V posledných rokoch krajiny na celom svete podporujú rozvoj vodíkového energetického priemyslu bezprecedentnou rýchlosťou.Podľa správy, ktorú spoločne zverejnila medzinárodná komisia pre vodíkovú energiu a spoločnosť McKinsey, viac ako 30 krajín a regiónov zverejnilo plán rozvoja vodíkovej energie a globálne investície do projektov v oblasti vodíkovej energie dosiahnu do roku 2030 300 miliárd amerických dolárov.
Energia vodíka je energia uvoľnená vodíkom v procese fyzikálnych a chemických zmien.Vodík a kyslík môžu byť spaľované na výrobu tepelnej energie a môžu byť tiež premenené na elektrinu pomocou palivových článkov.Vodík má nielen širokú škálu zdrojov, ale má aj výhody dobrého vedenia tepla, čistého a netoxického a vysokého tepla na jednotku hmotnosti.Tepelný obsah vodíka pri rovnakej hmotnosti je asi trikrát vyšší ako v benzíne.Je to dôležitá surovina pre petrochemický priemysel a energetické palivo pre letecké rakety.Očakáva sa, že s narastajúcou výzvou riešiť klimatické zmeny a dosiahnuť uhlíkovú neutralitu vodíková energia zmení ľudský energetický systém.
Vodíková energia je uprednostňovaná nielen kvôli jej nulovým emisiám uhlíka v procese uvoľňovania, ale aj preto, že vodík možno použiť ako nosič energie na kompenzáciu volatility a prerušovania obnoviteľnej energie a podporiť rozsiahly rozvoj obnoviteľnej energie. .Napríklad technológia „elektrina na plyn“, ktorú presadzuje nemecká vláda, spočíva vo výrobe vodíka na uskladnenie čistej elektriny, ako je veterná a solárna energia, ktoré sa nedajú využiť v čase, a na prepravu vodíka na veľké vzdialenosti pre ďalšiu efektívnosť. využitie.Okrem plynného skupenstva sa vodík môže objaviť aj ako kvapalný alebo pevný hydrid, ktorý má rôzne spôsoby skladovania a prepravy.Ako vzácna „spojovacia“ energia dokáže vodíková energia nielen realizovať flexibilnú premenu medzi elektrinou a vodíkom, ale aj postaviť „most“ na realizáciu prepojenia elektriny, tepla, chladu a dokonca aj pevných, plynných a kvapalných palív, takže napr. vybudovať čistejší a efektívnejší energetický systém.
Rôzne formy vodíkovej energie majú viacero aplikačných scenárov.Do konca roka 2020 sa globálne vlastníctvo vozidiel s vodíkovými palivovými článkami zvýši o 38 % v porovnaní s predchádzajúcim rokom.Rozsiahla aplikácia vodíkovej energie sa postupne rozširuje z automobilovej oblasti aj do iných oblastí, akými sú doprava, stavebníctvo a priemysel.Keď sa vodíková energia aplikuje na železničnú dopravu a lode, môže znížiť závislosť prepravy na veľké vzdialenosti a vysokého zaťaženia od tradičných palív z ropy a zemného plynu.Napríklad začiatkom minulého roka Toyota vyvinula a dodala prvú sériu systémov vodíkových palivových článkov pre námorné lode.Vodíková energia, aplikovaná na distribuovanú výrobu, môže dodávať energiu a teplo pre obytné a komerčné budovy.Vodíková energia môže tiež priamo poskytovať efektívne suroviny, redukčné činidlá a vysokokvalitné zdroje tepla pre petrochemický, železiarsky a oceliarsky, hutnícky a iný chemický priemysel, čím sa účinne znižujú emisie uhlíka.
Ako druh sekundárnej energie však vodíkovú energiu nie je ľahké získať.Vodík existuje hlavne vo vode a fosílnych palivách vo forme zlúčenín na Zemi.Väčšina existujúcich technológií výroby vodíka sa spolieha na fosílnu energiu a nedokáže sa vyhnúť emisiám uhlíka.V súčasnosti technológia výroby vodíka z obnoviteľných zdrojov energie postupne dozrieva a vodík s nulovými emisiami uhlíka možno vyrábať výrobou energie z obnoviteľných zdrojov energie a elektrolýzou vody.Vedci tiež skúmajú nové technológie výroby vodíka, ako je solárna fotolýza vody na výrobu vodíka a biomasa na výrobu vodíka.Očakáva sa, že technológia výroby jadrového vodíka vyvinutá Inštitútom jadrovej energie a novej energetickej technológie univerzity Tsinghua sa začne demonštrovať o 10 rokov.Okrem toho reťazec vodíkového priemyslu zahŕňa aj skladovanie, prepravu, plnenie, aplikáciu a ďalšie prepojenia, ktoré tiež čelia technickým výzvam a cenovým obmedzeniam.Ak vezmeme ako príklad skladovanie a prepravu, vodík má nízku hustotu a pri normálnej teplote a tlaku ľahko uniká.Dlhodobý kontakt s oceľou spôsobí „vodíkové skrehnutie“ a jej poškodenie.Skladovanie a preprava sú oveľa náročnejšie ako uhlie, ropa a zemný plyn.
V súčasnosti je veľa krajín okolo všetkých aspektov nového výskumu vodíka v plnom prúde a technické ťažkosti sa musia prekonať.S neustálym rozširovaním rozsahu výroby a skladovania vodíkovej energie a dopravnej infraštruktúry majú aj náklady na vodíkovú energiu veľký priestor na pokles.Výskum ukazuje, že sa očakáva, že celkové náklady na reťazec vodíkového energetického priemyslu do roku 2030 klesnú o polovicu. Očakávame, že vodíková spoločnosť sa zrýchli.
Čas odoslania: 30. marca 2021