Katika miaka ya hivi karibuni, nchi kote ulimwenguni zinakuza maendeleo ya tasnia ya nishati ya hidrojeni kwa kasi isiyokuwa ya kawaida. Kwa mujibu wa ripoti iliyotolewa kwa pamoja na Tume ya Kimataifa ya Nishati ya Hydrojeni na McKinsey, zaidi ya nchi na mikoa 30 imetoa ramani ya barabara ya maendeleo ya nishati ya hidrojeni, na uwekezaji wa kimataifa katika miradi ya nishati ya hidrojeni utafikia dola za Marekani bilioni 300 ifikapo 2030.
Nishati ya hidrojeni ni nishati iliyotolewa na hidrojeni katika mchakato wa mabadiliko ya kimwili na kemikali. Haidrojeni na oksijeni zinaweza kuchomwa ili kuzalisha nishati ya joto, na pia inaweza kubadilishwa kuwa umeme na seli za mafuta. Hydrojeni sio tu ina vyanzo mbalimbali, lakini pia ina faida za uendeshaji mzuri wa joto, safi na usio na sumu, na joto la juu kwa kila kitengo cha molekuli. Maudhui ya joto ya hidrojeni kwa wingi sawa ni karibu mara tatu ya petroli. Ni malighafi muhimu kwa tasnia ya petrokemikali na mafuta ya nguvu kwa roketi ya anga. Kwa wito unaoongezeka wa kukabiliana na mabadiliko ya hali ya hewa na kufikia hali ya kutoegemeza kaboni, nishati ya hidrojeni inatarajiwa kubadilisha mfumo wa nishati ya binadamu.
Nishati ya hidrojeni inapendelewa sio tu kwa sababu ya kutotoa sifuri kwa kaboni katika mchakato wa kutolewa, lakini pia kwa sababu hidrojeni inaweza kutumika kama kibebea cha kuhifadhi nishati ili kufidia tete na kukatizwa kwa nishati mbadala na kukuza maendeleo makubwa ya nishati hiyo. . Kwa mfano, teknolojia ya "umeme kwa gesi" inayokuzwa na serikali ya Ujerumani ni kuzalisha hidrojeni ili kuhifadhi umeme safi kama vile nishati ya upepo na nishati ya jua, ambayo haiwezi kutumika kwa wakati, na kusafirisha haidrojeni kwa umbali mrefu kwa ufanisi zaidi. matumizi. Mbali na hali ya gesi, hidrojeni pia inaweza kuonekana kama hidridi kioevu au ngumu, ambayo ina aina mbalimbali za kuhifadhi na usafiri. Kama nishati adimu ya "couplant", nishati ya hidrojeni haiwezi tu kutambua ubadilishaji rahisi kati ya umeme na hidrojeni, lakini pia kujenga "daraja" ili kutambua unganisho la umeme, joto, baridi na hata dhabiti, gesi na mafuta ya kioevu. kujenga mfumo safi na bora wa nishati.
Aina mbalimbali za nishati ya hidrojeni zina matukio mengi ya matumizi. Kufikia mwisho wa 2020, umiliki wa kimataifa wa magari ya seli ya mafuta ya hidrojeni utaongezeka kwa 38% ikilinganishwa na mwaka uliopita. Matumizi makubwa ya nishati ya hidrojeni yanapanuka polepole kutoka uwanja wa magari hadi nyanja zingine kama vile usafirishaji, ujenzi na tasnia. Inapotumika kwa usafiri wa reli na meli, nishati ya hidrojeni inaweza kupunguza utegemezi wa usafiri wa umbali mrefu na wa juu kwenye mafuta ya jadi ya mafuta na gesi. Kwa mfano, mwanzoni mwa mwaka jana, Toyota ilitengeneza na kutoa kundi la kwanza la mifumo ya seli za mafuta ya hidrojeni kwa meli za baharini. Inatumika kwa kizazi kilichosambazwa, nishati ya hidrojeni inaweza kutoa nguvu na joto kwa majengo ya makazi na biashara. Nishati ya haidrojeni inaweza pia kutoa malighafi yenye ufanisi, mawakala wa kupunguza na vyanzo vya joto vya hali ya juu kwa petrokemikali, chuma na chuma, madini na tasnia zingine za kemikali, na hivyo kupunguza kwa ufanisi uzalishaji wa kaboni.
Walakini, kama aina ya nishati ya pili, nishati ya hidrojeni si rahisi kupata. Hidrojeni hasa inapatikana katika maji na mafuta ya kisukuku kwa namna ya misombo duniani. Teknolojia nyingi zilizopo za uzalishaji wa hidrojeni zinategemea nishati ya visukuku na haziwezi kuepuka utoaji wa kaboni. Kwa sasa, teknolojia ya uzalishaji wa hidrojeni kutoka kwa nishati mbadala inakomaa hatua kwa hatua, na haidrojeni isiyotoa kaboni inaweza kuzalishwa kutoka kwa uzalishaji wa nishati mbadala na electrolysis ya maji. Wanasayansi pia wanachunguza teknolojia mpya za uzalishaji wa hidrojeni, kama vile upigaji picha wa jua wa maji ili kutoa hidrojeni na majani kutoa hidrojeni. Teknolojia ya uzalishaji wa hidrojeni ya nyuklia iliyotengenezwa na Taasisi ya nishati ya nyuklia na teknolojia mpya ya nishati ya Chuo Kikuu cha Tsinghua inatarajiwa kuanza maonyesho katika miaka 10. Kwa kuongeza, mlolongo wa sekta ya hidrojeni pia unajumuisha uhifadhi, usafiri, kujaza, maombi na viungo vingine, ambavyo pia vinakabiliwa na changamoto za kiufundi na vikwazo vya gharama. Kuchukua uhifadhi na usafirishaji kama mfano, hidrojeni ni msongamano mdogo na rahisi kuvuja chini ya joto la kawaida na shinikizo. Kuwasiliana kwa muda mrefu na chuma kutasababisha "embrittlement ya hidrojeni" na uharibifu wa mwisho. Uhifadhi na usafirishaji ni ngumu zaidi kuliko makaa ya mawe, mafuta na gesi asilia.
Kwa sasa, nchi nyingi zinazozunguka nyanja zote za utafiti mpya wa hidrojeni ziko katika utendaji kamili, matatizo ya kiufundi katika kupiga hatua kushinda. Pamoja na upanuzi unaoendelea wa kiwango cha uzalishaji wa nishati ya hidrojeni na miundombinu ya kuhifadhi na usafiri, gharama ya nishati ya hidrojeni pia ina nafasi kubwa ya kupungua. Utafiti unaonyesha kuwa gharama ya jumla ya mnyororo wa tasnia ya nishati ya hidrojeni inatarajiwa kushuka kwa nusu ifikapo 2030. Tunatarajia kuwa jamii ya hidrojeni itaharakisha.
Muda wa posta: Mar-30-2021