Az elmúlt években a világ országai példátlan ütemben mozdítják elő a hidrogénenergia-ipar fejlesztését. A Nemzetközi Hidrogénenergia Bizottság és a McKinsey által közösen kiadott jelentés szerint több mint 30 ország és régió tett közzé hidrogénenergia-fejlesztési ütemtervet, és a hidrogénenergia-projektekbe történő globális befektetés 2030-ra eléri a 300 milliárd amerikai dollárt.
A hidrogénenergia a hidrogén által a fizikai és kémiai változások során felszabaduló energia. A hidrogén és az oxigén elégetésével hőenergia termelhető, valamint üzemanyagcellák segítségével villamos energiává alakítható. A hidrogénnek nemcsak széleskörű forrásai vannak, hanem jó hővezető képessége, tisztasága és nem mérgező jellege, valamint tömegegységre jutó magas hőtartalma is megvan. Azonos tömeg mellett a hidrogén hőtartalma körülbelül háromszorosa a benzinének. Fontos nyersanyag a petrolkémiai iparban és üzemanyag a repülőgépipari rakétákhoz. Az éghajlatváltozás kezelésének és a szén-dioxid-semlegesség elérésének egyre növekvő igényével a hidrogénenergia várhatóan megváltoztatja az emberi energiarendszert.
A hidrogénenergiát nemcsak a kibocsátási folyamat során keletkező nulla szén-dioxid-kibocsátása miatt részesítik előnyben, hanem azért is, mert a hidrogén energiatárolóként használható a megújuló energia volatilitásának és szakaszosságának kompenzálására, és elősegíti az utóbbiak nagymértékű fejlesztését. Például a német kormány által támogatott „villamosenergia-gáz” technológia célja, hogy hidrogént állítson elő a tiszta villamos energia, például a szélenergia és a napenergia tárolására, amelyeket nem lehet időben felhasználni, valamint a hidrogén nagy távolságra történő szállítására a további hatékony felhasználás érdekében. A gáznemű halmazállapot mellett a hidrogén folyékony vagy szilárd hidrid formájában is előfordulhat, amelynek különféle tárolási és szállítási módjai vannak. Ritka „csatolási” energiaként a hidrogénenergia nemcsak a villamos energia és a hidrogén közötti rugalmas átalakítást valósítja meg, hanem „hidat” is építhet a villamos energia, a hő, a hideg, sőt a szilárd, a gáz és a folyékony tüzelőanyagok összekapcsolásához, így egy tisztább és hatékonyabb energiarendszert építve ki.
A hidrogénenergia különböző formáinak számos alkalmazási lehetősége van. 2020 végére a hidrogén üzemanyagcellás járművek globális tulajdonlása 38%-kal fog növekedni az előző évhez képest. A hidrogénenergia nagymértékű alkalmazása fokozatosan terjed az autóiparból más területekre, például a közlekedésre, az építőiparra és az iparra. A vasúti közlekedésben és a hajózásban alkalmazva a hidrogénenergia csökkentheti a nagy távolságú és nagy rakományú szállítás függőségét a hagyományos olaj- és gázüzemanyagoktól. Például a tavalyi év elején a Toyota kifejlesztette és leszállította a hidrogén üzemanyagcellás rendszerek első tételét tengeri hajókhoz. Az elosztott energiatermelésben alkalmazva a hidrogénenergia árammal és hővel látja el lakó- és kereskedelmi épületeket. A hidrogénenergia közvetlenül is hatékony nyersanyagokat, redukálószereket és kiváló minőségű hőforrásokat biztosíthat a petrolkémiai, vas- és acélipari, kohászati és más vegyipar számára, hatékonyan csökkentve a szén-dioxid-kibocsátást.
A hidrogénenergia, mint másodlagos energiaforrás, azonban nem könnyen előállítható. A hidrogén főként a vízben és a fosszilis tüzelőanyagokban található meg vegyületek formájában a Földön. A meglévő hidrogéntermelési technológiák többsége fosszilis energiára támaszkodik, és nem tudja elkerülni a szén-dioxid-kibocsátást. Jelenleg a megújuló energiából származó hidrogéntermelés technológiája fokozatosan fejlődik, és nulla szén-dioxid-kibocsátású hidrogén állítható elő megújuló energiatermeléssel és víz elektrolízisével. A tudósok új hidrogéntermelési technológiákat is vizsgálnak, például a víz napenergiával történő fotolízisét hidrogén előállítására, valamint a biomasszából történő hidrogéntermelést. A Tsinghua Egyetem Atomenergia és Új Energiatechnológiai Intézete által kifejlesztett nukleáris hidrogéntermelési technológia demonstrációs programja várhatóan 10 éven belül megkezdődik. Ezenkívül a hidrogénipari lánc magában foglalja a tárolást, szállítást, töltést, alkalmazást és egyéb elemeket is, amelyek szintén technikai kihívásokkal és költségkorlátokkal szembesülnek. A tárolást és szállítást példaként véve, a hidrogén alacsony sűrűségű, és normál hőmérsékleten és nyomáson könnyen szivároghat. Az acéllal való hosszú távú érintkezés „hidrogénridegedést” és az utóbbi károsodását okozza. A tárolás és szállítás sokkal nehezebb, mint a szén, az olaj és a földgáz esetében.
Jelenleg számos országban teljes lendülettel folyik a hidrogénnel kapcsolatos kutatás, és a technikai nehézségek leküzdésére törekedni kell. A hidrogénenergia-termelés, -tárolás és -szállítás infrastruktúrájának folyamatos bővülésével a hidrogénenergia költségeinek is nagy a csökkenési pályája. A kutatások azt mutatják, hogy a hidrogénenergia-iparág láncának összköltsége várhatóan 2030-ra a felére csökken. Arra számítunk, hogy a hidrogénalapú társadalom fejlődése felgyorsul.
Közzététel ideje: 2021. márc. 30.