En els darrers anys, països d'arreu del món estan promovent el desenvolupament de la indústria energètica de l'hidrogen a una velocitat sense precedents. Segons l'informe publicat conjuntament per la Comissió d'Energia de l'Hidrogen i McKinsey, més de 30 països i regions han publicat el full de ruta per al desenvolupament de l'energia de l'hidrogen, i la inversió global en projectes d'energia d'hidrogen arribarà als 300.000 milions de dòlars EUA el 2030.
L'energia de l'hidrogen és l'energia alliberada per l'hidrogen en el procés de canvis físics i químics. L'hidrogen i l'oxigen es poden cremar per generar energia tèrmica, i també es poden convertir en electricitat mitjançant piles de combustible. L'hidrogen no només té una àmplia gamma de fonts, sinó que també té els avantatges d'una bona conducció de calor, net i no tòxic, i una calor elevada per unitat de massa. El contingut de calor de l'hidrogen a la mateixa massa és aproximadament tres vegades el de la gasolina. És una matèria primera important per a la indústria petroquímica i combustible per a coets aeroespacials. Amb la creixent crida per fer front al canvi climàtic i aconseguir la neutralitat de carboni, s'espera que l'energia de l'hidrogen canviï el sistema energètic humà.
L'energia de l'hidrogen es veu afavorida no només per la seva emissió zero de carboni en el procés d'alliberament, sinó també perquè l'hidrogen es pot utilitzar com a portador d'emmagatzematge d'energia per compensar la volatilitat i la intermitència de les energies renovables i promoure el desenvolupament a gran escala d'aquestes últimes. . Per exemple, la tecnologia "electricitat a gas" que promou el govern alemany és produir hidrogen per emmagatzemar electricitat neta com l'energia eòlica i solar, que no es pot utilitzar a temps, i transportar hidrogen a llarga distància per a una major eficàcia. utilització. A més de l'estat gasós, l'hidrogen també pot aparèixer com a hidrur líquid o sòlid, que té una varietat de maneres d'emmagatzematge i transport. Com a energia "acobladora" rara, l'energia de l'hidrogen no només pot realitzar la conversió flexible entre electricitat i hidrogen, sinó que també pot construir un "pont" per realitzar la interconnexió d'electricitat, calor, fred i fins i tot combustibles sòlids, gasosos i líquids, de manera que per construir un sistema energètic més net i eficient.
Diverses formes d'energia d'hidrogen tenen múltiples escenaris d'aplicació. A finals de 2020, la propietat global de vehicles de pila de combustible d'hidrogen augmentarà un 38% en comparació amb l'any anterior. L'aplicació a gran escala de l'energia de l'hidrogen s'està expandint gradualment des del camp de l'automoció a altres camps com el transport, la construcció i la indústria. Quan s'aplica al trànsit ferroviari i als vaixells, l'energia d'hidrogen pot reduir la dependència del transport de llarga distància i de gran càrrega dels combustibles tradicionals de petroli i gas. Per exemple, a principis de l'any passat, Toyota va desenvolupar i va lliurar el primer lot de sistemes de piles de combustible d'hidrogen per a vaixells marins. Aplicada a la generació distribuïda, l'energia d'hidrogen pot subministrar energia i calor a edificis residencials i comercials. L'energia de l'hidrogen també pot proporcionar directament matèries primeres eficients, agents reductors i fonts de calor d'alta qualitat per a la petroquímica, el ferro i l'acer, la metal·lúrgia i altres indústries químiques, reduint eficaçment les emissions de carboni.
Tanmateix, com a tipus d'energia secundària, l'energia de l'hidrogen no és fàcil d'obtenir. L'hidrogen es troba principalment a l'aigua i en els combustibles fòssils en forma de compostos a la terra. La majoria de les tecnologies de producció d'hidrogen existents depenen de l'energia fòssil i no poden evitar les emissions de carboni. Actualment, la tecnologia de producció d'hidrogen a partir d'energies renovables està madurant gradualment i es pot produir hidrogen amb emissions zero de carboni a partir de la generació d'energia renovable i l'electròlisi de l'aigua. Els científics també estan explorant noves tecnologies de producció d'hidrogen, com ara la fotòlisi solar de l'aigua per produir hidrogen i biomassa per produir hidrogen. S'espera que la tecnologia de producció d'hidrogen nuclear desenvolupada per l'Institut d'energia nuclear i nova tecnologia d'energia de la Universitat de Tsinghua comenci la demostració d'aquí a 10 anys. A més, la cadena de la indústria de l'hidrogen també inclou emmagatzematge, transport, ompliment, aplicació i altres enllaços, que també s'enfronten a reptes tècnics i limitacions de costos. Prenent com a exemple l'emmagatzematge i el transport, l'hidrogen és de baixa densitat i fàcil de filtrar a temperatura i pressió normals. El contacte a llarg termini amb l'acer provocarà "fragilització de l'hidrogen" i dany a aquest últim. L'emmagatzematge i el transport són molt més difícils que el carbó, el petroli i el gas natural.
En l'actualitat, molts països al voltant de tots els aspectes de la nova investigació sobre l'hidrogen està en ple apogeu, dificultats tècniques per superar-les. Amb l'expansió contínua de l'escala de la producció d'energia d'hidrogen i la infraestructura d'emmagatzematge i transport, el cost de l'energia de l'hidrogen també té un gran espai per disminuir. La investigació mostra que el cost global de la cadena de la indústria energètica de l'hidrogen es redueixi a la meitat el 2030. Esperem que la societat de l'hidrogen s'acceleri.
Hora de publicació: 30-mar-2021