Zeleni vodik je postal eden temeljnih stebrov sklada EU za oživitev gospodarstva. Nekatera sredstva bodo največji spodbujevalni paket, ki se je kdaj financiral iz proračuna EU, s skupno gospodarsko injekcijo v višini 1.8 bilijona evrov, porabljeno za obnovo Evrope po COVID-19. Energetski prehod je ena od osi tega okrevanja, od tega je 30% proračuna namenjenih podnebnim spremembam. Tu je vodik zelena začenja pridobivati status, privabljati vedno več zanimanja in ga postaviti v javno razpravo kot enega temeljnih stebrov gospodarske dekarbonizacije. Toda kaj pravzaprav je zeleni vodik?
V tem članku vam bomo povedali, kaj je zeleni vodik, kakšne so njegove značilnosti in pomen.
Kaj je zeleni vodik
Vodik je najbolj razširjen kemični element na zemlji, vendar ima težavo: ni prosto dostopen v okolju (na primer v rezervoarjih), vendar se vedno kombinira z drugimi elementi (na primer v vodi, H2O ali metanu, CH4). TorejDa bi ga lahko uporabili v energetskih aplikacijah, ga je treba najprej sprostiti, to je ločiti od ostalih elementov.
Za izvedbo tega ločevanja in pridobivanja prostega vodika je treba izvesti nekatere procese in zanje porabiti energijo. S tem je vodik opredeljen kot nosilec energije in ne kot primarna energija ali gorivo, ki ga ima marsikdo. Zeleni vodik je nosilec energije, ne pa glavni vir energije. Z drugimi besedami, vodik je snov, ki lahko shranjuje energijo in jo nato lahko nadzorovano sprosti drugje. Tako primerljive z litijevimi baterijami, ki hranijo elektriko, namesto fosilnih goriv, kot je zemeljski plin.
Potencial vodika za boj proti podnebnim spremembam je v njegovi zmožnosti nadomeščanja fosilnih goriv v aplikacijah, kjer je razogljičenje bolj zapleteno, kot je pomorski in zračni promet ali nekateri industrijski procesi. Kaj je več, ima velik potencial kot sezonski sistem za shranjevanje energije (dolgoročno), ki lahko dolgo kopičijo energijo in jo nato porabijo na zahtevo.
Izvor in vrste vodika
Kot brezbarven plin je resnica, da ko govorimo o vodiku, običajno izražamo zelo pisane izraze. Mnogi od vas ste že slišali za vodikovo zeleno, sivo, modro itd. Barva, dodeljena vodiku, ni nič drugega kot etiketa, ki se uporablja za njegovo razvrstitev glede na izvor in količino ogljikovega dioksida, ki se sprosti med njegovo proizvodnjo. Z drugimi besedami, preprost način, kako razumeti, kako "čist" je:
- Rjavi vodik: Pridobi se s uplinjanjem premoga, med proizvodnim procesom pa se sprošča ogljikov dioksid. Včasih se imenuje črni vodik.
- Sivi vodik: pridobljeni z reformo zemeljskega plina. Trenutno gre za najbogatejšo in najcenejšo proizvodnjo, čeprav naj bi se stroški povečali zaradi cene pravic do emisije ogljikovega dioksida. Pri proizvodnji 1 tone pepela H2 bo izpuščenih 9 do 12 ton CO2.
- Modri vodik: Proizvaja se tudi z reformo zemeljskega plina, razlika je v tem, da se del ali vse emisije CO2 izognejo s sistemom za zajemanje ogljika. Kasneje lahko iz tega ogljikovega dioksida na primer izdelujemo sintetična goriva.
- Zeleni vodik: Dobi se z elektrolizo vode z uporabo električne energije iz obnovljivih virov energije. Je najdražji, a ko se stroški obnovljive energije in elektrolizatorjev znižujejo, naj bi se njegova cena postopoma zniževala. Druga vrsta zelenega vodika se pridobiva iz bioplina z uporabo živine, kmetijskih in / ali komunalnih odpadkov.
Dejansko postopek pridobivanja zelenega vodika sploh ni zapleten: elektroliza preprosto uporablja električni tok za razgradnjo vode (H2O) na kisik (O2) in vodik (H2). Pravi izziv je konkurenčnost, ki zahteva veliko poceni električne energije iz obnovljivih virov (ki je bolj ali manj fiksna) ter učinkovita in razširljiva tehnologija elektroliznih celic.
Uporabe zelenega vodika
V teoriji je eden najučinkovitejših načinov za razogljičenje gospodarstva poskus elektrificiranja celotnega energetskega sistema. Vendar za zdaj baterije in električne tehnologije niso izvedljive, odvisno od uporabe. V mnogih izmed njih zeleni vodik lahko nadomesti fosilna goriva, čeprav niso vsi tako zreli ali preprosti:
Namesto tega uporabite rjav in siv vodik. Prvi korak bi moral biti nadomestitev vseh fosilnih vodikov, ki se trenutno uporabljajo v industriji, uporaba razvitih tehnologij in zmanjšanje stroškov. Izziv ni majhen: svetovno povpraševanje po vodiku iz proizvodnje električne energije bo porabilo 3.600 TWh, več kot je skupno letno proizvajanje električne energije v EU. To so glavne uporabe zelenega vodika:
- Težka industrija. Veliki potrošniki jeklarskih, cementnih, kemičnih in drugih fosilnih goriv niso lahko dostopni ali neposredno izvedljivi.
- Trgovina z energijo. To je nedvomno ena najbolj obetavnih aplikacij vodika: kot sezonski sistem za shranjevanje energije. Z naraščajočo priljubljenostjo energije iz obnovljivih virov bomo ugotovili, da so stroški električne energije res poceni in celo presežek bo, ker je ni kje porabiti. Tu bo prišel v poštev vodik, ki ga lahko poceni proizvedemo in nato uporabimo na zahtevo za katero koli aplikacijo, pa naj gre za proizvodnjo električne energije ali katero koli drugo uporabo.
- Prevoz. Promet je nedvomno še ena najbolj obetavnih aplikacij vodika. V današnjem lahkem prometu akumulatorji zmagujejo na konkurenci, vendar nekateri proizvajalci (zlasti Japonska) še naprej razvijajo svoje modele gorivnih celic in rezultati so vse bolj obetavni.
- Ogrevanje. Gospodinjsko in industrijsko ogrevanje je sektor, ki ga ni vedno mogoče elektrificirati (toplotne črpalke niso vedno na voljo), vodik pa je lahko delna rešitev. Poleg tega je za povečanje povpraševanja mogoče uporabiti obstoječo infrastrukturo (na primer omrežja zemeljskega plina). Dejansko mešanje do 20 vol.% Vodika v obstoječem omrežju zemeljskega plina zahteva minimalne spremembe omrežja ali naprav končnega uporabnika.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o zelenem vodiku in njegovi uporabi.