Zaļais ūdeņradis ir kļuvis par vienu no ES atveseļošanas fonda pamatpīlāriem. Daži fondi būs lielākā stimulu pakete, kāda jebkad finansēta no ES budžeta, un kopējais ekonomikas ieguldījums 1.8 triljoni eiro apmērā tika izmantots Eiropas atjaunošanai pēc COVID-19. Enerģijas pāreja ir viena no šīs atveseļošanās asīm, no kuras 30% budžeta tiek piešķirti klimata pārmaiņām. Tas ir, ja ūdeņradis zaļš tas sāk iegūt statusu, piesaistot arvien lielāku interesi un iekļaujot to sabiedriskajās debatēs kā vienu no ekonomiskās dekarbonizācijas pamatpīlāriem. Bet kas īsti ir zaļais ūdeņradis?
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim, kas ir zaļais ūdeņradis, kādas ir tā īpašības un nozīme.
Kas ir zaļais ūdeņradis
Ūdeņradis ir visizplatītākais ķīmiskais elements uz zemes, taču tam ir problēma: tas nav brīvi pieejams vidē (piemēram, rezervuāros), bet vienmēr apvienojas ar citiem elementiem (piemēram, ūdenī, H2O vai metānā, CH4). TāpēcLai to varētu izmantot enerģijas pielietojumos, tas vispirms ir jāatbrīvo, tas ir, jāatdala no pārējiem elementiem.
Lai veiktu šo atdalīšanu un iegūtu brīvu ūdeņradi, ir jāveic daži procesi, un tiem tiek tērēta enerģija. Tas definē ūdeņradi kā enerģijas nesēju, nevis primāro enerģiju vai degvielu, ko daudzi cilvēki uzskata. Zaļais ūdeņradis ir enerģijas nesējs, nevis galvenais enerģijas avots. Citiem vārdiem sakot, ūdeņradis ir viela, kas var uzkrāt enerģiju, kuru pēc tam var kontrolēti atbrīvot citur. Tādējādi var salīdzināt ar litija baterijām, kas uzglabā elektrību, nevis fosilās degvielas, piemēram, dabasgāze.
Ūdeņraža potenciāls cīņā pret klimata pārmaiņām ir spēja aizstāt fosilo degvielu lietojumos, kur dekarbonizācija ir sarežģītāka, piemēram, jūras un gaisa transportā vai noteiktos rūpnieciskos procesos. Kas vēl, ir liels potenciāls kā sezonas enerģijas uzkrāšanas sistēmai (ilgtermiņa), kas var uzkrāt enerģiju uz ilgu laiku, un pēc tam to izmantot pēc pieprasījuma.
Ūdeņraža izcelsme un veidi
Kā bezkrāsaina gāze patiesība ir tāda, ka, runājot par ūdeņradi, mēs to parasti izmantojam ļoti krāsainos terminos. Daudzi no jums būs dzirdējuši par ūdeņraža zaļu, pelēku, zilu utt. Ūdeņradim piešķirtā krāsa ir nekas cits kā etiķete, ko izmanto, lai klasificētu to pēc izcelsmes un ražošanas laikā izdalītā oglekļa dioksīda daudzuma. Citiem vārdiem sakot, vienkāršs veids, kā saprast, cik tas ir "tīrs":
- Brūns ūdeņradis: To iegūst, gazificējot ogles, un ražošanas procesā izdalās oglekļa dioksīds. Dažreiz to sauc par melno ūdeņradi.
- Pelēks ūdeņradis: kas iegūta, pārveidojot dabasgāzi. Šobrīd tā ir visplašākā un lētākā produkcija, lai gan sagaidāms, ka izmaksas pieaugs oglekļa dioksīda emisijas tiesību cenas dēļ. Saražojot 1 tonnu H2 pelnu, tiks izdalītas 9 līdz 12 tonnas CO2.
- Zils ūdeņradis: To ražo arī, pārveidojot dabasgāzi, atšķirība ir tāda, ka daļēja vai visa CO2 emisija tiek novērsta, izmantojot oglekļa uztveršanas sistēmu. Vēlāk šo oglekļa dioksīdu var izmantot, piemēram, sintētiskās degvielas ražošanai.
- Zaļais ūdeņradis: To iegūst, elektrolizējot ūdeni, izmantojot elektrību no atjaunojamiem enerģijas avotiem. Tas ir visdārgākais, taču, samazinoties atjaunojamās enerģijas un elektrolizatoru izmaksām, sagaidāms, ka tā cena pakāpeniski samazināsies. Cits zaļā ūdeņraža veids tiek iegūts no biogāzes, izmantojot mājlopus, lauksaimniecības un / vai sadzīves atkritumus.
Patiesībā zaļā ūdeņraža ražošanas process nepavisam nav sarežģīts: elektrolīze vienkārši izmanto elektrisko strāvu, lai ūdeni (H2O) sadalītu skābeklī (O2) un ūdeņradī (H2). Patiesais izaicinājums ir konkurētspēja, kas prasa daudz lētas atjaunojamās enerģijas (kas ir vairāk vai mazāk fiksēta), kā arī efektīva un pielāgojama elektrolīzes šūnu tehnoloģija.
Zaļā ūdeņraža izmantošana
Teorētiski viens no efektīvākajiem ekonomikas dekarbonizācijas veidiem ir mēģinājums elektrificēt visu enerģētikas sistēmu. Tomēr pagaidām akumulatoru un elektriskās tehnoloģijas nav iespējamas atkarībā no lietojuma. Daudzos no tiem zaļais ūdeņradis var aizstāt fosilo kurināmo, kaut arī ne visi ir tik nobrieduši vai vienkārši:
Tā vietā izmantojiet brūnu un pelēku ūdeņradi. Pirmajam solim vajadzētu būt visa fosilā ūdeņraža nomaiņai, ko pašlaik izmanto rūpniecībā, izmantot attīstītās tehnoloģijas un samazināt izmaksas. Izaicinājums nav mazs: globālais elektroenerģijas ražošanas pieprasījums pēc ūdeņraža patērēs 3.600 TWh, kas ir vairāk nekā kopējā ES saražotā elektroenerģija gadā. Šie ir galvenie zaļā ūdeņraža izmantošanas veidi:
- Smagā rūpniecība. Lielie tērauda, cementa, ķīmisko uzņēmumu un citu fosilo degvielu patērētāji nav viegli pieejami vai tieši izpildāmi.
- Enerģijas veikals. Tas neapšaubāmi ir viens no daudzsološākajiem ūdeņraža pielietojumiem: kā sezonas enerģijas uzkrāšanas sistēma. Pieaugot atjaunojamās enerģijas popularitātei, mēs atklāsim, ka elektrības izmaksas ir patiešām lētas, un būs pat pārpalikums, jo nav kur to patērēt. Šeit parādīsies ūdeņradis, kuru var lēti ražot un pēc tam izmantot pēc pieprasījuma jebkurai lietošanai, neatkarīgi no tā, vai tā ir enerģijas ražošana vai jebkura cita lietojumprogramma.
- Transports Transports neapšaubāmi ir vēl viens daudzsološākais ūdeņraža pielietojums. Mūsdienu vieglajā transportā akumulatori uzvar konkursā, taču daži ražotāji (īpaši Japāna) turpina attīstīt savus kurināmā elementu modeļus, un rezultāti ir arvien daudzsološāki.
- Apkure. Mājas un rūpniecības apkure ir nozare, kuru ne vienmēr var elektrificēt (siltumsūkņi ne vienmēr ir iespēja), un ūdeņradis var būt daļējs risinājums. Turklāt pieprasījuma palielināšanai var izmantot esošo infrastruktūru (piemēram, dabasgāzes tīklus). Faktiski ūdeņraža sajaukšanai līdz 20% tilpuma esošajā dabasgāzes tīklā ir nepieciešamas minimālas galalietotāju tīkla vai ierīču izmaiņas.
Es ceru, ka, izmantojot šo informāciju, jūs varat uzzināt vairāk par zaļo ūdeņradi un tā lietojumiem.