Viimastel aastatel on riigid üle maailma edendanud vesinikuenergia tööstuse arengut enneolematu kiirusega. Rahvusvahelise vesinikuenergia komisjoni ja McKinsey ühiselt avaldatud aruande kohaselt on enam kui 30 riiki ja piirkonda avaldanud vesinikuenergia arendamise tegevuskava ning globaalsed investeeringud vesinikuenergia projektidesse ulatuvad 2030. aastaks 300 miljardi USA dollarini.
Vesinikuenergia on energia, mis vabaneb vesinikust füüsikaliste ja keemiliste muutuste käigus. Vesinikku ja hapnikku saab põletada soojusenergia tootmiseks ning neid saab ka kütuseelementide abil elektriks muuta. Vesinikul pole mitte ainult lai valik allikaid, vaid sellel on ka hea soojusjuhtivus, puhas ja mittetoksiline ning suur soojus massiühiku kohta. Vesiniku soojussisaldus sama massi juures on umbes kolm korda suurem kui bensiinil. See on naftakeemiatööstuse oluline tooraine ja kosmoserakettide kütus. Seoses kasvava üleskutsega tegeleda kliimamuutustega ja saavutada süsinikuneutraalsus, muudab vesinikuenergia eeldatavasti inimeste energiasüsteemi.
Vesinikenergiat eelistatakse mitte ainult selle tõttu, et see ei tekita süsinikdioksiidi vabanemisprotsessis, vaid ka seetõttu, et vesinikku saab kasutada energiasalvestava kandjana, et korvata taastuvenergia volatiilsust ja katkendlikkust ning soodustada taastuvenergia laiaulatuslikku arengut. . Näiteks Saksamaa valitsuse propageeritav "elektrist gaasiks" tehnoloogia on vesiniku tootmine puhta elektri (nt tuule- ja päikeseenergia) säilitamiseks, mida ei saa õigel ajal kasutada, ning vesiniku transportimiseks pikkade vahemaade taha, et tagada edasine tõhusus. kasutamine. Lisaks gaasilisele olekule võib vesinik esineda ka vedela või tahke hüdriidina, millel on mitmesugused ladustamis- ja transpordiviisid. Haruldase sidusenergiana ei saa vesinikuenergia mitte ainult teostada paindlikku elektri ja vesiniku vahelist muundamist, vaid ka ehitada silla elektri, soojuse, külma ja isegi tahkete, gaasi- ja vedelkütuste ühendamiseks. ehitada puhtam ja tõhusam energiasüsteem.
Erinevatel vesinikuenergia vormidel on mitu kasutusstsenaariumi. 2020. aasta lõpuks kasvab ülemaailmne vesinikkütuseelemendiga sõidukite osalus eelmise aastaga võrreldes 38%. Vesinikuenergia laiaulatuslik kasutamine laieneb järk-järgult autotööstusest muudesse valdkondadesse, nagu transport, ehitus ja tööstus. Raudteetransiidi ja laevade puhul võib vesinikuenergia vähendada pikamaa- ja suure koormusega transpordi sõltuvust traditsioonilistest nafta- ja gaasikütustest. Näiteks eelmise aasta alguses töötas Toyota välja ja tarnis esimese partii merelaevadele mõeldud vesinikkütuseelemendisüsteeme. Hajatootmise puhul võib vesinikuenergia varustada elektri- ja soojusenergiaga elamuid ja ärihooneid. Vesinikenergia võib ka otseselt pakkuda tõhusaid tooraineid, redutseerivaid aineid ja kvaliteetseid soojusallikaid naftakeemia-, raua- ja terase-, metallurgia- ja muude keemiatööstuse jaoks, vähendades tõhusalt süsinikdioksiidi heitkoguseid.
Omamoodi sekundaarse energiana pole aga vesinikuenergiat lihtne hankida. Vesinik esineb peamiselt vees ja fossiilsetes kütustes ühendite kujul maa peal. Enamik olemasolevaid vesiniku tootmise tehnoloogiaid tugineb fossiilenergiale ja ei saa vältida süsinikdioksiidi heitkoguseid. Praegu on taastuvenergiast vesiniku tootmise tehnoloogia järk-järgult küpsemas ning taastuvenergia elektritootmisel ja vee elektrolüüsil on võimalik toota süsinikuvaba vesinikku. Teadlased uurivad ka uusi vesiniku tootmise tehnoloogiaid, nagu vee päikese fotolüüs vesiniku tootmiseks ja biomass vesiniku tootmiseks. Tsinghua ülikooli tuumaenergia instituudi ja uue energiatehnoloogia instituudi välja töötatud tuumavesiniku tootmistehnoloogiat hakatakse demonstreerima 10 aasta pärast. Lisaks hõlmab vesinikutööstuse kett ka ladustamist, transporti, täitmist, pealekandmist ja muid lülisid, mis seisavad silmitsi tehniliste väljakutsete ja kulupiirangutega. Võttes näiteks ladustamise ja transportimise, on vesinik väikese tihedusega ning tavalisel temperatuuril ja rõhul kergesti lekkiv. Pikaajaline kokkupuude terasega põhjustab "vesinikhaprust" ja kahjustab viimast. Ladustamine ja transportimine on palju keerulisem kui kivisüsi, nafta ja maagaas.
Praegu on paljudes uute vesinikualaste teadusuuringute kõigi aspektide ümbertöötamine täies hoos, tehnilisi raskusi tuleb ületada. Vesinikuenergia tootmise ning ladustamise ja transpordi infrastruktuuri pideva laienemisega on ka vesinikuenergia maksumusel palju ruumi langeda. Uuringud näitavad, et vesinikuenergiatööstuse ahela kogumaksumus langeb 2030. aastaks eeldatavasti poole võrra. Eeldame, et vesinikuühiskond kiireneb.
Postitusaeg: 30. märts 2021