Grönt väte har blivit en av de grundläggande pelarna i EU: s återhämtningsfond. Vissa medel kommer att vara det största stimulanspaketet som någonsin finansierats genom EU: s budget, med en total ekonomisk tillförsel på 1.8 biljoner euro som används för att återuppbygga Europa efter COVID-19. Energiomställningen är en av axlarna för denna återhämtning, varav 30% av budgeten avsätts till klimatförändringar. Det är här den väte grön det börjar få status, lockar mer och mer intresse och placerar det i den offentliga debatten som en av de grundläggande pelarna för ekonomisk avkolning. Men vad är exakt grönt väte?
I den här artikeln kommer vi att berätta vad grönt väte är, vad dess egenskaper och betydelse är.
Vad är grönt väte
Väte är det vanligaste kemiska grundämnet på jorden, men det har ett problem: det är inte fritt tillgängligt i miljön (till exempel i reservoarer), men det kombineras alltid med andra element (till exempel i vatten, H2O eller metan, CH4). DärförFör att kunna användas i energitillämpningar måste den först släppas, det vill säga separerad från resten av elementen.
För att utföra denna separation och erhålla gratis väte är det nödvändigt att utföra vissa processer och energi spenderas på dem. Detta definierar väte som en energibärare snarare än den primära energi eller det bränsle som många anser. Grönt väte är en energibärare, inte den viktigaste energikällan. Med andra ord är väte ett ämne som kan lagra energi, som sedan kan frigöras på ett kontrollerat sätt någon annanstans. Således, kan jämföras med litiumbatterier som lagrar el, snarare än fossila bränslen som naturgas.
Vätepotentialen för att bekämpa klimatförändringarna ligger i dess förmåga att ersätta fossila bränslen i applikationer där avkolning är mer komplex, till exempel sjö- och lufttransport eller vissa industriella processer. Vad mer, har stor potential som säsongsbaserat energilagringssystem (långvarig), som kan samla energi under lång tid och sedan använda den på begäran.
Ursprung och typer av väte
Som en färglös gas är sanningen att när vi pratar om väte brukar vi använda mycket färgglada termer för att uttrycka det. Många av er har hört talas om vätegrönt, grått, blått etc. Färgen som tilldelats väte är inget annat än en etikett som används för att klassificera den efter sitt ursprung och mängden koldioxid som släpps ut under dess produktion. Med andra ord, ett enkelt sätt att förstå hur "rent" det är:
- Brunt väte: Det erhålls genom förgasning av kol och under produktionsprocessen frigörs koldioxid. Det kallas ibland svart väte.
- Grått väte: erhålls från reformering av naturgas. Det är för närvarande den vanligaste och billigaste produktionen, även om kostnaden förväntas öka på grund av priset på koldioxidutsläppsrättigheter. Produktionen av 1 ton H2-aska släpper ut 9 till 12 ton CO2.
- Blå väte: Den produceras också genom att reformera naturgas, skillnaden är att en del eller alla koldioxidutsläpp undviks genom koldioxidavskiljningssystemet. Senare kan denna koldioxid exempelvis användas för att tillverka syntetiska bränslen.
- Grönt väte: Det erhålls genom att elektrolysera vatten med hjälp av elektricitet från förnybara energikällor. Det är det dyraste, men när kostnaden för förnybar energi och elektrolysatorer minskar förväntas priset gradvis minska. En annan typ av grönt vätgas produceras av biogas med boskap, jordbruks- och / eller kommunalt avfall.
Faktum är att den gröna väteproduktionsprocessen inte är komplicerad alls: elektrolys använder helt enkelt elektrisk ström för att bryta ner vatten (H2O) till syre (O2) och väte (H2). Den verkliga utmaningen är att vara konkurrenskraftig, vilket kräver mycket billig förnybar el (som är mer eller mindre fast) och effektiv och skalbar elektrolyscellteknik.
Användning av grönt väte
I teorin är ett av de mest effektiva sätten att avkolonnera ekonomin att försöka elektrifiera hela energisystemet. För närvarande är dock batteri- och elteknik inte möjlig, beroende på applikation. I många av dem, grönt väte kan ersätta fossila bränslen, även om inte alla är så mogna eller enkla:
Använd istället brunt och grått väte. Det första steget bör vara att ersätta allt fossilt väte som för närvarande används i industrin, använda utvecklad teknik och sänka kostnaderna. Utmaningen är inte liten: den globala efterfrågan på vätgas från elproduktion kommer att förbruka 3.600 TWh, mer än EU: s totala elproduktion. Dessa är de viktigaste användningarna av grönt väte:
- Tung industri. Stora konsumenter av stål, cement, kemiska företag och andra fossila bränslen är inte lättillgängliga eller direkt genomförbara.
- Energibutik. Detta är utan tvekan en av de mest lovande applikationerna för väte: som ett säsongsbaserat energilagringssystem. Med den ökande populariteten för förnybar energi kommer vi att upptäcka att kostnaden för el är riktigt billig, och det kommer till och med att vara ett överskott eftersom det inte finns någon plats att konsumera den. Det är här väte kommer till spel, som kan produceras billigt och sedan användas efter behov för alla applikationer, oavsett om det är elproduktion eller andra applikationer.
- Transport. Transport är utan tvekan en av de mest lovande användningarna av väte. I dagens lätta transporter vinner batterier tävlingen, men vissa tillverkare (särskilt Japan) fortsätter att utveckla sina bränslecellsmodeller och resultaten blir allt mer lovande.
- Uppvärmning. Hushålls- och industriuppvärmning är en sektor som inte alltid kan elektrifieras (värmepumpar är inte alltid ett alternativ), och väte kan vara en partiell lösning. Dessutom kan befintlig infrastruktur (såsom naturgasnät) användas för att öka efterfrågan. Att blanda upp till 20 volymprocent väte i ett befintligt naturgasnät kräver faktiskt minimala ändringar av slutanvändarnätverket eller apparaterna.
Jag hoppas att du med den här informationen kan lära dig mer om grönt väte och dess tillämpningar.