Nos últimos anos, países de todo o mundo têm promovido o desenvolvimento da indústria energética do hidrogénio a uma velocidade sem precedentes. De acordo com o relatório divulgado conjuntamente pela Comissão Internacional de Energia do Hidrogénio e pela McKinsey, mais de 30 países e regiões divulgaram o roteiro para o desenvolvimento da energia do hidrogénio, e o investimento global em projectos de energia do hidrogénio atingirá 300 mil milhões de dólares americanos até 2030.
A energia do hidrogênio é a energia liberada pelo hidrogênio no processo de mudanças físicas e químicas. O hidrogênio e o oxigênio podem ser queimados para gerar energia térmica e também podem ser convertidos em eletricidade por células de combustível. O hidrogênio não só possui uma ampla gama de fontes, mas também tem as vantagens de boa condução de calor, limpo e não tóxico, e alto calor por unidade de massa. O conteúdo térmico do hidrogênio na mesma massa é cerca de três vezes maior que o da gasolina. É uma importante matéria-prima para a indústria petroquímica e combustível para foguetes aeroespaciais. Com o apelo crescente para lidar com as alterações climáticas e alcançar a neutralidade carbónica, espera-se que a energia do hidrogénio mude o sistema energético humano.
A energia do hidrogénio é favorecida não só devido à sua emissão zero de carbono no processo de libertação, mas também porque o hidrogénio pode ser utilizado como transportador de armazenamento de energia para compensar a volatilidade e a intermitência das energias renováveis e promover o desenvolvimento em larga escala destas últimas. . Por exemplo, a tecnologia de “eletricidade para gás” que está a ser promovida pelo governo alemão visa produzir hidrogénio para armazenar eletricidade limpa, como a energia eólica e a energia solar, que não pode ser utilizada a tempo, e para transportar hidrogénio a longa distância para uma maior eficácia. utilização. Além do estado gasoso, o hidrogênio também pode aparecer como hidreto líquido ou sólido, que possui diversos modos de armazenamento e transporte. Como uma rara energia de “coplante”, a energia do hidrogénio pode não só realizar a conversão flexível entre eletricidade e hidrogénio, mas também construir uma “ponte” para realizar a interligação de eletricidade, calor, frio e até mesmo combustíveis sólidos, gasosos e líquidos, de modo como para construir um sistema energético mais limpo e eficiente.
Várias formas de energia do hidrogênio têm vários cenários de aplicação. Até ao final de 2020, a propriedade global de veículos com células de combustível a hidrogénio aumentará 38% em comparação com o ano anterior. A aplicação em larga escala da energia do hidrogénio está gradualmente a expandir-se do campo automóvel para outros campos, como transportes, construção e indústria. Quando aplicada ao trânsito ferroviário e aos navios, a energia do hidrogénio pode reduzir a dependência do transporte de longa distância e de alta carga dos combustíveis tradicionais de petróleo e gás. Por exemplo, no início do ano passado, a Toyota desenvolveu e entregou o primeiro lote de sistemas de células de combustível de hidrogénio para navios marítimos. Aplicada à geração distribuída, a energia do hidrogênio pode fornecer energia e calor para edifícios residenciais e comerciais. A energia do hidrogênio também pode fornecer diretamente matérias-primas eficientes, agentes redutores e fontes de calor de alta qualidade para indústrias petroquímicas, siderúrgicas, metalúrgicas e outras indústrias químicas, reduzindo efetivamente as emissões de carbono.
No entanto, como uma espécie de energia secundária, a energia do hidrogénio não é fácil de obter. O hidrogênio existe principalmente na água e nos combustíveis fósseis na forma de compostos na Terra. A maioria das tecnologias existentes de produção de hidrogénio depende de energia fóssil e não pode evitar as emissões de carbono. Actualmente, a tecnologia de produção de hidrogénio a partir de energias renováveis está a amadurecer gradualmente, e o hidrogénio com emissão zero de carbono pode ser produzido a partir da geração de energia renovável e da electrólise da água. Os cientistas também estão a explorar novas tecnologias de produção de hidrogénio, como a fotólise solar da água para produzir hidrogénio e a biomassa para produzir hidrogénio. A tecnologia de produção de hidrogénio nuclear desenvolvida pelo Instituto de Energia Nuclear e Novas Tecnologias Energéticas da Universidade de Tsinghua deverá começar a ser demonstrada dentro de 10 anos. Além disso, a cadeia da indústria do hidrogénio também inclui armazenamento, transporte, enchimento, aplicação e outros elos, que também enfrentam desafios técnicos e restrições de custos. Tomando como exemplo o armazenamento e o transporte, o hidrogênio é de baixa densidade e fácil de vazar sob temperatura e pressão normais. O contato prolongado com o aço causará “fragilização por hidrogênio” e danos a este último. O armazenamento e o transporte são muito mais difíceis do que o carvão, o petróleo e o gás natural.
Actualmente, muitos países em torno de todos os aspectos da nova investigação do hidrogénio está em pleno andamento, dificuldades técnicas na intensificação para superar. Com a expansão contínua da escala da produção de energia do hidrogénio e da infra-estrutura de armazenamento e transporte, o custo da energia do hidrogénio também tem um grande espaço para diminuir. A investigação mostra que o custo global da cadeia da indústria energética do hidrogénio deverá cair para metade até 2030. Esperamos que a sociedade do hidrogénio acelere.
Horário da postagem: 30 de março de 2021