De afgelopen jaren hebben landen over de hele wereld de ontwikkeling van de waterstofenergie-industrie met een ongekende snelheid bevorderd.Volgens het rapport dat gezamenlijk is uitgebracht door de internationale Hydrogen Energy Commission en McKinsey hebben meer dan dertig landen en regio’s de routekaart voor de ontwikkeling van waterstofenergie vrijgegeven en zullen de mondiale investeringen in waterstofenergieprojecten tegen 2030 300 miljard dollar bereiken.
Waterstofenergie is de energie die vrijkomt door waterstof in het proces van fysische en chemische veranderingen.Waterstof en zuurstof kunnen worden verbrand om warmte-energie op te wekken, maar kunnen ook door brandstofcellen worden omgezet in elektriciteit.Waterstof heeft niet alleen een breed scala aan bronnen, maar heeft ook de voordelen van een goede warmtegeleiding, schoon en niet-giftig, en een hoge warmte per massa-eenheid.De warmte-inhoud van waterstof bij dezelfde massa is ongeveer drie keer zo groot als die van benzine.Het is een belangrijke grondstof voor de petrochemische industrie en energiebrandstof voor ruimtevaartraketten.Met de toenemende roep om de klimaatverandering aan te pakken en koolstofneutraliteit te bereiken, wordt verwacht dat waterstofenergie het menselijke energiesysteem zal veranderen.
Waterstofenergie heeft niet alleen de voorkeur vanwege de nuluitstoot van koolstof tijdens het vrijgaveproces, maar ook omdat waterstof kan worden gebruikt als energieopslagdrager om de volatiliteit en wisselvalligheid van hernieuwbare energie te compenseren en de grootschalige ontwikkeling van laatstgenoemde energie te bevorderen. .De ‘elektriciteit naar gas’-technologie die door de Duitse overheid wordt gepromoot, is bijvoorbeeld bedoeld om waterstof te produceren om schone elektriciteit op te slaan, zoals wind- en zonne-energie, die niet op tijd kunnen worden gebruikt, en om waterstof over een lange afstand te transporteren voor verdere effectieve gebruik.Naast de gasvormige toestand kan waterstof ook verschijnen als vloeibaar of vast hydride, dat verschillende opslag- en transportmodi kent.Als zeldzame ‘koppelenergie’ kan waterstofenergie niet alleen de flexibele conversie tussen elektriciteit en waterstof realiseren, maar ook een ‘brug’ bouwen om de interconnectie van elektriciteit, warmte, koude en zelfs vaste, gasvormige en vloeibare brandstoffen te realiseren. om een schoner en efficiënter energiesysteem op te bouwen.
Diverse vormen van waterstofenergie kennen meerdere toepassingsscenario’s.Tegen eind 2020 zal het wereldwijde bezit van waterstofbrandstofcelvoertuigen met 38% zijn toegenomen vergeleken met het voorgaande jaar.De grootschalige toepassing van waterstofenergie breidt zich geleidelijk uit van de automobielsector naar andere gebieden zoals transport, bouw en industrie.Wanneer waterstofenergie wordt toegepast op het spoorvervoer en op schepen, kan dit de afhankelijkheid van traditionele olie- en gasbrandstoffen voor langeafstandsvervoer en transport met hoge ladingen verminderen.Zo ontwikkelde en leverde Toyota begin vorig jaar de eerste batch waterstofbrandstofcelsystemen voor marineschepen.Toegepast op gedistribueerde opwekking kan waterstofenergie energie en warmte leveren voor residentiële en commerciële gebouwen.Waterstofenergie kan ook rechtstreeks efficiënte grondstoffen, reductiemiddelen en hoogwaardige warmtebronnen leveren voor de petrochemische, ijzer- en staal-, metallurgie- en andere chemische industrieën, waardoor de CO2-uitstoot effectief wordt verminderd.
Als een soort secundaire energie is waterstofenergie echter niet eenvoudig te verkrijgen.Waterstof komt vooral voor in water en fossiele brandstoffen in de vorm van verbindingen op aarde.De meeste bestaande technologieën voor de productie van waterstof zijn afhankelijk van fossiele energie en kunnen de CO2-uitstoot niet vermijden.Momenteel wordt de technologie voor de productie van waterstof uit hernieuwbare energie geleidelijk volwassener en kan waterstof zonder CO2-uitstoot worden geproduceerd uit hernieuwbare energieopwekking en waterelektrolyse.Wetenschappers onderzoeken ook nieuwe technologieën voor de productie van waterstof, zoals zonnefotolyse van water om waterstof te produceren en biomassa om waterstof te produceren.De nucleaire waterstofproductietechnologie, ontwikkeld door het Instituut voor kernenergie en nieuwe energietechnologie van de Tsinghua Universiteit, zal naar verwachting over tien jaar beginnen met demonstratie.Daarnaast omvat de keten van de waterstofindustrie ook opslag, transport, afvullen, toepassing en andere schakels, die ook met technische uitdagingen en kostenbeperkingen worden geconfronteerd.Als we opslag en transport als voorbeeld nemen: waterstof heeft een lage dichtheid en lekt gemakkelijk onder normale temperatuur en druk.Langdurig contact met staal zal “waterstofverbrossing” en schade aan het staal veroorzaken.Opslag en transport zijn veel moeilijker dan steenkool, olie en aardgas.
Op dit moment zijn veel landen rond alle aspecten van het nieuwe waterstofonderzoek in volle gang om technische moeilijkheden te overwinnen.Met de voortdurende uitbreiding van de schaal van de productie van waterstofenergie en de infrastructuur voor opslag en transport, kunnen de kosten van waterstofenergie ook nog eens flink dalen.Uit onderzoek blijkt dat de totale kosten van de waterstofenergieketen in 2030 naar verwachting met de helft zullen zijn gedaald. We verwachten dat de waterstofmaatschappij zal versnellen.
Posttijd: 30 maart 2021