Zielony wodór stał się jednym z podstawowych filarów unijnego funduszu naprawczego. Niektóre fundusze będą największym pakietem stymulacyjnym, jaki kiedykolwiek sfinansowano z budżetu UE, z całkowitym zastrzykiem gospodarczym w wysokości 1.8 biliona euro wykorzystanym na odbudowę Europy po COVID-19. Transformacja energetyczna jest jedną z osi tego ożywienia, z czego 30% budżetu przeznacza się na zmiany klimatyczne. To tutaj where wodór verde zaczyna zdobywać status, ciesząc się coraz większym zainteresowaniem i umieszczając ją w debacie publicznej jako jeden z podstawowych filarów dekarbonizacji gospodarki. Ale czym właściwie jest zielony wodór?
W tym artykule powiemy Ci, czym jest zielony wodór, jakie są jego cechy i znaczenie.
Co to jest zielony wodór
Wodór jest najobficiej występującym pierwiastkiem chemicznym na ziemi, ale ma problem: nie jest swobodnie dostępny w środowisku (np. w zbiornikach), ale zawsze łączy się z innymi pierwiastkami (np. w wodzie, H2O czy metanie, CH4). W związku z tymAby mógł być wykorzystany w zastosowaniach energetycznych, musi najpierw zostać uwolniony, to znaczy oddzielony od pozostałych elementów.
Aby dokonać tej separacji i uzyskać wolny wodór, konieczne jest przeprowadzenie pewnych procesów i na to zużywana jest energia. To definiuje wodór jako nośnik energii, a nie energię pierwotną lub paliwo, które wielu ludzi uważa. Zielony wodór jest nośnikiem energii, a nie głównym źródłem energii. Innymi słowy, wodór jest substancją, która może magazynować energię, która następnie może być uwalniana w kontrolowany sposób gdzie indziej. Zatem, może być porównywalny z bateriami litowymi, które przechowują energię elektryczną, a nie paliwa kopalne, takie jak gaz ziemny.
Potencjał wodoru w walce ze zmianami klimatu polega na jego zdolności do zastępowania paliw kopalnych w zastosowaniach, w których dekarbonizacja jest bardziej złożona, takich jak transport morski i lotniczy lub niektóre procesy przemysłowe. Co więcej, ma ogromny potencjał jako system sezonowego magazynowania energii (długoterminowe), które mogą gromadzić energię przez długi czas, a następnie wykorzystywać ją na żądanie.
Pochodzenie i rodzaje wodoru
Jako bezbarwny gaz, prawda jest taka, że kiedy mówimy o wodorze, zwykle używamy bardzo kolorowych terminów, aby go wyrazić. Wielu z was słyszało o wodorowej zieleni, szarości, błękicie itp. Barwa przypisana wodorowi to nic innego jak etykieta, która służy do klasyfikowania go według jego pochodzenia i ilości dwutlenku węgla uwalnianego podczas jego produkcji. Innymi słowy, łatwy sposób na zrozumienie, jak „czysto” jest:
- Wodór brązowy: Uzyskuje się go poprzez zgazowanie węgla, a podczas procesu produkcyjnego uwalniany jest dwutlenek węgla. Czasami nazywany jest czarnym wodorem.
- Szary wodór: otrzymywany z reformingu gazu ziemnego. Jest to obecnie najbardziej obfita i najtańsza produkcja, choć spodziewany jest wzrost kosztów ze względu na cenę uprawnień do emisji dwutlenku węgla. Produkcja 1 tony popiołu H2 spowoduje emisję od 9 do 12 ton CO2.
- Niebieski wodór: Jest również wytwarzany przez reforming gazu ziemnego, różnica polega na tym, że część lub całość emisji CO2 jest unikana dzięki systemowi wychwytywania dwutlenku węgla. Później ten dwutlenek węgla może być wykorzystany na przykład do produkcji paliw syntetycznych.
- Zielony wodór: Uzyskuje się poprzez elektrolizę wody przy użyciu energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii. Jest najdroższy, ale wraz ze spadkiem kosztów energii odnawialnej i elektrolizerów oczekuje się, że jej cena będzie stopniowo spadać. Inny rodzaj zielonego wodoru wytwarzany jest z biogazu z wykorzystaniem odpadów zwierzęcych, rolniczych i/lub komunalnych.
W rzeczywistości proces produkcji zielonego wodoru wcale nie jest skomplikowany: elektroliza po prostu wykorzystuje prąd elektryczny do rozbicia wody (H2O) na tlen (O2) i wodór (H2). Prawdziwym wyzwaniem jest konkurencyjność, która wymaga dużej ilości taniej odnawialnej energii elektrycznej (która jest mniej lub bardziej stała) oraz wydajnej i skalowalnej technologii ogniw elektrolitycznych.
Zastosowania zielonego wodoru
Teoretycznie jednym z najskuteczniejszych sposobów na dekarbonizację gospodarki jest próba elektryfikacji całego systemu energetycznego. Jednak na razie technologie akumulatorowe i elektryczne nie są możliwe, w zależności od zastosowania. W wielu z nich zielony wodór może zastąpić paliwa kopalne, choć nie wszystkie są tak dojrzałe i proste:
Zamiast tego użyj brązowego i szarego wodoru. Pierwszym krokiem powinno być zastąpienie całego kopalnego wodoru wykorzystywanego obecnie w przemyśle, wykorzystanie opracowanych technologii i obniżenie kosztów. Wyzwanie nie jest małe: globalne zapotrzebowanie na wodór z produkcji energii elektrycznej pochłonie 3.600 TWh, więcej niż całkowita roczna produkcja energii elektrycznej w UE. Oto główne zastosowania zielonego wodoru:
- Przemysł ciężki. Duzi konsumenci stali, cementu, firm chemicznych i innych paliw kopalnych nie są łatwo dostępni lub bezpośrednio wykonalni.
- Magazyn energii. Jest to niewątpliwie jedno z najbardziej obiecujących zastosowań wodoru: jako system sezonowego magazynowania energii. Wraz z rosnącą popularnością energii odnawialnej przekonamy się, że koszt energii elektrycznej jest naprawdę tani, a nawet będzie nadwyżka, bo nie ma gdzie jej konsumować. Tutaj do gry wejdzie wodór, który można tanio wyprodukować, a następnie wykorzystać na żądanie do dowolnego zastosowania, czy to w energetyce, czy w jakimkolwiek innym zastosowaniu.
- Transport. Transport to niewątpliwie kolejne z najbardziej obiecujących zastosowań wodoru. W dzisiejszym lekkim transporcie konkurencje wygrywają akumulatory, ale niektórzy producenci (zwłaszcza Japonia) nadal rozwijają swoje modele ogniw paliwowych, a wyniki są coraz bardziej obiecujące.
- Ogrzewanie. Ogrzewanie domowe i przemysłowe to sektor, który nie zawsze może być zelektryfikowany (pompy ciepła nie zawsze są opcją), a wodór może być rozwiązaniem częściowym. Dodatkowo istniejąca infrastruktura (taka jak sieci gazu ziemnego) może zostać wykorzystana do zwiększenia popytu. W rzeczywistości dodanie do 20% objętości wodoru w istniejącej sieci gazu ziemnego wymaga minimalnych modyfikacji sieci lub urządzeń użytkownika końcowego.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej o zielonym wodorze i jego zastosowaniach.