Зелений водень став однією з основних опор Фонду відновлення ЄС. Деякі кошти стануть найбільшим стимулювальним пакетом, коли-небудь фінансуваним за рахунок бюджету ЄС, із загальним обсягом економічної ін'єкції 1.8 трлн євро, використаних для відбудови Європи після COVID-19. Енергетичний перехід є однією з осей цього відновлення, з яких 30% бюджету відводиться на зміну клімату. Тут де водень верде він починає набувати статусу, привертаючи все більший інтерес і ставлячи його до публічних дебатів як один з основних стовпів економічної декарбонізації. Але що ж таке зелений водень?
У цій статті ми розповімо вам, що таке зелений водень, які його характеристики та значення.
Що таке зелений водень
Водень є найпоширенішим хімічним елементом на землі, але у нього є проблема: він не знаходиться у вільному доступі в навколишньому середовищі (наприклад, у водосховищах), але він завжди поєднується з іншими елементами (наприклад, у воді, H2O або метані, СН4). ТомуДля того, щоб його можна було використовувати в енергетичних додатках, його потрібно спочатку звільнити, тобто відокремити від решти елементів.
Щоб здійснити це поділ і отримати вільний водень, необхідно здійснити деякі процеси і на них витрачається енергія. Це визначає водень як енергоносій, а не як первинну енергію чи паливо, які багато хто вважає. Зелений водень є носієм енергії, а не основним джерелом енергії. Іншими словами, водень - це речовина, яка може зберігати енергію, яка потім може регульовано виділятися в іншому місці. Таким чином, може бути порівнянна з літієвими батареями, що зберігають електроенергію, а не викопне паливо, як природний газ.
Потенціал водню для боротьби зі зміною клімату полягає в його здатності замінювати викопне паливо в тих областях, де декарбонізація є більш складною, наприклад, морський та повітряний транспорт або певні промислові процеси. Що ще, має великий потенціал як сезонна система накопичення енергії (довгострокові), які можуть накопичувати енергію протягом тривалого часу, а потім використовувати її на вимогу.
Походження та типи водню
Як безбарвний газ, правда полягає в тому, що коли ми говоримо про водень, ми зазвичай використовуємо дуже барвисті терміни, щоб висловити його. Багато з вас чули про воднево-зелений, сірий, синій тощо. Колір, призначений водню, є не що інше, як маркування, яке використовується для класифікації його за походженням та кількістю вуглекислого газу, що виділяється під час його виробництва. Іншими словами, простий спосіб зрозуміти, наскільки це "чисто":
- Бурий водень: Його отримують шляхом газифікації вугілля, а в процесі виробництва виділяється вуглекислий газ. Його іноді називають чорним воднем.
- Сірий водень: отриманий в результаті реформування природного газу. В даний час це найбільш широкомасштабне та найдешевше виробництво, хоча очікується, що вартість зросте через ціну на права на викиди вуглекислого газу. При виробництві 1 тонни попелу H2 буде виділено 9-12 тонн СО2.
- Синій водень: Він також виробляється шляхом реформування природного газу, різниця полягає в тому, що частково або всі викиди CO2 вдається уникнути завдяки системі захоплення вуглецю. Пізніше з цього вуглекислого газу можна, наприклад, отримувати синтетичне паливо.
- Зелений водень: Отримується електролізом води з використанням електроенергії з відновлюваних джерел енергії. Він є найдорожчим, однак із зменшенням вартості відновлюваної енергії та електролізерів очікується поступове зниження його ціни. Інший тип зеленого водню виробляється з біогазу з використанням худоби, сільськогосподарських та / або комунальних відходів.
Насправді процес виробництва зеленого водню зовсім не складний: електроліз просто використовує електричний струм для розщеплення води (H2O) на кисень (O2) та водень (H2). Справжньою проблемою є конкурентоспроможність, яка вимагає великої кількості дешевої відновлюваної електроенергії (яка більш-менш фіксована), а також ефективна та масштабована технологія електролізних комірок.
Використання зеленого водню
Теоретично одним із найефективніших способів декарбонізації економіки є спроба електрифікувати всю енергетичну систему. Однак наразі батареї та електричні технології неможливі, залежно від програми. У багатьох з них зелений водень може замінити викопне паливо, хоча не всі такі зрілі чи прості:
Замість цього використовуйте коричневий і сірий водень. Першим кроком має бути заміна всього викопного водню, який зараз використовується в промисловості, використання розвинених технологій та зменшення витрат. Проблема не мала: глобальний попит на водень від виробництва електроенергії споживатиме 3.600 ТВт-год, що перевищує загальний річний обсяг виробництва електроенергії в ЄС. Ось основні напрямки використання зеленого водню:
- Важка промисловість. Великі споживачі сталі, цементу, хімічних компаній та інших видів викопного палива не є легкодоступними або безпосередньо здійсненними.
- Магазин енергії. Це, безсумнівно, одне з найбільш перспективних застосувань водню: як сезонної системи накопичення енергії. Зі зростанням популярності відновлюваної енергії ми виявимо, що вартість електроенергії дійсно дешева, і навіть буде надлишок, оскільки її нема де споживати. Тут почне діяти водень, який можна дешево виробляти, а потім використовувати на вимогу для будь-якого застосування, будь то виробництво електроенергії або будь-яке інше застосування.
- Транспорт. Безперечно, транспорт - це ще одне з найбільш перспективних видів застосування водню. У сучасному легкому транспорті акумулятори перемагають у конкурентній боротьбі, але деякі виробники (особливо Японія) продовжують розробляти свої моделі паливних елементів, і результати все більш перспективні.
- Опалення. Побутове та промислове опалення - це сектор, який не завжди можна електрифікувати (теплові насоси не завжди є варіантом), і водень може бути частковим рішенням. Крім того, існуюча інфраструктура (наприклад, мережі природного газу) може бути використана для збільшення попиту. Насправді змішування до 20 об.% Водню в існуючій мережі природного газу вимагає мінімальних модифікацій мережі або приладів кінцевих споживачів.
Я сподіваюся, що завдяки цій інформації ви зможете дізнатись більше про зелений водень та його застосування.