Зеленый водород стал одной из основных опор Фонда восстановления ЕС. Некоторые средства станут крупнейшим пакетом стимулов, когда-либо финансировавшимся из бюджета ЕС, с общим экономическим вливанием 1.8 триллиона евро, используемым для восстановления Европы после COVID-19. Энергетический переход является одной из осей этого восстановления, из которых 30% бюджета выделяется на изменение климата. Вот где водород зеленый он начинает приобретать статус, привлекая все больший и больший интерес и помещая его в общественные дебаты в качестве одного из основных столпов экономической декарбонизации. Но что такое зеленый водород?
В этой статье мы расскажем вам, что такое зеленый водород, каковы его характеристики и важность.
Что такое зеленый водород
Водород - самый распространенный химический элемент на Земле, но у него есть проблема: он не доступен в свободном доступе в окружающей среде (например, в резервуарах), но всегда соединяется с другими элементами (например, с водой, H2O или метаном, CH4). СледовательноЧтобы его можно было использовать в энергетических приложениях, его сначала нужно высвободить, то есть отделить от остальных элементов.
Чтобы провести это разделение и получить свободный водород, необходимо провести некоторые процессы, и на них тратится энергия. Это определяет водород как носитель энергии, а не как первичную энергию или топливо, которые многие люди считают. Зеленый водород - это энергоноситель, а не основной источник энергии. Другими словами, водород - это вещество, которое может накапливать энергию, которую затем можно контролировать в другом месте. Таким образом, можно сравнить с литиевыми батареями, которые накапливают электричество, а не ископаемое топливо, такое как природный газ.
Потенциал водорода в борьбе с изменением климата заключается в его способности заменять ископаемое топливо в приложениях, где декарбонизация является более сложной, например, в морском и воздушном транспорте или в некоторых промышленных процессах. Более того, имеет большой потенциал в качестве сезонной системы хранения энергии (долгосрочное), которое может долго накапливать энергию, а затем использовать ее по требованию.
Происхождение и типы водорода
Как бесцветный газ, правда в том, что, когда мы говорим о водороде, мы обычно используем очень красочные термины, чтобы выразить его. Многие из вас слышали о водородно-зеленом, сером, синем и т. Д. Цвет, присвоенный водороду, - это не что иное, как этикетка, на которой его классифицируют по его происхождению и количеству углекислого газа, выделяемого во время его производства. Другими словами, простой способ понять, насколько он «чистый»:
- Коричневый водород: Его получают путем газификации угля, а в процессе производства выделяется углекислый газ. Иногда его называют черным водородом.
- Серый водород: получается в результате риформинга природного газа. В настоящее время это самая распространенная и дешевая продукция, хотя ожидается, что ее стоимость вырастет из-за стоимости прав на выбросы углекислого газа. При производстве 1 тонны золы H2 будет выделяться от 9 до 12 тонн CO2.
- Голубой водород: Его также получают путем риформинга природного газа, разница в том, что выбросы CO2 частично или полностью предотвращаются за счет системы улавливания углерода. Позже этот диоксид углерода можно использовать, например, для производства синтетического топлива.
- Зеленый водород: Его получают путем электролиза воды с использованием электричества из возобновляемых источников энергии. Это самый дорогой, но по мере снижения стоимости возобновляемых источников энергии и электролизеров ожидается, что его цена будет постепенно снижаться. Другой тип зеленого водорода производится из биогаза с использованием отходов животноводства, сельского хозяйства и / или бытовых отходов.
На самом деле, процесс производства зеленого водорода совсем несложен: при электролизе просто используется электрический ток, чтобы расщепить воду (H2O) на кислород (O2) и водород (H2). Настоящая проблема заключается в том, чтобы быть конкурентоспособными, для чего требуется много дешевой возобновляемой электроэнергии (которая более или менее фиксирована), а также эффективная и масштабируемая технология электролизных ячеек.
Использование зеленого водорода
Теоретически один из наиболее эффективных способов обезуглероживания экономики - попытаться электрифицировать всю энергетическую систему. Однако в настоящее время использование аккумуляторных и электрических технологий невозможно, в зависимости от области применения. Во многих из них зеленый водород может заменить ископаемое топливо, хотя не все так зрелы и просты:
Вместо этого используйте коричневый и серый водород. Первым шагом должна стать замена всего ископаемого водорода, используемого в настоящее время в промышленности, использование разработанных технологий и снижение затрат. Задача немалая: глобальный спрос на водород для производства электроэнергии будет потреблять 3.600 ТВтч, что больше, чем общее годовое производство электроэнергии в ЕС. Вот основные области применения зеленого водорода:
- Тяжелая индустрия. Крупные потребители стали, цемента, химических компаний и других ископаемых видов топлива не являются легкодоступными или неосуществимыми.
- Энергетический магазин. Это, несомненно, одно из самых многообещающих приложений для водорода: в качестве сезонной системы хранения энергии. С ростом популярности возобновляемых источников энергии мы обнаружим, что стоимость электроэнергии действительно дешевая, и даже будет излишек, потому что негде ее потреблять. Именно здесь в игру вступает водород, который можно дешево производить, а затем использовать по требованию для любого применения, будь то производство электроэнергии или любое другое применение.
- Транспорт. Несомненно, транспорт - еще одно из наиболее многообещающих применений водорода. В современном легком транспорте батареи побеждают в соревновании, но некоторые производители (особенно Япония) продолжают разрабатывать свои модели топливных элементов, и результаты становятся все более многообещающими.
- Обогрев. Бытовое и промышленное отопление - это сектор, который не всегда можно электрифицировать (тепловые насосы не всегда подходят), и водород может быть частичным решением. Кроме того, существующая инфраструктура (например, сети природного газа) может использоваться для увеличения спроса. Фактически, смешивание до 20% по объему водорода в существующей газовой сети требует минимальных модификаций сети или оборудования конечного пользователя.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о зеленом водороде и его применениях.