Pastaraisiais metais viso pasaulio šalys skatina vandenilio energetikos pramonės plėtrą precedento neturinčiu greičiu. Remiantis Tarptautinės Vandenilio energetikos komisijos ir „McKinsey“ bendrai paskelbta ataskaita, daugiau nei 30 šalių ir regionų paskelbė vandenilio energetikos plėtros planą, o pasaulinės investicijos į vandenilio energetikos projektus iki 2030 m. pasieks 300 milijardų JAV dolerių.
Vandenilio energija – tai energija, kurią vandenilis išskiria vykstant fizikiniams ir cheminiams pokyčiams. Vandenilis ir deguonis gali būti deginami šilumos energijai gauti, o kuro elementai gali juos paversti elektra. Vandenilis ne tik turi platų šaltinių spektrą, bet ir pasižymi geru šilumos laidumu, švara ir netoksiškumu bei didele šiluma masės vienetui. Vandenilio šilumos kiekis, esant tai pačiai masei, yra maždaug tris kartus didesnis nei benzino. Tai svarbi žaliava naftos chemijos pramonei ir kuras kosminėms raketoms. Didėjant raginimui kovoti su klimato kaita ir siekti anglies dioksido neutralumo, tikimasi, kad vandenilio energija pakeis žmonijos energetikos sistemą.
Vandenilio energija yra palanki ne tik dėl nulinės anglies dioksido emisijos išleidimo procese, bet ir dėl to, kad vandenilis gali būti naudojamas kaip energijos kaupiklis, kompensuojantis atsinaujinančios energijos nepastovumą ir pertrūkius bei skatinantis pastarosios plataus masto plėtrą. Pavyzdžiui, Vokietijos vyriausybės propaguojama „elektros į dujas“ technologija skirta vandenilio gamybai švariai elektros energijai, pavyzdžiui, vėjo ir saulės energijai, kaupti, kurios negalima sunaudoti laiku, ir vandeniliui transportuoti dideliais atstumais, kad būtų galima jį toliau efektyviai panaudoti. Be dujinės būsenos, vandenilis taip pat gali būti skystas arba kietas hidridas, turintis įvairių saugojimo ir transportavimo būdų. Kaip reta „sujungimo“ energija, vandenilio energija gali ne tik įgyvendinti lankstų elektros ir vandenilio konvertavimą, bet ir sukurti „tiltą“, kuris sujungtų elektrą, šilumą, šaltį ir net kietąjį, dujinį ir skystąjį kurą, siekiant sukurti švaresnę ir efektyvesnę energijos sistemą.
Įvairios vandenilio energijos formos turi daug pritaikymo scenarijų. Iki 2020 m. pabaigos pasaulinė vandenilio kuro elementais varomų transporto priemonių nuosavybė padidės 38 %, palyginti su praėjusiais metais. Didelio masto vandenilio energijos taikymas palaipsniui plečiasi iš automobilių pramonės į kitas sritis, tokias kaip transportas, statyba ir pramonė. Naudojant geležinkelių transportą ir laivus, vandenilio energija gali sumažinti tolimojo susisiekimo ir didelių krovinių gabenimo priklausomybę nuo tradicinio naftos ir dujų kuro. Pavyzdžiui, praėjusių metų pradžioje „Toyota“ sukūrė ir pristatė pirmąją vandenilio kuro elementų sistemų partiją jūrų laivams. Naudojant paskirstytosios gamybos srityje, vandenilio energija gali tiekti energiją ir šilumą gyvenamiesiems ir komerciniams pastatams. Vandenilio energija taip pat gali tiesiogiai tiekti efektyvias žaliavas, reduktorius ir aukštos kokybės šilumos šaltinius naftos chemijos, geležies ir plieno, metalurgijos ir kitoms chemijos pramonės šakoms, veiksmingai mažinant anglies dioksido išmetimą.
Tačiau vandenilio, kaip antrinės energijos rūšies, gauti nėra lengva. Vandenilis daugiausia randamas vandenyje ir iškastiniame kure junginių pavidalu Žemėje. Dauguma esamų vandenilio gamybos technologijų remiasi iškastiniu kuru ir negali išvengti anglies dioksido išmetimo. Šiuo metu vandenilio gamybos iš atsinaujinančios energijos technologijos palaipsniui bręsta, o nulinės anglies dioksido emisijos vandenilį galima gaminti iš atsinaujinančios energijos gamybos ir vandens elektrolizės. Mokslininkai taip pat tyrinėja naujas vandenilio gamybos technologijas, tokias kaip saulės fotolizė vandeniui gaminti ir biomasė vandeniliui gaminti. Tikimasi, kad Tsinghua universiteto Branduolinės energijos ir naujųjų energetikos technologijų instituto sukurta branduolinio vandenilio gamybos technologija bus pradėta demonstruoti po 10 metų. Be to, vandenilio pramonės grandinėje taip pat yra sandėliavimas, transportavimas, pildymas, naudojimas ir kitos grandys, kurios taip pat susiduria su techniniais iššūkiais ir sąnaudų apribojimais. Pavyzdžiui, vandenilis yra mažo tankio ir lengvai išteka esant normaliai temperatūrai ir slėgiui. Ilgalaikis sąlytis su plienu sukels „vandenilio trapumą“ ir pastarojo pažeidimus. Sandėliavimas ir transportavimas yra daug sudėtingesni nei anglies, naftos ir gamtinių dujų.
Šiuo metu daugelyje šalių visi naujojo vandenilio tyrimai vyksta visu pajėgumu, o techniniai sunkumai stumdomi į priekį. Nuolat plečiantis vandenilio energijos gamybos, saugojimo ir transportavimo infrastruktūrai, vandenilio energijos kaina taip pat turi daug erdvės mažėti. Tyrimai rodo, kad iki 2030 m. bendros vandenilio energijos pramonės grandinės sąnaudos turėtų sumažėti perpus. Tikimasi, kad vandenilio visuomenės vystymasis paspartės.
Įrašo laikas: 2021 m. kovo 30 d.