Τα τελευταία χρόνια, χώρες σε όλο τον κόσμο προωθούν την ανάπτυξη της βιομηχανίας ενέργειας υδρογόνου με πρωτοφανή ταχύτητα. Σύμφωνα με την έκθεση που κυκλοφόρησε από κοινού η διεθνής επιτροπή ενέργειας υδρογόνου και η McKinsey, περισσότερες από 30 χώρες και περιοχές έχουν δημοσιεύσει τον οδικό χάρτη για την ανάπτυξη της ενέργειας υδρογόνου και η παγκόσμια επένδυση σε έργα ενέργειας υδρογόνου θα φτάσει τα 300 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ έως το 2030
Η ενέργεια του υδρογόνου είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται από το υδρογόνο κατά τη διαδικασία των φυσικών και χημικών αλλαγών. Το υδρογόνο και το οξυγόνο μπορούν να καούν για να παράγουν θερμική ενέργεια και μπορούν επίσης να μετατραπούν σε ηλεκτρική ενέργεια από τις κυψέλες καυσίμου. Το υδρογόνο όχι μόνο έχει ένα ευρύ φάσμα πηγών, αλλά έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της καλής αγωγιμότητας της θερμότητας, του καθαρού και μη τοξικού και της υψηλής θερμότητας ανά μονάδα μάζας. Η θερμική περιεκτικότητα του υδρογόνου στην ίδια μάζα είναι περίπου τριπλάσια από εκείνη της βενζίνης. Είναι σημαντική πρώτη ύλη για την πετροχημική βιομηχανία και καύσιμο ισχύος για αεροδιαστημικούς πυραύλους. Με την αυξανόμενη έκκληση για αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και επίτευξη ουδετερότητας άνθρακα, η ενέργεια υδρογόνου αναμένεται να αλλάξει το ανθρώπινο ενεργειακό σύστημα.
Η ενέργεια του υδρογόνου ευνοείται όχι μόνο λόγω των μηδενικών εκπομπών άνθρακα κατά τη διαδικασία απελευθέρωσης, αλλά και επειδή το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως φορέας αποθήκευσης ενέργειας για να αντισταθμίσει την αστάθεια και τη διακοπή της ανανεώσιμης ενέργειας και να προωθήσει τη μεγάλης κλίμακας ανάπτυξη της τελευταίας . Για παράδειγμα, η τεχνολογία «ηλεκτρισμός σε αέριο» που προωθείται από τη γερμανική κυβέρνηση είναι η παραγωγή υδρογόνου για την αποθήκευση καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, η οποία δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί εγκαίρως, και η μεταφορά υδρογόνου σε μεγάλη απόσταση για περαιτέρω αποτελεσματικότητα. χρησιμοποίηση. Εκτός από την αέρια κατάσταση, το υδρογόνο μπορεί επίσης να εμφανιστεί ως υγρό ή στερεό υδρίδιο, το οποίο έχει μια ποικιλία τρόπων αποθήκευσης και μεταφοράς. Ως σπάνια ενέργεια «σύζευξης», η ενέργεια του υδρογόνου μπορεί όχι μόνο να πραγματοποιήσει την ευέλικτη μετατροπή μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και υδρογόνου, αλλά και να οικοδομήσει μια «γέφυρα» για να πραγματοποιήσει τη διασύνδεση ηλεκτρικής ενέργειας, θερμότητας, κρύου και ακόμη και στερεών, αερίων και υγρών καυσίμων, έτσι ώστε να οικοδομήσουμε ένα πιο καθαρό και αποδοτικό ενεργειακό σύστημα.
Διάφορες μορφές ενέργειας υδρογόνου έχουν πολλαπλά σενάρια εφαρμογής. Μέχρι το τέλος του 2020, η παγκόσμια ιδιοκτησία οχημάτων κυψελών καυσίμου υδρογόνου θα αυξηθεί κατά 38% σε σύγκριση με το προηγούμενο έτος. Η μεγάλης κλίμακας εφαρμογή της ενέργειας υδρογόνου επεκτείνεται σταδιακά από τον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας σε άλλους τομείς όπως οι μεταφορές, οι κατασκευές και η βιομηχανία. Όταν εφαρμόζεται σε σιδηροδρομικές μεταφορές και πλοία, η ενέργεια υδρογόνου μπορεί να μειώσει την εξάρτηση της μεταφοράς μεγάλων αποστάσεων και υψηλού φορτίου από τα παραδοσιακά καύσιμα πετρελαίου και φυσικού αερίου. Για παράδειγμα, στις αρχές του περασμένου έτους, η Toyota ανέπτυξε και παρέδωσε την πρώτη παρτίδα συστημάτων κυψελών καυσίμου υδρογόνου για πλοία πλοίων. Εφαρμόζεται στην κατανεμημένη παραγωγή, η ενέργεια υδρογόνου μπορεί να παρέχει ενέργεια και θερμότητα για κατοικίες και εμπορικά κτίρια. Η ενέργεια του υδρογόνου μπορεί επίσης να παρέχει άμεσα αποδοτικές πρώτες ύλες, αναγωγικούς παράγοντες και πηγές θερμότητας υψηλής ποιότητας για πετροχημικές, σιδήρου και χάλυβα, μεταλλουργία και άλλες χημικές βιομηχανίες, μειώνοντας αποτελεσματικά τις εκπομπές άνθρακα.
Ωστόσο, ως ένα είδος δευτερογενούς ενέργειας, η ενέργεια του υδρογόνου δεν είναι εύκολο να αποκτηθεί. Το υδρογόνο υπάρχει κυρίως στο νερό και τα ορυκτά καύσιμα με τη μορφή ενώσεων στη γη. Οι περισσότερες από τις υπάρχουσες τεχνολογίες παραγωγής υδρογόνου βασίζονται σε ορυκτές πηγές ενέργειας και δεν μπορούν να αποφύγουν τις εκπομπές άνθρακα. Επί του παρόντος, η τεχνολογία παραγωγής υδρογόνου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ωριμάζει σταδιακά και το υδρογόνο με μηδενικές εκπομπές άνθρακα μπορεί να παραχθεί από την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές και την ηλεκτρόλυση νερού. Οι επιστήμονες εξερευνούν επίσης νέες τεχνολογίες παραγωγής υδρογόνου, όπως η ηλιακή φωτόλυση του νερού για την παραγωγή υδρογόνου και η βιομάζα για την παραγωγή υδρογόνου. Η τεχνολογία παραγωγής πυρηνικού υδρογόνου που αναπτύχθηκε από το Ινστιτούτο πυρηνικής ενέργειας και νέας ενεργειακής τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Tsinghua αναμένεται να ξεκινήσει επίδειξη σε 10 χρόνια. Επιπλέον, η αλυσίδα της βιομηχανίας υδρογόνου περιλαμβάνει επίσης αποθήκευση, μεταφορά, πλήρωση, εφαρμογή και άλλους κρίκους, οι οποίοι επίσης αντιμετωπίζουν τεχνικές προκλήσεις και περιορισμούς κόστους. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την αποθήκευση και τη μεταφορά, το υδρογόνο είναι χαμηλής πυκνότητας και διαρρέει εύκολα υπό κανονική θερμοκρασία και πίεση. Η μακροχρόνια επαφή με τον χάλυβα θα προκαλέσει «ευθραυστότητα υδρογόνου» και ζημιά στον τελευταίο. Η αποθήκευση και η μεταφορά είναι πολύ πιο δύσκολη από τον άνθρακα, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο.
Προς το παρόν, πολλές χώρες γύρω από όλες τις πτυχές της νέας έρευνας για το υδρογόνο βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη, τεχνικές δυσκολίες για να ξεπεραστούν. Με τη συνεχή επέκταση της κλίμακας παραγωγής και αποθήκευσης και μεταφοράς ενέργειας υδρογόνου, το κόστος της ενέργειας υδρογόνου έχει επίσης μεγάλο περιθώριο μείωσης. Η έρευνα δείχνει ότι το συνολικό κόστος της αλυσίδας της βιομηχανίας ενέργειας υδρογόνου αναμένεται να μειωθεί κατά το ήμισυ έως το 2030. Αναμένουμε ότι η κοινωνία του υδρογόνου θα επιταχυνθεί.
Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-30-2021