Posljednjih godina, zemlje širom svijeta promoviraju razvoj industrije energije vodonika neviđenom brzinom. Prema izvještaju koji su zajednički objavili Međunarodna komisija za energiju vodonika i McKinsey, više od 30 zemalja i regija objavilo je mapu puta za razvoj energije vodonika, a globalna ulaganja u projekte energije vodonika dostići će 300 milijardi američkih dolara do 2030. godine.
Energija vodika je energija koju vodik oslobađa u procesu fizičkih i hemijskih promjena. Vodik i kisik mogu se sagorjeti za stvaranje toplotne energije, a mogu se pretvoriti i u električnu energiju pomoću gorivnih ćelija. Vodik ne samo da ima širok spektar izvora, već ima i prednosti dobre toplotne provodljivosti, čistoće i netoksičnosti, te visoke toplotne vrijednosti po jedinici mase. Toplotni sadržaj vodika pri istoj masi je oko tri puta veći od sadržaja benzina. Važna je sirovina za petrohemijsku industriju i pogonsko gorivo za svemirske rakete. S rastućim pozivom za suočavanje s klimatskim promjenama i postizanjem ugljične neutralnosti, očekuje se da će energija vodika promijeniti ljudski energetski sistem.
Energija vodika je favorizirana ne samo zbog nulte emisije ugljika u procesu oslobađanja, već i zato što se vodik može koristiti kao nosač energije kako bi se nadoknadila nestabilnost i isprekidanost obnovljivih izvora energije i promovirao veliki razvoj obnovljivih izvora energije. Na primjer, tehnologija "pretvaranja električne energije u plin" koju promovira njemačka vlada ima za cilj proizvodnju vodika za skladištenje čiste električne energije, poput energije vjetra i solarne energije, koja se ne može iskoristiti na vrijeme, te za transport vodika na velike udaljenosti radi daljnjeg efikasnog korištenja. Pored plinovitog stanja, vodik se može pojaviti i kao tekući ili čvrsti hidrid, koji ima različite načine skladištenja i transporta. Kao rijetka "kuplatna" energija, energija vodika ne samo da može ostvariti fleksibilnu konverziju između električne energije i vodika, već i izgraditi "most" za ostvarenje međusobne povezanosti električne energije, topline, hladnoće, pa čak i čvrstih, plinovitih i tekućih goriva, kako bi se izgradio čistiji i efikasniji energetski sistem.
Različiti oblici energije vodika imaju više scenarija primjene. Do kraja 2020. godine, globalno vlasništvo nad vozilima na gorivne ćelije na vodik će se povećati za 38% u poređenju s prethodnom godinom. Primjena energije vodika u velikim razmjerima postepeno se širi iz automobilske industrije na druge oblasti kao što su transport, građevinarstvo i industrija. Kada se primjenjuje na željeznički tranzit i brodove, energija vodika može smanjiti ovisnost transporta na velike udaljenosti i velikih tereta o tradicionalnim gorivima od nafte i plina. Na primjer, početkom prošle godine, Toyota je razvila i isporučila prvu seriju sistema gorivnih ćelija na vodik za brodove. Primijenjena na distribuiranu proizvodnju, energija vodika može snabdijevati električnom energijom i toplinom stambene i poslovne zgrade. Energija vodika također može direktno osigurati efikasne sirovine, redukcijska sredstva i visokokvalitetne izvore topline za petrohemijsku, željezarsku, metaluršku i druge hemijske industrije, efikasno smanjujući emisije ugljika.
Međutim, kao vrsta sekundarne energije, vodikovu energiju nije lako dobiti. Vodik se uglavnom nalazi u vodi i fosilnim gorivima u obliku spojeva na Zemlji. Većina postojećih tehnologija proizvodnje vodika oslanja se na fosilnu energiju i ne može izbjeći emisije ugljika. Trenutno, tehnologija proizvodnje vodika iz obnovljivih izvora energije postepeno sazrijeva, a vodik s nultom emisijom ugljika može se proizvesti iz obnovljivih izvora energije i elektrolize vode. Naučnici također istražuju nove tehnologije proizvodnje vodika, kao što je solarna fotoliza vode za proizvodnju vodika i biomase za proizvodnju vodika. Očekuje se da će se demonstracija nuklearne tehnologije proizvodnje vodika koju je razvio Institut za nuklearnu energiju i nove energetske tehnologije Univerziteta Tsinghua početi za 10 godina. Osim toga, lanac industrije vodika uključuje i skladištenje, transport, punjenje, primjenu i druge veze, koje se također suočavaju s tehničkim izazovima i ograničenjima troškova. Uzimajući skladištenje i transport kao primjer, vodik ima nisku gustoću i lako curi pod normalnom temperaturom i pritiskom. Dugoročni kontakt s čelikom uzrokovat će "vodikovu krhkost" i oštećenje potonjeg. Skladištenje i transport su mnogo teži nego kod uglja, nafte i prirodnog plina.
Trenutno su istraživanja u mnogim zemljama u punom jeku, a tehničke poteškoće se moraju prevazići. S kontinuiranim širenjem proizvodnje, skladištenja i transporta vodikove energije, kao i infrastrukture za transport, postoji i veliki prostor za pad troškova vodikove energije. Istraživanja pokazuju da se očekuje da će se ukupni troškovi lanca industrije vodikove energije prepoloviti do 2030. godine. Očekuje se da će se razvoj vodikovog društva ubrzati.
Vrijeme objave: 30. mart 2021.