Posljednjih godina zemlje diljem svijeta potiču razvoj industrije vodikove energije neviđenom brzinom. Prema izvješću koje su zajednički objavili Međunarodna komisija za vodikovu energiju i McKinsey, više od 30 zemalja i regija objavilo je plan za razvoj vodikove energije, a globalna ulaganja u projekte vodikove energije dosegnut će 300 milijardi američkih dolara do 2030. godine.
Vodikova energija je energija koju vodik oslobađa u procesu fizičkih i kemijskih promjena. Vodik i kisik mogu se spaljivati za stvaranje toplinske energije, a mogu se pretvoriti i u električnu energiju pomoću gorivnih ćelija. Vodik ne samo da ima širok raspon izvora, već ima i prednosti dobre toplinske vodljivosti, čistoće i netoksičnosti te visoke toplinske vrijednosti po jedinici mase. Toplinski sadržaj vodika pri istoj masi je oko tri puta veći od sadržaja benzina. Važna je sirovina za petrokemijsku industriju i pogonsko gorivo za zrakoplovne rakete. S rastućim pozivom za suočavanje s klimatskim promjenama i postizanje ugljične neutralnosti, očekuje se da će vodikova energija promijeniti ljudski energetski sustav.
Vodikova energija 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 volatilnost i isprekidanost obnovljivih izvora energije te potaknuo veliki razvoj potonjih. Na primjer, tehnologija „pretvorbe električne energije u plin“ koju promovira njemačka vlada ima za cilj proizvodnju vodika za pohranu čiste električne energije poput energije vjetra i solarne energije, koja se ne može iskoristiti na vrijeme, te za prijenos vodika na velike udaljenosti radi daljnjeg učinkovitog korištenja. Osim u plinovitom stanju, vodik se može pojaviti i kao tekući ili kruti hidrid, koji ima različite načine skladištenja i transporta. Kao rijetka „spojna“ energija, vodikova energija ne samo da može ostvariti fleksibilnu pretvorbu između električne energije i vodika, već i izgraditi „most“ za ostvarenje međusobne povezanosti električne energije, topline, hladnoće, pa čak i krutih, plinovitih i tekućih goriva, kako bi se izgradio čišći i učinkovitiji energetski sustav.
Različiti oblici vodikove energije imaju više scenarija primjene. Do kraja 2020. godine globalno vlasništvo nad vozilima na vodikove gorivne ćelije povećat će se za 38% u usporedbi s prethodnom godinom. Primjena vodikove energije velikih razmjera postupno se širi iz automobilske industrije na druga područja poput prometa, građevinarstva i industrije. Kada se primjenjuje na željeznički prijevoz i brodove, vodikova energija može smanjiti ovisnost prijevoza na velike udaljenosti i velikih tereta o tradicionalnim gorivima iz nafte i plina. Na primjer, početkom prošle godine Toyota je razvila i isporučila prvu seriju sustava vodikovih gorivnih ćelija za brodove. Primijenjena na distribuiranu proizvodnju, vodikova energija može opskrbljivati električnom energijom i toplinom stambene i poslovne zgrade. Vodikova energija također može izravno osigurati učinkovite sirovine, redukcijska sredstva i visokokvalitetne izvore topline za petrokemijsku, željezarsku i čeličnu, metaluršku i druge kemijske industrije, učinkovito 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 se tehnologija proizvodnje vodika iz obnovljivih izvora energije postupno razvija, a vodik s nultom emisijom ugljika može se proizvesti iz obnovljivih izvora energije i elektrolize vode. Znanstvenici također istražuju nove tehnologije proizvodnje vodika, poput solarne fotolize vode za proizvodnju vodika i biomase za proizvodnju vodika. Očekuje se da će se demonstracije nuklearne tehnologije proizvodnje vodika koju je razvio Institut za nuklearnu energiju i nove energetske tehnologije Sveučilišta Tsinghua početi provoditi 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 za primjer skladištenje i transport, vodik ima nisku gustoću i lako curi pod normalnom temperaturom i tlakom. Dugotrajni kontakt s čelikom uzrokovat će „vodikovu krhkost“ i oštećenje potonjeg. Skladištenje i transport su mnogo teži nego kod ugljena, nafte i prirodnog plina.
Trenutno su istraživanja u mnogim zemljama u punom jeku, a tehničke poteškoće treba prevladati. S kontinuiranim širenjem proizvodnje vodikove energije, skladištenja i transportne infrastrukture, postoji 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. Očekujemo da će se razvoj vodikovog društva ubrzati.
Vrijeme objave: 30. ožujka 2021.