În ultimii ani, țările din întreaga lume promovează dezvoltarea industriei energetice cu hidrogen cu o viteză fără precedent. Potrivit raportului publicat în comun de Comisia internațională pentru energie cu hidrogen și McKinsey, peste 30 de țări și regiuni au lansat foaia de parcurs pentru dezvoltarea energiei cu hidrogen, iar investiția globală în proiecte de energie cu hidrogen va ajunge la 300 de miliarde de dolari SUA până în 2030.
Energia hidrogenului este energia eliberată de hidrogen în procesul modificărilor fizice și chimice. Hidrogenul și oxigenul pot fi arse pentru a genera energie termică și pot fi, de asemenea, transformate în energie electrică prin celulele de combustie. Hidrogenul nu numai că are o gamă largă de surse, dar are și avantajele unei bune conducții termice, curate și non-toxice și căldură ridicată pe unitate de masă. Conținutul de căldură al hidrogenului la aceeași masă este de aproximativ trei ori mai mare decât al benzinei. Este o materie primă importantă pentru industria petrochimică și combustibil pentru rachete aerospațiale. Odată cu apelul tot mai mare de a face față schimbărilor climatice și de a atinge neutralitatea carbonului, se așteaptă ca energia hidrogenului să schimbe sistemul energetic uman.
Energia hidrogenului este favorizată nu numai datorită emisiilor de carbon zero în procesul de eliberare, ci și pentru că hidrogenul poate fi folosit ca purtător de stocare a energiei pentru a compensa volatilitatea și intermitența energiei regenerabile și pentru a promova dezvoltarea pe scară largă a acesteia din urmă. . De exemplu, tehnologia „de la electricitate la gaz” promovată de guvernul german este de a produce hidrogen pentru a stoca electricitate curată, cum ar fi energia eoliană și energia solară, care nu poate fi utilizată la timp, și de a transporta hidrogenul pe o distanță lungă pentru o mai eficientă utilizare. utilizare. Pe lângă starea gazoasă, hidrogenul poate apărea și sub formă de hidrură lichidă sau solidă, care are o varietate de moduri de depozitare și transport. Ca o energie rară de „cuplare”, energia hidrogenului poate realiza nu numai conversia flexibilă între electricitate și hidrogen, ci și poate construi o „punte” pentru a realiza interconectarea energiei electrice, căldurii, frigului și chiar combustibililor solizi, gazoși și lichizi, astfel încât pentru a construi un sistem energetic mai curat și mai eficient.
Diferite forme de energie cu hidrogen au scenarii multiple de aplicare. Până la sfârșitul anului 2020, proprietatea globală a vehiculelor cu celule de combustie pe hidrogen va crește cu 38% față de anul precedent. Aplicarea pe scară largă a energiei hidrogenului se extinde treptat din domeniul auto la alte domenii precum transportul, construcțiile și industria. Când este aplicată tranzitului feroviar și navelor, energia hidrogenului poate reduce dependența transportului pe distanțe lungi și cu încărcături mari de combustibilii tradiționali de petrol și gaze. De exemplu, la începutul anului trecut, Toyota a dezvoltat și livrat primul lot de sisteme de celule de combustibil cu hidrogen pentru navele marine. Aplicată generației distribuite, energia cu hidrogen poate furniza energie și căldură pentru clădirile rezidențiale și comerciale. Energia cu hidrogen poate furniza direct materii prime eficiente, agenți reducători și surse de căldură de înaltă calitate pentru industria petrochimică, siderurgică, metalurgică și alte industrii chimice, reducând eficient emisiile de carbon.
Cu toate acestea, ca un fel de energie secundară, energia hidrogenului nu este ușor de obținut. Hidrogenul există în principal în apă și combustibili fosili sub formă de compuși pe pământ. Majoritatea tehnologiilor existente de producere a hidrogenului se bazează pe energie fosilă și nu pot evita emisiile de carbon. În prezent, tehnologia de producere a hidrogenului din energie regenerabilă se maturizează treptat, iar hidrogenul cu emisii zero de carbon poate fi produs din generarea de energie din surse regenerabile și electroliza apei. Oamenii de știință explorează, de asemenea, noi tehnologii de producere a hidrogenului, cum ar fi fotoliza solară a apei pentru a produce hidrogen și biomasă pentru a produce hidrogen. Tehnologia de producere a hidrogenului nuclear dezvoltată de Institutul de energie nucleară și tehnologie energetică nouă al Universității Tsinghua este de așteptat să înceapă demonstrația în 10 ani. În plus, lanțul industriei hidrogenului include, de asemenea, depozitarea, transportul, umplerea, aplicarea și alte legături, care se confruntă, de asemenea, cu provocări tehnice și constrângeri de cost. Luând ca exemplu depozitarea și transportul, hidrogenul are o densitate scăzută și se scurge ușor la temperaturi și presiune normale. Contactul pe termen lung cu oțelul va cauza „fragilare prin hidrogen” și deteriorarea acestuia din urmă. Depozitarea și transportul sunt mult mai dificile decât cărbunele, petrolul și gazele naturale.
În prezent, multe ţări în jurul tuturor aspectelor de cercetare a hidrogenului nou este în plină desfăşurare, dificultăţi tehnice în intensificarea pentru a depăşi. Odată cu extinderea continuă a producției de energie cu hidrogen și infrastructurii de stocare și transport, costul energiei cu hidrogen are, de asemenea, un spațiu mare de scădere. Cercetările arată că costul total al lanțului industriei energetice cu hidrogen este de așteptat să scadă la jumătate până în 2030. Ne așteptăm ca societatea hidrogenului să accelereze.
Ora postării: 30-mar-2021