Viimastel aastatel on riigid üle maailma edendanud vesinikuenergia tööstuse arengut enneolematu kiirusega. Rahvusvahelise Vesinikuenergia Komisjoni ja McKinsey ühiselt avaldatud aruande kohaselt on enam kui 30 riiki ja piirkonda avaldanud vesinikuenergia arendamise tegevuskava ning ülemaailmsed investeeringud vesinikuenergia projektidesse ulatuvad 2030. aastaks 300 miljardi USA dollarini.
Vesinikuenergia on energia, mis vabaneb vesinikust füüsikaliste ja keemiliste muutuste käigus. Vesinikku ja hapnikku saab põletada soojusenergia saamiseks ning kütuseelementide abil saab neid muundada elektriks. Vesinikul on mitte ainult lai valik allikaid, vaid ka hea soojusjuhtivus, puhtus ja mittetoksilisus ning kõrge soojuse hulk massiühiku kohta. Sama massi juures on vesiniku soojussisaldus umbes kolm korda suurem kui bensiinil. See on oluline tooraine naftakeemiatööstusele ja kosmoserakettide kütus. Kuna kliimamuutustega tegelemine ja süsinikuneutraalsuse saavutamine on üha olulisemad, peaks vesinikuenergia muutma inimkonna energiasüsteemi.
Vesinikenergiat eelistatakse mitte ainult selle süsinikdioksiidiheite nulltaseme tõttu eraldumisprotsessis, vaid ka seetõttu, et vesinikku saab kasutada energia salvestajana, et kompenseerida taastuvenergia volatiilsust ja katkendlikkust ning edendada viimase laiaulatuslikku arendamist. Näiteks Saksamaa valitsuse edendatav „elektrist gaasiks“ tehnoloogia on mõeldud vesiniku tootmiseks puhta elektri, näiteks tuule- ja päikeseenergia, salvestamiseks, mida ei saa aja jooksul kasutada, ning vesiniku transportimiseks pikkade vahemaade taha edasiseks tõhusaks kasutamiseks. Lisaks gaasilisele olekule võib vesinik esineda ka vedela või tahke hüdriidina, millel on mitmesuguseid salvestamise ja transportimise viise. Haruldase „sidumisenergiana“ võimaldab vesinikenergia mitte ainult teostada paindlikku muundamist elektri ja vesiniku vahel, vaid ka luua „silla“ elektri, soojuse, külma ja isegi tahkete, gaasiliste ja vedelkütuste omavaheliseks ühendamiseks, et luua puhtam ja tõhusam energiasüsteem.
Vesinikenergia erinevatel vormidel on mitu rakendusstsenaariumi. 2020. aasta lõpuks suureneb vesinikkütuseelementidega sõidukite omandiõigus ülemaailmne kogus eelmise aastaga võrreldes 38%. Vesinikenergia laiaulatuslik kasutamine laieneb järk-järgult autotööstusest teistesse valdkondadesse, nagu transport, ehitus ja tööstus. Raudteetranspordis ja laevadel rakendatuna võib vesinikenergia vähendada pikamaa- ja suure koormusega transpordi sõltuvust traditsioonilistest nafta- ja gaasikütustest. Näiteks eelmise aasta alguses töötas Toyota välja ja tarnis esimese partii vesinikkütuseelementide süsteeme merelaevadele. Hajutatud tootmises rakendatuna saab vesinikenergia varustada elamuid ja ärihooneid elektri ja soojusega. Vesinikenergia saab ka otse pakkuda tõhusaid tooraineid, redutseerijaid ja kvaliteetseid soojusallikaid naftakeemia-, raua- ja terase-, metallurgia- ja muu keemiatööstuse jaoks, vähendades tõhusalt süsinikdioksiidi heitkoguseid.
Vesinikuenergiat kui sekundaarset energiaallikat pole aga lihtne saada. Vesinikku leidub Maal peamiselt vees ja fossiilkütustes ühendite kujul. Enamik olemasolevaid vesiniku tootmise tehnoloogiaid tugineb fossiilkütustele ega suuda süsinikdioksiidi heitkoguseid vältida. Praegu on taastuvenergiast vesiniku tootmise tehnoloogia järk-järgult küpsemas faasis ning süsinikuvaba vesinikku saab toota taastuvenergiast ja vee elektrolüüsist. Teadlased uurivad ka uusi vesiniku tootmise tehnoloogiaid, näiteks vee päikesefotolüüsi vesiniku tootmiseks ja biomassi vesiniku tootmiseks. Tsinghua ülikooli tuumaenergia ja uue energiatehnoloogia instituudi väljatöötatud tuumavesiniku tootmise tehnoloogia demonstratsiooni peaks algama 10 aasta pärast. Lisaks hõlmab vesinikutööstuse ahel ka ladustamist, transportimist, täitmist, pealekandmist ja muid lülisid, mis seisavad samuti silmitsi tehniliste väljakutsete ja kulupiirangutega. Näiteks ladustamise ja transpordi puhul on vesinik madala tihedusega ja normaalse temperatuuri ja rõhu all kergesti lekib. Pikaajaline kokkupuude terasega põhjustab vesiniku "haprust" ja kahjustumist. Ladustamine ja transport on palju keerulisemad kui kivisöe, nafta ja maagaasi puhul.
Praegu on paljudes riikides vesinikualane uurimistöö täies hoos ning tehniliste raskuste ületamiseks on vaja sammu pidada. Vesinikuenergia tootmise, ladustamise ja transpordi infrastruktuuri pideva laienemisega on ka vesinikuenergia maksumusel suur langusruum. Uuringud näitavad, et vesinikuenergia tööstusahela kogumaksumus peaks 2030. aastaks langema poole võrra. Me eeldame, et vesinikuühiskonna areng kiireneb.
Postituse aeg: 30. märts 2021