Viime vuosina maat ympäri maailmaa ovat edistäneet vetyenergiateollisuuden kehitystä ennennäkemättömällä nopeudella. Kansainvälisen vetyenergiakomission ja McKinseyn yhdessä julkaiseman raportin mukaan yli 30 maata ja aluetta on julkaissut etenemissuunnitelman vetyenergian kehittämiseksi, ja globaalit investoinnit vetyenergiaprojekteihin ovat 300 miljardia dollaria vuoteen 2030 mennessä.
Vetyenergia on energiaa, jonka vety vapauttaa fysikaalisissa ja kemiallisissa muutoksissa. Vetyä ja happea voidaan polttaa lämpöenergian tuottamiseksi, ja ne voidaan myös muuntaa sähköksi polttokennoilla. Vetyllä ei ole vain laaja valikoima lähteitä, vaan sillä on myös hyvä lämmönjohtavuus, puhdas ja myrkytön sekä korkea lämpö massayksikköä kohti. Vedyn lämpöpitoisuus samassa massassa on noin kolme kertaa bensiinin lämpöpitoisuus. Se on tärkeä raaka-aine petrokemianteollisuudelle ja voimapolttoaine ilmailu-avaruusraketeille. Ilmastonmuutoksen torjuntaa ja hiilineutraaliutta koskevan vaatimuksen lisääntyessä vetyenergian odotetaan muuttavan ihmisen energiajärjestelmää.
Vetyenergiaa suositaan paitsi sen hiilidioksidipäästöttömyyden vuoksi vapautumisprosessissa, vaan myös siksi, että vetyä voidaan käyttää energian varastointikantajana korvaamaan uusiutuvan energian haihtuvuutta ja katkonaisuutta ja edistämään sen laajamittaista kehitystä. . Esimerkiksi Saksan hallituksen edistämä "sähköstä kaasuksi" -teknologia on tuottaa vetyä puhtaan sähkön, kuten tuulivoiman ja aurinkoenergian, varastointiin, jota ei voida käyttää ajoissa, ja kuljettaa vetyä pitkiä matkoja tehokkuuden lisäämiseksi. käyttö. Kaasumaisen olomuodon lisäksi vety voi esiintyä myös nestemäisenä tai kiinteänä hydridinä, jolla on erilaisia varastointi- ja kuljetustapoja. Harvinaisena "liitosenergiana" vetyenergia ei voi ainoastaan toteuttaa joustavaa muuntamista sähkön ja vedyn välillä, vaan myös rakentaa "sillan" sähkön, lämmön, kylmän ja jopa kiinteiden, kaasun ja nestemäisten polttoaineiden yhdistämiseksi. rakentaa puhtaampi ja tehokkaampi energiajärjestelmä.
Eri vetyenergian muodoilla on useita käyttöskenaarioita. Vuoden 2020 loppuun mennessä vetypolttokennoajoneuvojen maailmanlaajuinen omistus kasvaa 38 % edelliseen vuoteen verrattuna. Vetyenergian laajamittainen sovellus on vähitellen laajentumassa autoalalta muille aloille, kuten liikenteeseen, rakentamiseen ja teollisuuteen. Rautatiekuljetuksissa ja laivoissa käytettynä vetyenergia voi vähentää pitkän matkan ja suuren kuorman kuljetusten riippuvuutta perinteisistä öljy- ja kaasupolttoaineista. Esimerkiksi viime vuoden alussa Toyota kehitti ja toimitti ensimmäisen erän vetypolttokennojärjestelmiä merialuksiin. Hajautettuun tuotantoon sovellettu vetyenergia voi toimittaa sähköä ja lämpöä asuin- ja liikerakennuksiin. Vetyenergia voi myös tarjota suoraan tehokkaita raaka-aineita, pelkistäviä aineita ja korkealaatuisia lämmönlähteitä petrokemian-, rauta- ja terästeollisuudelle, metallurgialle ja muulle kemianteollisuudelle, mikä vähentää tehokkaasti hiilidioksidipäästöjä.
Eräänlaisena sekundaarienergiana vetyenergiaa ei kuitenkaan ole helppo saada. Vetyä on pääasiassa vedessä ja fossiilisissa polttoaineissa yhdisteiden muodossa maan päällä. Suurin osa olemassa olevista vedyn tuotantotekniikoista perustuu fossiiliseen energiaan, eikä hiilidioksidipäästöjä voida välttää. Tällä hetkellä uusiutuvan energian vedyn tuotantoteknologia on vähitellen kypsymässä, ja uusiutuvan energian sähköntuotannosta ja veden elektrolyysistä voidaan tuottaa hiilidioksidipäästötöntä vetyä. Tutkijat tutkivat myös uusia vedyn tuotantoteknologioita, kuten veden aurinkofotolyysiä vedyn tuottamiseksi ja biomassaa vedyn tuottamiseksi. Tsinghuan yliopiston ydinenergiainstituutin ja uuden energiateknologian kehittämän ydinvedyn tuotantoteknologian demonstroinnin odotetaan alkavan 10 vuoden kuluttua. Lisäksi vetyteollisuuden ketjuun kuuluu myös varastointi-, kuljetus-, täyttö-, levitys- ja muita linkkejä, jotka kohtaavat myös teknisiä haasteita ja kustannusrajoitteita. Varastoinnin ja kuljetuksen esimerkkinä vety on matalatiheyksinen ja helposti vuotava normaalissa lämpötilassa ja paineessa. Pitkäaikainen kosketus teräksen kanssa aiheuttaa "vetyhaurautta" ja vahingoittaa terästä. Varastointi ja kuljetus ovat paljon vaikeampia kuin hiilen, öljyn ja maakaasun.
Tällä hetkellä monissa maissa uuden vetytutkimuksen kaikki osa-alueet ovat täydessä vauhdissa, ja teknisiä vaikeuksia on voitettava. Vetyenergian tuotannon sekä varastointi- ja kuljetusinfrastruktuurin laajenemisen myötä myös vetyenergian hinnalla on paljon tilaa laskea. Tutkimukset osoittavat, että vetyenergiateollisuuden ketjun kokonaiskustannusten odotetaan putoavan puoleen vuoteen 2030 mennessä. Odotamme vetyyhteiskunnan kiihtyvän.
Postitusaika: 30.3.2021