Чисто произведенный H2 может стать важным шагом на пути перехода к устойчивой энергетике.
Компании, занимающиеся экологически чистым водородом, все чаще попадают в заголовки из-за обещаний, которые он демонстрирует как возобновляемая альтернатива ископаемому топливу. По состоянию на 2021 год около 5 процентов производимого в мире водорода производится таким образом.
Производство зеленого водорода включает электролиз на основе возобновляемых источников энергии.
Электролиз воды является наиболее распространенным методом производства зеленого водорода. Электролиз включает в себя разделение воды (H2O) на кислород (O2) и водород (H2) путем пропускания постоянного электрического тока через воду с помощью электродов.
Электролизеры, используемые для этого процесса, питаются от возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер. Поскольку это означает, что весь процесс производит нулевые выбросы парниковых газов, он считается одной из самых чистых форм производства H2.
Компании, занимающиеся экологически чистым водородом, рассматривают свое топливо как центральное место в переходе к устойчивой энергетике, который оставит позади загрязняющие окружающую среду ископаемые виды топлива.
Споры о голубом водороде и зеленом водороде
Синий водород предполагает производство H2 в качестве топлива с использованием процессов, работающих на природном газе. Это приводит к выбросам парниковых газов, которые при попадании в атмосферу окрашивают H2 в серый цвет. Что делает его синим, так это тот же производственный процесс, за которым следует улавливание углерода, при котором выбросы углерода улавливаются и хранятся.
Хотя синий H2 кажется гораздо менее выгодным, чем зеленый водород, если судить по его углеродному следу, он остается гораздо более популярным во всем мире. Причина в том, что он более доступен на основе существующей инфраструктуры и значительно дешевле в производстве в районах, где он производится в наибольших количествах.
Дорого, но цена падает
Одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются компании, занимающиеся экологически чистым водородом, является стоимость производства этой формы возобновляемой энергии. Это также одна из причин того, что запасы зеленого водорода остаются несколько неустойчивыми, несмотря на многообещающие перспективы, которые представляет это устойчивое топливо.
Тем не менее, ожидается, что эти производственные цены упадут. Это связано с двумя отдельными тенденциями. Первый связан с растущим производством зеленого водорода. Поскольку он производится все в больших количествах, цена на возобновляемую энергию и установки электролиза одновременно падает. В то же время во многих регионах вводятся различные виды штрафов и налогов, связанных с добычей углерода. Хотя это напрямую не снижает стоимость производства возобновляемого H2, оно делает производство других форм более дорогим из-за возникающих в результате выбросов углерода. Это побуждает все больше компаний рассматривать варианты с нулевым уровнем выбросов, такие как зеленое и розовое (ядерное) водородное топливо.
Хотя производители призывают к большему количеству программ стимулирования, таких как субсидии, реакция в глобальном масштабе была в лучшем случае ограниченной. Тем не менее, многие говорят, что такая поддержка, как субсидии, могла бы оказать существенную помощь в ускорении снижения этого ценника.
Как используется зеленый водород?
Существует два основных способа использования зеленого водорода в качестве источника возобновляемой энергии. Они сжигают его для производства тепла или подают в топливный элемент для производства электроэнергии.
Согласно отчету CSIRO за 2018 год, существует множество различных применений зеленого водородного топлива . Тем не менее, поскольку исследования и разработки продолжаются, ожидается, что количество применений будет только расти. Те, которые указаны в отчете, включали:
- Зеленый аммиак, полученный из водорода, для питания контейнеровозов
- Электромобили и грузовики на топливных элементах H2
- Сталелитейные заводы, использующие H2 в качестве источника топлива в качестве альтернативы углю
- Топливо для отопления и приготовления пищи как альтернатива природному газу
- Электрические турбины, работающие от H2, для выработки электроэнергии в часы пиковой нагрузки для обеспечения устойчивости электросети.
Как и любой газ, зеленый водород можно сжимать и хранить в резервуарах, чтобы использовать по мере необходимости. Для хранения водорода требуется либо сжатие до 700-кратного нормального атмосферного давления, либо -253ºC, что близко к абсолютному нулю. По этой причине хранение и транспортировка также могут быть фактором, увеличивающим стоимость использования H2, хотя ожидается, что эти затраты также снизятся при масштабном использовании.
Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) прогнозирует, что зеленый водород может выйти на рентабельность к 2030 году. Отчасти это будет связано с неуклонно падающими ценами на ветровую и солнечную энергию. Более того, стоимость самих установок H2 может снизиться примерно на 40 процентов в краткосрочной перспективе и на 80 процентов в долгосрочной перспективе.