I de senere årene har land rundt om i verden fremmet utviklingen av hydrogenenergiindustrien i et enestående tempo. Ifølge rapporten som ble utgitt i fellesskap av den internasjonale hydrogenenergikommisjonen og McKinsey, har mer enn 30 land og regioner lansert veikartet for hydrogenenergiutvikling, og de globale investeringene i hydrogenenergiprosjekter vil nå 300 milliarder amerikanske dollar innen 2030.
Hydrogenenergi er energien som frigjøres av hydrogen i prosessen med fysiske og kjemiske endringer. Hydrogen og oksygen kan brennes for å generere varmeenergi, og kan også omdannes til elektrisitet av brenselceller. Hydrogen har ikke bare et bredt spekter av kilder, men har også fordelene med god varmeledning, ren og giftfri energi, og høy varme per masseenhet. Varmeinnholdet i hydrogen ved samme masse er omtrent tre ganger så høyt som bensin. Det er et viktig råmateriale for petrokjemisk industri og drivstoff for romfartsraketter. Med det økende kravet om å håndtere klimaendringer og oppnå karbonnøytralitet, forventes hydrogenenergi å endre menneskets energisystem.
Hydrogenenergi er foretrukket ikke bare på grunn av null karbonutslipp i frigjøringsprosessen, men også fordi hydrogen kan brukes som energilagringsbærer for å kompensere for flyktigheten og intermittensen i fornybar energi og fremme storskalautvikling av sistnevnte. For eksempel er "elektrisitet til gass"-teknologien som promoteres av den tyske regjeringen å produsere hydrogen for å lagre ren elektrisitet som vindkraft og solenergi, som ikke kan brukes i tide, og for å transportere hydrogen over lange avstander for ytterligere effektiv utnyttelse. I tillegg til gassform kan hydrogen også forekomme som flytende eller fast hydrid, som har en rekke lagrings- og transportmåter. Som en sjelden "koblingsenergi" kan hydrogenenergi ikke bare realisere den fleksible konverteringen mellom elektrisitet og hydrogen, men også bygge en "bro" for å realisere sammenkoblingen av elektrisitet, varme, kulde og til og med fast, gass- og flytende brensel, for å bygge et mer rent og effektivt energisystem.
Ulike former for hydrogenenergi har flere bruksområder. Innen utgangen av 2020 vil det globale eierskapet av hydrogenbrenselcellekjøretøy øke med 38 % sammenlignet med året før. Storskala bruk av hydrogenenergi utvides gradvis fra bilindustrien til andre felt som transport, bygg og anlegg og industri. Når hydrogenenergi brukes på jernbanetransport og skip, kan den redusere avhengigheten av langdistanse- og tungtransport av tradisjonelle olje- og gassdrivstoffer. For eksempel utviklet og leverte Toyota i begynnelsen av fjoråret den første batchen med hydrogenbrenselcellesystemer for skip. Brukt til distribuert generering kan hydrogenenergi levere strøm og varme til bolig- og næringsbygg. Hydrogenenergi kan også direkte levere effektive råvarer, reduksjonsmidler og varmekilder av høy kvalitet til petrokjemisk industri, jern- og stålindustrien, metallurgi og annen kjemisk industri, noe som effektivt reduserer karbonutslipp.
Som en form for sekundær energi er hydrogenenergi imidlertid ikke lett å få tak i. Hydrogen finnes hovedsakelig i vann og fossilt brensel i form av forbindelser på jorden. De fleste eksisterende hydrogenproduksjonsteknologier er avhengige av fossil energi og kan ikke unngå karbonutslipp. For tiden modnes teknologien for hydrogenproduksjon fra fornybar energi gradvis, og null karbonutslipp av hydrogen kan produseres fra fornybar energiproduksjon og vannelektrolyse. Forskere utforsker også nye hydrogenproduksjonsteknologier, som solfotolyse av vann for å produsere hydrogen og biomasse for å produsere hydrogen. Den kjernefysiske hydrogenproduksjonsteknologien utviklet av Institute of Nuclear Energy and New Energy Technology ved Tsinghua University forventes å starte demonstrasjon om 10 år. I tillegg inkluderer hydrogenindustrikjeden også lagring, transport, fylling, påføring og andre ledd, som også står overfor tekniske utfordringer og kostnadsbegrensninger. Hvis vi tar lagring og transport som et eksempel, har hydrogen lav tetthet og lett å lekke under normal temperatur og trykk. Langvarig kontakt med stål vil forårsake "hydrogensprøhet" og skade på sistnevnte. Lagring og transport er mye vanskeligere enn kull, olje og naturgass.
For tiden er mange land i full gang med forskning på ny hydrogen, og tekniske vanskeligheter må overvinnes. Med den kontinuerlige utvidelsen av produksjon, lagring og transport av hydrogenenergi, har kostnadene for hydrogenenergi også et stort potensial for å synke. Forskning viser at de totale kostnadene for hydrogenenergikjeden forventes å halveres innen 2030. Vi forventer at hydrogensamfunnet vil akselerere.
Publisert: 30. mars 2021