Zelený vodík sa stal jedným zo základných pilierov Fondu na obnovu EÚ. Niektoré fondy budú najväčším stimulačným balíkom, aký bol kedy financovaný z rozpočtu EÚ, s celkovou ekonomickou injekciou 1.8 bilióna eur použitou na obnovu Európy po COVID-19. Energetická transformácia je jednou z osí tohto oživenia, z čoho 30% rozpočtu je vyčlenených na zmenu podnebia. To je miesto, kde vodík zelený začína získavať status, priťahuje čoraz viac záujmu a umiestňuje ho do verejnej diskusie ako jeden zo základných pilierov hospodárskej dekarbonizácie. Ale čo to vlastne zelený vodík je?
V tomto článku vám povieme, čo je zelený vodík, aké sú jeho vlastnosti a dôležitosť.
Čo je zelený vodík
Vodík je najrozšírenejším chemickým prvkom na zemi, má však problém: nie je voľne dostupný v životnom prostredí (napríklad v zásobníkoch), ale vždy sa kombinuje s inými prvkami (napríklad vo vode, vode alebo metáne, CH2). PretoAby sa mohol použiť v energetických aplikáciách, musí sa najskôr uvoľniť, to znamená oddeliť od ostatných prvkov.
Na uskutočnenie tejto separácie a získanie voľného vodíka je potrebné vykonať niektoré procesy a vynaloží sa na ne energia. To definuje vodík ako nosič energie, a nie ako primárnu energiu alebo palivo, ktoré mnohí ľudia považujú. Zelený vodík je nosič energie, nie hlavný zdroj energie. Inými slovami, vodík je látka, ktorá môže akumulovať energiu, ktorá sa potom môže riadeným spôsobom uvoľňovať kdekoľvek inde. Teda môžu byť porovnateľné s lítiovými batériami, ktoré uchovávajú elektrinu, skôr ako fosílne palivá ako zemný plyn.
Potenciál vodíka v boji proti zmene podnebia spočíva v jeho schopnosti nahradiť fosílne palivá v aplikáciách, kde je dekarbonizácia zložitejšia, ako napríklad v námornej a leteckej doprave alebo v určitých priemyselných procesoch. Čo je viac, má veľký potenciál ako systém sezónneho skladovania energie (dlhodobý), ktorý dokáže dlhodobo akumulovať energiu a potom ju na požiadanie použiť.
Pôvod a typy vodíka
Ako bezfarebný plyn je pravdou to, že keď hovoríme o vodíku, zvyčajne ho používame veľmi farebne. Mnoho z vás už počulo o vodíkovej zelenej, šedej, modrej atď. Farba priradená vodíku nie je nič iné ako štítok, ktorý sa používa na jeho klasifikáciu podľa pôvodu a množstva oxidu uhličitého uvoľneného pri jeho výrobe. Inými slovami, jednoduchý spôsob, ako pochopiť, aké je to čisté:
- Hnedý vodík: Získava sa splyňovaním uhlia a počas výrobného procesu sa uvoľňuje oxid uhličitý. Niekedy sa mu hovorí čierny vodík.
- Šedý vodík: získaný reformou zemného plynu. V súčasnosti je to najhojnejšia a najlacnejšia výroba, aj keď sa očakáva, že náklady sa zvýšia v dôsledku ceny emisných kvót oxidu uhličitého. Pri výrobe 1 tony popola H2 sa emituje 9 až 12 ton CO2.
- Modrý vodík: Vyrába sa tiež reformou zemného plynu. Rozdiel je v tom, že systému zachytávania uhlíka sa zabráni čiastočne alebo úplne všetkým emisiám CO2. Neskôr sa tento oxid uhličitý môže použiť napríklad na výrobu syntetických palív.
- Zelený vodík: Získava sa elektrolýzou vody pomocou elektriny z obnoviteľných zdrojov energie. Je to najdrahšie, ale s klesajúcimi nákladmi na obnoviteľnú energiu a elektrolyzéry sa očakáva, že ich cena bude postupne klesať. Iný typ zeleného vodíka sa vyrába z bioplynu s využitím hospodárskych zvierat, poľnohospodárskeho a / alebo komunálneho odpadu.
Proces výroby zeleného vodíka v skutočnosti nie je vôbec komplikovaný: elektrolýza jednoducho využíva elektrický prúd na štiepenie vody (H2O) na kyslík (O2) a vodík (H2). Skutočnou výzvou je byť konkurencieschopný, ktorý si vyžaduje veľa lacnej obnoviteľnej elektriny (ktorá je viac-menej fixná) a efektívnu a škálovateľnú technológiu elektrolýznych článkov.
Použitie zeleného vodíka
Jedným z najúčinnejších spôsobov dekarbonizácie ekonomiky je teoreticky pokus elektrifikovať celý energetický systém. Zatiaľ však nie sú batérie a elektrické technológie možné, v závislosti od aplikácie. V mnohých z nich zelený vodík môže nahradiť fosílne palivá, aj keď nie všetky sú také zrelé alebo jednoduché:
Namiesto toho použite hnedý a sivý vodík. Prvým krokom by mala byť výmena všetkého fosílneho vodíka, ktorý sa v súčasnosti používa v priemysle, použitie vyvinutých technológií a zníženie nákladov. Výzva nie je malá: globálny dopyt po vodíku z výroby elektriny spotrebuje 3.600 XNUMX TWh, čo je viac ako celková ročná výroba elektriny v EÚ. Toto sú hlavné použitia zeleného vodíka:
- Ťažký priemysel. Veľkí spotrebitelia ocele, cementu, chemických spoločností a iných fosílnych palív nie sú ľahko prístupní alebo priamo uskutočniteľní.
- Sklad energie. Toto je nepochybne jedna z najsľubnejších aplikácií vodíka: ako systém sezónneho skladovania energie. S rastúcou popularitou obnoviteľnej energie zistíme, že náklady na elektrinu sú skutočne lacné a bude ich dokonca prebytok, pretože ich nie je kde spotrebovať. Tu vstúpi do hry vodík, ktorý sa dá lacno vyrobiť a potom použiť na požiadanie pre akúkoľvek aplikáciu, či už je to výroba energie alebo akákoľvek iná aplikácia.
- Doprava. Doprava je nepochybne ďalším z najsľubnejších aplikácií vodíka. V dnešnej ľahkej doprave víťazia v súťaži batérie, ale niektorí výrobcovia (najmä Japonsko) pokračujú vo vývoji svojich modelov palivových článkov a výsledky sú čoraz sľubnejšie.
- Kúrenie. Domáce a priemyselné vykurovanie je odvetvie, ktoré nie je možné vždy elektrifikovať (tepelné čerpadlá nie sú vždy možnosťou) a vodík môže byť čiastočným riešením. Na zvýšenie dopytu je možné navyše použiť existujúcu infraštruktúru (napríklad siete na zemný plyn). V skutočnosti si zmiešanie až 20% objemových vodíka do existujúcej siete so zemným plynom vyžaduje minimálne úpravy v sieti alebo zariadeniach koncového používateľa.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o zelenom vodíku a jeho aplikáciách.