V posledních letech země po celém světě podporují rozvoj vodíkového energetického průmyslu nebývalou rychlostí. Podle zprávy, kterou společně zveřejnila International Hydrogen Energy Commission a McKinsey, více než 30 zemí a regionů zveřejnilo plán rozvoje vodíkové energie a globální investice do projektů na výrobu vodíkové energie dosáhnou do roku 2030 300 miliard USD.
Energie vodíku je energie uvolněná vodíkem v procesu fyzikálních a chemických změn. Vodík a kyslík mohou být spalovány k výrobě tepelné energie a mohou být také přeměněny na elektřinu pomocí palivových článků. Vodík má nejen širokou škálu zdrojů, ale má také výhody dobrého vedení tepla, čistého a netoxického a vysokého tepla na jednotku hmotnosti. Tepelný obsah vodíku při stejné hmotnosti je asi třikrát vyšší než u benzínu. Jde o důležitou surovinu pro petrochemický průmysl a energetické palivo pro letecké rakety. Očekává se, že s rostoucím voláním po řešení klimatických změn a dosažení uhlíkové neutrality změní vodíková energie lidský energetický systém.
Vodíková energie je upřednostňována nejen kvůli jejím nulovým emisím uhlíku v procesu uvolňování, ale také proto, že vodík může být použit jako nosič energie, aby se vyrovnala nestálost a přerušování obnovitelné energie a podpořil se rozsáhlý rozvoj obnovitelné energie. . Například technologie „elektřina na plyn“, kterou podporuje německá vláda, spočívá ve výrobě vodíku pro skladování čisté elektřiny, jako je větrná a solární energie, kterou nelze využít v čase, a přepravě vodíku na velké vzdálenosti pro další efektivní využití. využití. Kromě plynného skupenství se vodík může objevit také jako kapalný nebo pevný hydrid, který má různé způsoby skladování a přepravy. Jako vzácná „spřažená“ energie může vodíková energie nejen realizovat flexibilní přeměnu mezi elektřinou a vodíkem, ale také postavit „most“ k realizaci propojení elektřiny, tepla, chladu a dokonce i pevných, plynných a kapalných paliv, takže např. vybudovat čistší a účinnější energetický systém.
Různé formy vodíkové energie mají různé aplikační scénáře. Do konce roku 2020 se celosvětové vlastnictví vozidel s vodíkovými palivovými články zvýší o 38 % ve srovnání s předchozím rokem. Rozsáhlá aplikace vodíkové energie se postupně rozšiřuje z automobilového průmyslu do dalších oborů jako je doprava, stavebnictví a průmysl. Při použití na železniční dopravu a lodě může vodíková energie snížit závislost přepravy na dlouhé vzdálenosti a velkého zatížení na tradičních palivech z ropy a zemního plynu. Například na začátku loňského roku Toyota vyvinula a dodala první várku systémů vodíkových palivových článků pro námořní lodě. Při aplikaci na distribuovanou výrobu může vodíková energie dodávat energii a teplo pro obytné a komerční budovy. Vodíková energie může také přímo poskytovat účinné suroviny, redukční činidla a vysoce kvalitní zdroje tepla pro petrochemický, železářský a ocelářský, metalurgický a další chemický průmysl, čímž se účinně snižují emise uhlíku.
Jako druh sekundární energie však vodíkovou energii není snadné získat. Vodík se na Zemi vyskytuje hlavně ve vodě a fosilních palivech ve formě sloučenin. Většina stávajících technologií výroby vodíku se spoléhá na fosilní energii a nemůže se vyhnout emisím uhlíku. V současnosti technologie výroby vodíku z obnovitelných zdrojů postupně dospívá a vodík s nulovými emisemi uhlíku lze vyrábět z obnovitelných zdrojů energie a elektrolýzy vody. Vědci také zkoumají nové technologie výroby vodíku, jako je solární fotolýza vody k výrobě vodíku a biomasa k výrobě vodíku. Očekává se, že technologie výroby jaderného vodíku vyvinutá Institutem jaderné energie a nové energetické technologie univerzity Tsinghua bude zahájena za 10 let. Kromě toho vodíkový průmyslový řetězec také zahrnuje skladování, přepravu, plnění, aplikaci a další články, které také čelí technickým výzvám a omezením nákladů. Vezmeme-li jako příklad skladování a přepravu, vodík má nízkou hustotu a za normální teploty a tlaku snadno uniká. Dlouhodobý kontakt s ocelí způsobí „vodíkové zkřehnutí“ a její poškození. Skladování a přeprava jsou mnohem obtížnější než uhlí, ropa a zemní plyn.
V současné době je mnoho zemí kolem všech aspektů nového výzkumu vodíku v plném proudu a technické potíže se snaží překonat. S neustálým rozšiřováním rozsahu výroby a skladování vodíkové energie a dopravní infrastruktury mají náklady na vodíkovou energii také velký prostor pro pokles. Výzkum ukazuje, že se očekává, že celkové náklady na vodíkový energetický průmyslový řetězec do roku 2030 klesnou na polovinu. Očekáváme, že vodíková společnost se zrychlí.
Čas odeslání: 30. března 2021