie žaliojo vandenilio problemas, jo savybes ir pranašumus.