Á undanförnum árum hafa lönd um allan heim eflt þróun vetnisorkuiðnaðarins á fordæmalausum hraða. Samkvæmt skýrslu sem Alþjóða vetnisorkunefndin og McKinsey gáfu út sameiginlega hafa meira en 30 lönd og svæði gefið út vegvísi fyrir þróun vetnisorku og alþjóðleg fjárfesting í vetnisorkuverkefnum mun ná 300 milljörðum Bandaríkjadala árið 2030.
Vetnisorka er orka sem losnar við breytingu á eðlisfræðilegum og efnafræðilegum þáttum. Hægt er að brenna vetni og súrefni til að mynda varmaorku og einnig breyta því í rafmagn með eldsneytisfrumum. Vetni hefur ekki aðeins fjölbreytt úrval orkugjafa heldur hefur það einnig kosti eins og góða varmaleiðni, hreinleika og eiturefnaleysi og mikinn hita á hverja massaeiningu. Hitainnihald vetnis við sama massa er um það bil þrefalt hærra en bensíns. Það er mikilvægt hráefni fyrir jarðefnaiðnað og knúningseldsneyti fyrir flugeldavélar. Með vaxandi kröfum um að takast á við loftslagsbreytingar og ná kolefnishlutleysi er búist við að vetnisorka muni breyta orkukerfi mannkynsins.
Vetnisorka er ekki aðeins vinsæl vegna þess að hún losar ekki kolefni í losunarferlinu, heldur einnig vegna þess að vetni getur verið notað sem orkugeymsluefni til að bæta upp fyrir sveiflur og óregluleika endurnýjanlegrar orku og stuðla að stórfelldri þróun hennar. Til dæmis er „rafmagns-í-gas“ tækni sem þýska ríkisstjórnin kynnir til að framleiða vetni til að geyma hreina raforku eins og vindorku og sólarorku, sem ekki er hægt að nota með tímanum, og til að flytja vetni langar leiðir til frekari árangursríkrar nýtingar. Auk loftkennds ástands getur vetni einnig komið fram sem fljótandi eða fast hýdríð, sem hefur fjölbreytta geymslu- og flutningsmáta. Sem sjaldgæfur „tengiefni“ getur vetnisorka ekki aðeins gert sveigjanlega umbreytingu milli rafmagns og vetnis, heldur einnig byggt „brú“ til að átta sig á tengingu rafmagns, hita, kulda og jafnvel fasts, gas- og fljótandi eldsneytis, til að byggja upp hreinna og skilvirkara orkukerfi.
Ýmsar tegundir vetnisorku hafa margvísleg notkunarsvið. Í lok árs 2020 mun alþjóðleg eignarhald vetniseldsneytisrafala ökutækja aukast um 38% samanborið við fyrra ár. Víðtæk notkun vetnisorku er smám saman að stækka frá bílaiðnaðinum til annarra sviða eins og samgangna, byggingariðnaðar og iðnaðar. Þegar vetnisorka er notuð í járnbrautarflutningum og skipum getur hún dregið úr þörf langferða- og þungflutninga á hefðbundnum olíu- og gaseldsneyti. Til dæmis þróaði og afhenti Toyota í byrjun síðasta árs fyrstu lotuna af vetniseldsneytisrafalkerfum fyrir skip. Með því að nota vetnisorka í dreifðri orkuframleiðslu getur hún veitt orku og hita fyrir íbúðarhúsnæði og atvinnuhúsnæði. Vetnisorka getur einnig beint veitt skilvirk hráefni, afoxunarefni og hágæða hitagjafa fyrir jarðefnaiðnað, járn- og stáliðnað, málmvinnslu og aðra efnaiðnað, sem dregur á áhrifaríkan hátt úr kolefnislosun.
Hins vegar er vetnisorka ekki auðveld í framleiðslu sem eins konar aukaorka. Vetni er aðallega að finna í vatni og jarðefnaeldsneyti í formi efnasambanda á jörðinni. Flestar núverandi vetnisframleiðslutækni treysta á jarðefnaeldsneyti og getur ekki komist hjá kolefnislosun. Eins og er er tækni vetnisframleiðslu úr endurnýjanlegri orku smám saman að þroskast og hægt er að framleiða vetni án kolefnislosunar með raforkuframleiðslu úr endurnýjanlegri orku og rafgreiningu vatns. Vísindamenn eru einnig að kanna nýjar vetnisframleiðslutækni, svo sem sólarljósgreiningu vatns til að framleiða vetni og lífmassa til að framleiða vetni. Gert er ráð fyrir að sýnikennsla á kjarnorkuvetnisframleiðslutækni sem þróuð var af Kjarnorkustofnun Tsinghua-háskóla og nýrrar orkutækni hefjist eftir 10 ár. Að auki felur vetnisiðnaðarkeðjan einnig í sér geymslu, flutning, fyllingu, notkun og aðra þætti, sem einnig standa frammi fyrir tæknilegum áskorunum og kostnaðarþröngum. Sem dæmi má nefna að vetni er með lágan eðlisþyngd og auðvelt er að leka við venjulegan hita og þrýsting. Langtíma snerting við stál veldur „vetnisbrotnun“ og skemmdum á því síðarnefnda. Geymsla og flutningur eru mun erfiðari en kol, olía og jarðgas.
Núna eru margar þjóðir í fullum gangi við rannsóknir á vetni og tæknileg vandamál eru í vinnslu. Með sífelldri aukningu á framleiðslu, geymslu og flutningsuppbyggingu vetnisorku er einnig mikil hætta á lækkun á kostnaði við vetnisorku. Rannsóknir sýna að búist er við að heildarkostnaður við vetnisorkuiðnaðinn muni lækka um helming fyrir árið 2030. Við búumst við að vetnissamfélagið muni hraða þróun sinni.
Birtingartími: 30. mars 2021