Az elmúlt években a világ országai soha nem látott gyorsasággal támogatják a hidrogénenergia-ipar fejlődését. A nemzetközi Hidrogén Energia Bizottság és a McKinsey által közösen kiadott jelentés szerint több mint 30 ország és régió tette közzé a hidrogénenergia-fejlesztés ütemtervét, és a hidrogénenergia-projektekbe történő globális beruházás 2030-ra eléri a 300 milliárd dollárt.
A hidrogénenergia a hidrogén által a fizikai és kémiai változások során felszabaduló energia. A hidrogén és az oxigén elégethető hőenergia előállítására, és az üzemanyagcellák elektromos árammá alakíthatók. A hidrogénnek nemcsak a források széles skálája van, hanem a jó hővezetés, a tisztaság és nem mérgező, valamint az egységnyi tömegre vetített magas hő is megvan. Az azonos tömegű hidrogén hőtartalma körülbelül háromszorosa a benzinének. Fontos nyersanyag a petrolkémiai iparban és üzemanyag az űrrepülőgép-rakéták számára. Az éghajlatváltozás kezelésére és a szén-dioxid-semlegesség elérésére irányuló növekvő felszólítással a hidrogénenergia várhatóan megváltoztatja az emberi energiarendszert.
A hidrogénenergiát nem csak a kibocsátási folyamatban való zéró szén-dioxid-kibocsátása miatt kedvelik, hanem azért is, mert a hidrogén energiatároló hordozóként használható fel a megújuló energia volatilitásának és időszakosságának pótlására, valamint az utóbbiak nagyarányú fejlesztésének elősegítésére. . Például a német kormány által népszerűsített „elektromosságot a gázba” technológia célja, hogy hidrogént állítsanak elő tiszta villamos energia tárolására, például szél- és napenergia, amelyeket nem lehet időben felhasználni, és a hidrogént nagy távolságra szállítják a további hatékonyság érdekében. hasznosítás. A hidrogén a gáz halmazállapoton kívül folyékony vagy szilárd hidridként is megjelenhet, amelynek többféle tárolási és szállítási módja van. Ritka „csatoló” energiaként a hidrogénenergia nemcsak a villamos energia és a hidrogén rugalmas átalakítását tudja megvalósítani, hanem egy „hidat” is építhet a villamos energia, a hő, a hideg, sőt a szilárd, gáz és folyékony tüzelőanyagok összekapcsolására is. tisztább és hatékonyabb energiarendszer kiépítése.
A hidrogénenergia különféle formáinak többféle alkalmazási forgatókönyve van. 2020 végére a hidrogén üzemanyagcellás járművek globális tulajdonlása 38%-kal nő az előző évhez képest. A hidrogénenergia széles körű alkalmazása az autóiparról fokozatosan más területekre is kiterjed, mint például a közlekedés, az építőipar és az ipar. Vasúti tranzitban és hajókon alkalmazva a hidrogénenergia csökkentheti a nagy távolságú és nagy terhelésű szállítások hagyományos olaj- és gázüzemanyagtól való függőségét. Például tavaly év elején a Toyota kifejlesztette és leszállította a tengeri hajók számára készült hidrogén üzemanyagcellás rendszerek első tételét. Az elosztott termelésre alkalmazva a hidrogénenergia képes ellátni áramot és hőt lakó- és kereskedelmi épületek számára. A hidrogénenergia közvetlenül is biztosíthat hatékony nyersanyagokat, redukálószereket és kiváló minőségű hőforrásokat a petrolkémiai, a vas- és acélipar, a kohászat és más vegyipar számára, hatékonyan csökkentve a szén-dioxid-kibocsátást.
Egyfajta másodlagos energiaként azonban a hidrogénenergiát nem könnyű megszerezni. A hidrogén főként a vízben és a fosszilis tüzelőanyagokban található vegyületek formájában a földön. A meglévő hidrogéntermelési technológiák többsége fosszilis energiára támaszkodik, és nem kerülheti el a szén-dioxid-kibocsátást. Jelenleg fokozatosan érlelődik a megújuló energiából történő hidrogéntermelés technológiája, megújuló energiaforrásból származó energiatermelésből és vízelektrolízisből nulla szén-dioxid-kibocsátású hidrogén állítható elő. A tudósok új hidrogéntermelési technológiákat is vizsgálnak, mint például a víz napenergiával történő fotolízise hidrogén előállítására, illetve biomassza hidrogén előállítására. A Tsinghua Egyetem Atomenergia- és új energiatechnológiai intézete által kifejlesztett nukleáris hidrogén-előállítási technológia demonstrációja várhatóan 10 év múlva kezdődik. Emellett a hidrogénipari lánc magában foglalja a tárolást, szállítást, töltést, alkalmazást és egyéb kapcsolatokat is, amelyek szintén technikai kihívásokkal és költségkorlátokkal szembesülnek. Ha például a tárolást és a szállítást vesszük figyelembe, a hidrogén alacsony sűrűségű, és normál hőmérsékleten és nyomáson könnyen szivárog. Az acéllal való hosszú távú érintkezés „hidrogén ridegséget” okoz, és az utóbbi károsodását okozza. A tárolás és szállítás sokkal nehezebb, mint a szén, az olaj és a földgáz.
Jelenleg sok országban az új hidrogénkutatás minden aspektusa javában zajlik, és technikai nehézségeket kell leküzdeni. A hidrogénenergia-termelés és -tárolás, -szállítási infrastruktúra léptékének folyamatos bővülésével a hidrogénenergia költsége is jelentős mértékben csökkenhet. A kutatások azt mutatják, hogy a hidrogénenergia-ipari lánc összköltsége várhatóan a felére csökken 2030-ra. Arra számítunk, hogy a hidrogéntársadalom felgyorsul.
Feladás időpontja: 2021. március 30