In onlangse jare bevorder lande regoor die wêreld die ontwikkeling van die waterstofenergiebedryf teen 'n ongekende spoed. Volgens die verslag wat gesamentlik deur die Internasionale Waterstofenergiekommissie en McKinsey vrygestel is, het meer as 30 lande en streke die padkaart vir waterstofenergie-ontwikkeling vrygestel, en die wêreldwye belegging in waterstofenergieprojekte sal teen 2030 300 miljard Amerikaanse dollar bereik.
Waterstofenergie is die energie wat deur waterstof vrygestel word in die proses van fisiese en chemiese veranderinge. Waterstof en suurstof kan verbrand word om hitte-energie op te wek, en kan ook deur brandstofselle in elektrisiteit omgeskakel word. Waterstof het nie net 'n wye reeks bronne nie, maar het ook die voordele van goeie hittegeleiding, skoon en nie-giftig, en hoë hitte per massa-eenheid. Die hitte-inhoud van waterstof by dieselfde massa is ongeveer drie keer dié van petrol. Dit is 'n belangrike grondstof vir die petrochemiese industrie en kragbrandstof vir lugvaartvuurpyle. Met die toenemende oproep om klimaatsverandering te hanteer en koolstofneutraliteit te bereik, word verwag dat waterstofenergie die menslike energiestelsel sal verander.
Waterstofenergie word nie net bevoordeel as gevolg van die nul koolstofvrystelling in die vrystellingsproses nie, maar ook omdat waterstof as 'n energiebergingsdraer gebruik kan word om die wisselvalligheid en intermittensie van hernubare energie te vergoed en die grootskaalse ontwikkeling daarvan te bevorder. Byvoorbeeld, die "elektrisiteit na gas"-tegnologie wat deur die Duitse regering bevorder word, is om waterstof te produseer om skoon elektrisiteit soos windkrag en sonkrag te stoor, wat nie betyds gebruik kan word nie, en om waterstof oor 'n lang afstand te vervoer vir verdere effektiewe benutting. Benewens die gasvormige toestand, kan waterstof ook as vloeibare of vaste hidried voorkom, wat 'n verskeidenheid bergings- en vervoermodusse het. As 'n seldsame "koppelpunt"-energie kan waterstofenergie nie net die buigsame omskakeling tussen elektrisiteit en waterstof bewerkstellig nie, maar ook 'n "brug" bou om die interkonneksie van elektrisiteit, hitte, koue en selfs vaste, gas- en vloeibare brandstowwe te bewerkstellig, om sodoende 'n meer skoner en doeltreffende energiestelsel te bou.
Verskeie vorme van waterstofenergie het verskeie toepassingscenario's. Teen die einde van 2020 sal die wêreldwye eienaarskap van waterstofbrandstofselvoertuie met 38% toeneem in vergelyking met die vorige jaar. Die grootskaalse toepassing van waterstofenergie brei geleidelik uit van die motorbedryf na ander velde soos vervoer, konstruksie en nywerheid. Wanneer dit op spoorvervoer en skepe toegepas word, kan waterstofenergie die afhanklikheid van langafstand- en hoëvragvervoer van tradisionele olie- en gasbrandstowwe verminder. Byvoorbeeld, aan die begin van verlede jaar het Toyota die eerste bondel waterstofbrandstofselstelsels vir mariene skepe ontwikkel en afgelewer. Toegepas op verspreide opwekking, kan waterstofenergie krag en hitte vir residensiële en kommersiële geboue verskaf. Waterstofenergie kan ook direk doeltreffende grondstowwe, reduseermiddels en hoëgehalte-hittebronne vir petrochemiese, yster- en staal-, metallurgie- en ander chemiese nywerhede verskaf, wat koolstofvrystellings effektief verminder.
As 'n soort sekondêre energie is waterstofenergie egter nie maklik om te verkry nie. Waterstof bestaan hoofsaaklik in water en fossielbrandstowwe in die vorm van verbindings op die aarde. Die meeste van die bestaande waterstofproduksietegnologieë maak staat op fossielenergie en kan nie koolstofvrystellings vermy nie. Tans word die tegnologie van waterstofproduksie uit hernubare energie geleidelik volwasse, en nul-koolstofvrystellingswaterstof kan geproduseer word uit hernubare energie-kragopwekking en waterelektrolise. Wetenskaplikes ondersoek ook nuwe waterstofproduksietegnologieë, soos sonfotolise van water om waterstof en biomassa te produseer om waterstof te produseer. Die kernwaterstofproduksietegnologie wat deur die Instituut vir Kernenergie en Nuwe Energietegnologie van die Tsinghua Universiteit ontwikkel is, sal na verwagting binne 10 jaar met demonstrasie begin. Daarbenewens sluit die waterstofbedryfsketting ook berging, vervoer, vul, toepassing en ander skakels in, wat ook met tegniese uitdagings en kostebeperkings te kampe het. As ons berging en vervoer as voorbeeld neem, het waterstof 'n lae digtheid en lek maklik onder normale temperatuur en druk. Langtermynkontak met staal sal "waterstofbrosheid" en skade aan laasgenoemde veroorsaak. Berging en vervoer is baie moeiliker as steenkool, olie en natuurlike gas.
Tans is baie lande in volle swang met alle aspekte van nuwe waterstofnavorsing, en tegniese probleme moet oorkom word. Met die voortdurende uitbreiding van die skaal van waterstofenergieproduksie en -berging en vervoerinfrastruktuur, het die koste van waterstofenergie ook 'n groot ruimte om te daal. Navorsing toon dat die algehele koste van die waterstofenergiebedryfsketting na verwagting teen 2030 met die helfte sal daal. Ons verwag dat die waterstofgemeenskap sal versnel.
Plasingstyd: 30 Maart 2021