1.Czym jest energia wodorowa
Wodór, pierwiastek numer jeden w układzie okresowym, ma najmniejszą liczbę protonów, zaledwie jeden. Atom wodoru jest również najmniejszy i najlżejszy ze wszystkich atomów. Wodór występuje na Ziemi głównie w postaci związanej, a najbardziej rozpowszechnioną substancją jest woda, która jest najbardziej rozpowszechnioną substancją we wszechświecie.
Wodór ma bardzo wysoką wartość spalania. Porównaj ilość ciepła wydzielanego podczas spalania tej samej masy gazu ziemnego, benzyny i wodoru:
W tych samych warunkach,
Spalenie 1 grama gazu ziemnego, według pomiarów, generuje około 55,81 kilodżuli ciepła;
Spalenie 1 grama benzyny uwalnia około 48,4 kilodżuli ciepła;
Spalenie 1 grama wodoru uwalnia około 142,9 kilodżuli ciepła.
Spalanie wodoru uwalnia 2,56 razy więcej ciepła niż gaz ziemny i 2,95 razy więcej ciepła niż benzyna. Z tych danych nietrudno wywnioskować, że wodór rzeczywiście posiada podstawowe właściwości idealnego paliwa – wysoką wartość spalania!
Energia wodorowa należy głównie do energii wtórnej, a kluczem do jej sukcesu jest to, czy jej logika, technologia i ekonomia mają znaczenie i wartość dla równowagi ekologicznej, zarządzania środowiskiem i zmian klimatu. Energia wtórna stanowi ogniwo pośrednie między energią pierwotną a użytkownikami energii i można ją podzielić na dwie kategorie: jedną z nich jest „źródło wydajności procesu”, a drugą „energia zawierająca energię ciała”. Niewątpliwie energia elektryczna jest najszerzej wykorzystywanym „źródłem wydajności procesu”, podczas gdy benzyna, olej napędowy i nafta są najszerzej wykorzystywanymi „energetycznymi źródłami energii”.
Z logicznego punktu widzenia, ponieważ „źródła wydajności procesów” trudno jest bezpośrednio magazynować w dużych ilościach, nowoczesne pojazdy transportowe o dużej mobilności, takie jak samochody, statki i samoloty, nie mogą zużywać dużej ilości energii elektrycznej z elektrowni. Zamiast tego mogą zużywać jedynie dużą ilość „energii zawierającej energię”, takiej jak benzyna, olej napędowy, nafta lotnicza i skroplony gaz ziemny.
Jednak tradycja nie zawsze trwa wiecznie i nie zawsze jest logiczna. Wraz z rozwojem pojazdów elektrycznych i hybrydowych, „źródło wydajności procesu” może również zastąpić „energię zawierającą energię”. Zgodnie z logicznym rozumowaniem, wraz z ciągłym zużyciem energii kopalnej, zasoby w końcu się wyczerpią, a nieuchronnie pojawią się nowe „energie zawierające energię”, wśród których głównym przedstawicielem jest energia wodorowa.
Wodór występuje obficie w naturze i stanowi około 75% masy wszechświata. Jest szeroko obecny w powietrzu, wodzie, paliwach kopalnych i wszelkiego rodzaju węglowodanach.
Wodór charakteryzuje się dobrą wydajnością spalania, wysoką temperaturą zapłonu, szerokim zakresem palności i dużą szybkością spalania. Z punktu widzenia wartości opałowej i spalania, wodór jest zdecydowanie wysokiej jakości i wydajnym źródłem energii. Ponadto sam wodór jest nietoksyczny. Oprócz wytwarzania wody i niewielkiej ilości azotku wodoru po spaleniu, nie wytwarza szkodliwych zanieczyszczeń dla środowiska i nie powoduje emisji dwutlenku węgla. Dlatego energia wodorowa należy do kategorii energii czystej, co ma ogromne znaczenie dla ekologicznego zarządzania środowiskiem i redukcji emisji dwutlenku węgla.
2. Rola energii wodorowej
Energetyka wodorowa ma rozbudowany łańcuch przemysłowy obejmujący przygotowywanie wodoru, jego magazynowanie, transport i tankowanie, ogniwa paliwowe i zastosowania terminalne.
W energetyce energię wodorową można wykorzystać do wytwarzania czystej energii, aby zrównoważyć zapotrzebowanie na energię i rozwiązać problem niedoborów energii w godzinach szczytu.
W ogrzewaniu energię wodorową można mieszać z gazem ziemnym, co stanowi jedno z niewielu niskoemisyjnych źródeł energii, które w przyszłości może konkurować z gazem ziemnym.
W sektorze lotniczym, który emituje ponad 900 milionów ton dwutlenku węgla rocznie, energia wodorowa jest głównym sposobem na rozwój lotnictwa niskoemisyjnego.
W zastosowaniach militarnych ogniwa paliwowe wodorowe są ciche, mogą wytwarzać ciągły prąd i przetwarzać dużą energię, co jest ważnym warunkiem niewidzialności okrętów podwodnych.
Pojazdy napędzane wodorem charakteryzują się dobrą wydajnością spalania, szybkim zapłonem, wysoką wartością kaloryczną, dużymi rezerwami i innymi zaletami. Energia wodorowa ma szeroki zakres źródeł i zastosowań, co może skutecznie ograniczyć udział energii kopalnej.
Podniesienie poziomu czystego rozwoju i rozwój energetyki wodorowej stanowią istotne czynniki umożliwiające budowę „uzupełniającego się wieloenergetycznie” systemu zaopatrzenia w energię oraz główną siłę napędową transformacji i modernizacji energetycznej.
Czas publikacji: 19 kwietnia 2023 r.