En els darrers anys, els països d'arreu del món estan promovent el desenvolupament de la indústria de l'energia de l'hidrogen a una velocitat sense precedents. Segons l'informe publicat conjuntament per la Comissió Internacional de l'Energia de l'Hidrogen i McKinsey, més de 30 països i regions han publicat la guia per al desenvolupament de l'energia de l'hidrogen, i la inversió global en projectes d'energia de l'hidrogen arribarà als 300.000 milions de dòlars americans el 2030.
L'energia de l'hidrogen és l'energia alliberada per l'hidrogen en el procés de canvis físics i químics. L'hidrogen i l'oxigen es poden cremar per generar energia calorífica i també es poden convertir en electricitat mitjançant piles de combustible. L'hidrogen no només té una àmplia gamma de fonts, sinó que també té els avantatges d'una bona conductivitat tèrmica, neteja i no tòxic, i una alta calor per unitat de massa. El contingut de calor de l'hidrogen a la mateixa massa és aproximadament tres vegades superior al de la gasolina. És una matèria primera important per a la indústria petroquímica i combustible per a coets aeroespacials. Amb la creixent crida a fer front al canvi climàtic i aconseguir la neutralitat del carboni, s'espera que l'energia de l'hidrogen canviï el sistema energètic humà.
L'energia de l'hidrogen s'afavoreix no només per la seva zero emissió de carboni en el procés d'alliberament, sinó també perquè l'hidrogen es pot utilitzar com a vector d'emmagatzematge d'energia per compensar la volatilitat i la intermitència de les energies renovables i promoure el desenvolupament a gran escala d'aquestes últimes. Per exemple, la tecnologia "d'electricitat a gas" que promou el govern alemany consisteix a produir hidrogen per emmagatzemar electricitat neta com l'energia eòlica i solar, que no es pot utilitzar a temps, i per transportar hidrogen a llarga distància per a una utilització més efectiva. A més de l'estat gasós, l'hidrogen també pot aparèixer com a hidrur líquid o sòlid, que té una varietat de modes d'emmagatzematge i transport. Com a energia "acobladora" rara, l'energia de l'hidrogen no només pot realitzar la conversió flexible entre electricitat i hidrogen, sinó que també pot construir un "pont" per realitzar la interconnexió d'electricitat, calor, fred i fins i tot combustibles sòlids, gasosos i líquids, per tal de construir un sistema energètic més net i eficient.
Diverses formes d'energia d'hidrogen tenen múltiples escenaris d'aplicació. A finals del 2020, la propietat global de vehicles de piles de combustible d'hidrogen augmentarà un 38% en comparació amb l'any anterior. L'aplicació a gran escala de l'energia de l'hidrogen s'està expandint gradualment des del camp de l'automoció a altres camps com el transport, la construcció i la indústria. Quan s'aplica al trànsit ferroviari i als vaixells, l'energia de l'hidrogen pot reduir la dependència del transport de llarga distància i de gran càrrega dels combustibles tradicionals de petroli i gas. Per exemple, a principis de l'any passat, Toyota va desenvolupar i lliurar el primer lot de sistemes de piles de combustible d'hidrogen per a vaixells marins. Aplicada a la generació distribuïda, l'energia de l'hidrogen pot subministrar energia i calor per a edificis residencials i comercials. L'energia de l'hidrogen també pot proporcionar directament matèries primeres eficients, agents reductors i fonts de calor d'alta qualitat per a la petroquímica, la siderúrgia, la metal·lúrgia i altres indústries químiques, reduint eficaçment les emissions de carboni.
Tanmateix, com a tipus d'energia secundària, l'energia de l'hidrogen no és fàcil d'obtenir. L'hidrogen existeix principalment a l'aigua i als combustibles fòssils en forma de compostos a la Terra. La majoria de les tecnologies de producció d'hidrogen existents es basen en l'energia fòssil i no poden evitar les emissions de carboni. Actualment, la tecnologia de producció d'hidrogen a partir d'energies renovables està madurant gradualment, i es pot produir hidrogen amb zero emissions de carboni a partir de la generació d'energia renovable i l'electròlisi de l'aigua. Els científics també estan explorant noves tecnologies de producció d'hidrogen, com la fotòlisi solar de l'aigua per produir hidrogen i la biomassa per produir hidrogen. Es preveu que la tecnologia de producció d'hidrogen nuclear desenvolupada per l'Institut d'Energia Nuclear i Nova Tecnologia Energètica de la Universitat de Tsinghua comenci a demostrar-se en 10 anys. A més, la cadena de la indústria de l'hidrogen també inclou l'emmagatzematge, el transport, l'ompliment, l'aplicació i altres enllaços, que també s'enfronten a reptes tècnics i restriccions de costos. Prenent com a exemple l'emmagatzematge i el transport, l'hidrogen té baixa densitat i és fàcil de filtrar a temperatura i pressió normals. El contacte a llarg termini amb l'acer causarà "fragilització de l'hidrogen" i danys a aquest últim. L'emmagatzematge i el transport són molt més difícils que el carbó, el petroli i el gas natural.
Actualment, molts països estan en ple desenvolupament en tots els aspectes de la nova investigació sobre l'hidrogen, i han de superar les dificultats tècniques per intensificar el ritme. Amb l'expansió contínua de l'escala de producció d'energia d'hidrogen, així com les infraestructures d'emmagatzematge i transport, el cost de l'energia de l'hidrogen també té un gran marge per disminuir. Les investigacions mostren que s'espera que el cost global de la cadena de la indústria energètica de l'hidrogen es redueixi a la meitat el 2030. Esperem que la societat de l'hidrogen s'acceleri.
Data de publicació: 30 de març de 2021