რატომ იპყრობს წყალბადის ენერგია ყურადღებას?

ბოლო წლებში მსოფლიოს ქვეყნები უპრეცედენტო სისწრაფით უწევენ წყალბადის ენერგიის ინდუსტრიის განვითარებას. წყალბადის ენერგიის საერთაშორისო კომისიისა და McKinsey-ის მიერ ერთობლივად გამოქვეყნებული ანგარიშის თანახმად, 30-ზე მეტმა ქვეყანამ და რეგიონმა გამოაქვეყნა წყალბადის ენერგიის განვითარების გზამკვლევი და წყალბადის ენერგიის პროექტებში გლობალური ინვესტიციები 2030 წლისთვის 300 მილიარდ აშშ დოლარს მიაღწევს.

წყალბადის ენერგია არის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა წყალბადის მიერ ფიზიკური და ქიმიური ცვლილებების პროცესში. წყალბადის და ჟანგბადის დაწვა შესაძლებელია სითბური ენერგიის წარმოსაქმნელად, ასევე შესაძლებელია მათი ელექტროენერგიად გარდაქმნა საწვავის ელემენტების მიერ. წყალბადს არა მხოლოდ წყაროების ფართო სპექტრი აქვს, არამედ აქვს კარგი თბოგამტარობის, სისუფთავისა და არატოქსიკურობის, ასევე მასის ერთეულზე მაღალი სითბოს გამომუშავების უპირატესობები. წყალბადის სითბოს შემცველობა იმავე მასაში დაახლოებით სამჯერ აღემატება ბენზინისას. ის მნიშვნელოვანი ნედლეულია ნავთობქიმიური მრეწველობისთვის და საწვავია აერონავტიკის რაკეტებისთვის. კლიმატის ცვლილებასთან გამკლავებისა და ნახშირბადის ნეიტრალიტეტის მიღწევის მზარდი მოთხოვნილებით, წყალბადის ენერგია, სავარაუდოდ, შეცვლის ადამიანის ენერგეტიკულ სისტემას.

წყალბადის ენერგიას უპირატესობა ენიჭება არა მხოლოდ გამოყოფის პროცესში ნახშირბადის ნულოვანი გამოყოფის გამო, არამედ იმიტომაც, რომ წყალბადი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ენერგიის შესანახად, რათა კომპენსირება გაუწიოს განახლებადი ენერგიის არასტაბილურობასა და წყვეტილობას და ხელი შეუწყოს ამ უკანასკნელის ფართომასშტაბიან განვითარებას. მაგალითად, გერმანიის მთავრობის მიერ წახალისებული „ელექტროენერგიის გაზად გარდაქმნის“ ტექნოლოგია მიზნად ისახავს წყალბადის წარმოებას სუფთა ელექტროენერგიის, როგორიცაა ქარის და მზის ენერგია, შესანახად, რომლის გამოყენებაც დროში შეუძლებელია, და წყალბადის დიდ მანძილზე ტრანსპორტირებას შემდგომი ეფექტური გამოყენებისთვის. აირადი მდგომარეობის გარდა, წყალბადი ასევე შეიძლება გამოვლინდეს თხევადი ან მყარი ჰიდრიდის სახით, რომელსაც აქვს შენახვისა და ტრანსპორტირების მრავალფეროვანი რეჟიმი. როგორც იშვიათი „შემაერთებელი“ ენერგია, წყალბადის ენერგიას შეუძლია არა მხოლოდ ელექტროენერგიასა და წყალბადს შორის მოქნილი გარდაქმნის განხორციელება, არამედ „ხიდის“ აშენებაც ელექტროენერგიის, სითბოს, სიცივის და თუნდაც მყარი, აირისა და თხევადი საწვავის ურთიერთდაკავშირების რეალიზებისთვის, რათა შეიქმნას უფრო სუფთა და ეფექტური ენერგეტიკული სისტემა.

წყალბადის ენერგიის სხვადასხვა ფორმას გამოყენების მრავალი სცენარი აქვს. 2020 წლის ბოლოსთვის, წყალბადის საწვავის ელემენტების მქონე ავტომობილების გლობალური მფლობელობა წინა წელთან შედარებით 38%-ით გაიზრდება. წყალბადის ენერგიის ფართომასშტაბიანი გამოყენება თანდათან ფართოვდება საავტომობილო სფეროდან სხვა სფეროებში, როგორიცაა ტრანსპორტი, მშენებლობა და მრეწველობა. რკინიგზის ტრანზიტსა და გემებზე გამოყენებისას, წყალბადის ენერგიას შეუძლია შეამციროს შორ მანძილზე და მაღალი დატვირთვის ტრანსპორტირების დამოკიდებულება ტრადიციულ ნავთობისა და გაზის საწვავზე. მაგალითად, გასული წლის დასაწყისში, Toyota-მ შეიმუშავა და მიაწოდა წყალბადის საწვავის ელემენტების სისტემების პირველი პარტია საზღვაო გემებისთვის. განაწილებული გენერაციისთვის გამოყენებული წყალბადის ენერგიას შეუძლია უზრუნველყოს ენერგია და სითბო საცხოვრებელი და კომერციული შენობებისთვის. წყალბადის ენერგიას ასევე შეუძლია პირდაპირ უზრუნველყოს ეფექტური ნედლეული, აღმდგენი აგენტები და მაღალი ხარისხის სითბოს წყაროები ნავთობქიმიური, რკინისა და ფოლადის, მეტალურგიის და სხვა ქიმიური მრეწველობისთვის, რაც ეფექტურად ამცირებს ნახშირბადის გამონაბოლქვს.

თუმცა, როგორც მეორადი ენერგიის სახეობა, წყალბადის ენერგიის მოპოვება ადვილი არ არის. წყალბადი ძირითადად წყალში და ნამარხი საწვავში არსებობს დედამიწაზე არსებული ნაერთების სახით. არსებული წყალბადის წარმოების ტექნოლოგიების უმეტესობა ნამარხი ენერგიის გამოყენებაზეა დამოკიდებული და ნახშირბადის გამოყოფის თავიდან აცილება შეუძლებელია. ამჟამად, განახლებადი ენერგიიდან წყალბადის წარმოების ტექნოლოგია თანდათან იხვეწება და ნულოვანი ნახშირბადის გამოყოფა შესაძლებელია განახლებადი ენერგიის ენერგიის გენერირებით და წყლის ელექტროლიზით. მეცნიერები ასევე იკვლევენ წყალბადის წარმოების ახალ ტექნოლოგიებს, როგორიცაა წყლის მზის ფოტოლიზი წყალბადის და ბიომასის წარმოება წყალბადის წარმოებისთვის. ცინხუას უნივერსიტეტის ბირთვული ენერგიისა და ახალი ენერგიის ტექნოლოგიების ინსტიტუტის მიერ შემუშავებული ბირთვული წყალბადის წარმოების ტექნოლოგია, სავარაუდოდ, 10 წელიწადში დაიწყება. გარდა ამისა, წყალბადის ინდუსტრიის ჯაჭვი ასევე მოიცავს შენახვას, ტრანსპორტირებას, შევსებას, გამოყენებას და სხვა რგოლებს, რომლებიც ასევე ტექნიკური გამოწვევებისა და ხარჯების შეზღუდვების წინაშე დგანან. შენახვისა და ტრანსპორტირების მაგალითის სახით, წყალბადი დაბალი სიმკვრივისაა და ადვილად ჟონავს ნორმალური ტემპერატურისა და წნევის პირობებში. ფოლადთან ხანგრძლივი კონტაქტი გამოიწვევს „წყალბადის მსხვრევას“ და ამ უკანასკნელის დაზიანებას. შენახვა და ტრანსპორტირება გაცილებით რთულია, ვიდრე ქვანახშირი, ნავთობი და ბუნებრივი აირი.

ამჟამად, ბევრ ქვეყანაში წყალბადის ახალი კვლევის ყველა ასპექტი სრული დატვირთვით მიმდინარეობს, ტექნიკური სირთულეების გადალახვაა საჭირო. წყალბადის ენერგიის წარმოების მასშტაბის, შენახვისა და ტრანსპორტირების ინფრასტრუქტურის უწყვეტი გაფართოების გამო, წყალბადის ენერგიის ღირებულებასაც დიდი კლების შესაძლებლობა აქვს. კვლევები აჩვენებს, რომ წყალბადის ენერგიის ინდუსტრიის ჯაჭვის საერთო ღირებულება, სავარაუდოდ, 2030 წლისთვის განახევრდება. ჩვენ ველით, რომ წყალბადის საზოგადოება დააჩქარებს განვითარებას.