Последњих година, земље широм света промовишу развој индустрије водоничне енергије невиђеном брзином. Према извештају који су заједнички објавили Међународна комисија за водоничну енергију и McKinsey, више од 30 земаља и региона објавило је план за развој водоничне енергије, а глобална улагања у пројекте водоничне енергије достићи ће 300 милијарди америчких долара до 2030. године.
Енергија водоника је енергија коју ослобађа водоник у процесу физичких и хемијских промена. Водоник и кисеоник могу се сагоревати да би се произвела топлотна енергија, а такође се могу претворити у електричну енергију помоћу горивних ћелија. Водоник не само да има широк спектар извора, већ има и предности добре проводљивости топлоте, чистог је и нетоксичног је, и високе топлоте по јединици масе. Садржај топлоте водоника при истој маси је око три пута већи од садржаја бензина. То је важна сировина за петрохемијску индустрију и гориво за ваздухопловне ракете. Са све већим позивом за суочавање са климатским променама и постизање угљеничне неутралности, очекује се да ће енергија водоника променити људски енергетски систем.
Енергија водоника је фаворизована не само због нулте емисије угљеника у процесу ослобађања, већ и зато што се водоник може користити као носач енергије како би се надокнадила нестабилност и повременост обновљивих извора енергије и промовисао развој ових других у великим размерама. На пример, технологија „претварања електричне енергије у гас“ коју промовише немачка влада има за циљ производњу водоника за складиштење чисте електричне енергије, као што су енергија ветра и соларна енергија, која се не може искористити на време, и за транспорт водоника на велике удаљености ради даље ефикасне употребе. Поред гасовитог стања, водоник се може појавити и као течни или чврсти хидрид, који има различите начине складиштења и транспорта. Као ретка „куплантна“ енергија, енергија водоника не само да може остварити флексибилну конверзију између електричне енергије и водоника, већ и изградити „мост“ за остваривање међусобне повезаности електричне енергије, топлоте, хладноће, па чак и чврстих, гасовитих и течних горива, како би се изградио чистији и ефикаснији енергетски систем.
Различити облици водоничне енергије имају вишеструке сценарије примене. До краја 2020. године, глобално власништво над возилима на водоничне горивне ћелије повећаће се за 38% у поређењу са претходном годином. Примена водоничне енергије великих размера постепено се шири из аутомобилске индустрије на друге области као што су транспорт, грађевинарство и индустрија. Када се примени на железнички транзит и бродове, водонична енергија може смањити зависност транспорта на велике удаљености и великих терета од традиционалних горива од нафте и гаса. На пример, почетком прошле године, Тојота је развила и испоручила прву серију система водоничних горивних ћелија за бродове. Примењена на дистрибуирану производњу, водонична енергија може да обезбеди електричну енергију и топлоту за стамбене и пословне зграде. Водонична енергија такође може директно да обезбеди ефикасне сировине, редукциона средства и висококвалитетне изворе топлоте за петрохемијску, гвоздену и челичну, металургију и друге хемијске индустрије, ефикасно смањујући емисију угљеника.
Међутим, као врста секундарне енергије, водоничну енергију није лако добити. Водоник се углавном налази у води и фосилним горивима у облику једињења на Земљи. Већина постојећих технологија производње водоника ослања се на фосилну енергију и не може избећи емисију угљеника. Тренутно, технологија производње водоника из обновљивих извора енергије постепено сазрева, а водоник са нултом емисијом угљеника може се произвести из обновљивих извора енергије и електролизе воде. Научници такође истражују нове технологије производње водоника, као што је соларна фотолиза воде за производњу водоника и биомасе за производњу водоника. Очекује се да ће нуклеарна технологија производње водоника коју је развио Институт за нуклеарну енергију и нове енергетске технологије Универзитета Цингхуа почети са демонстрацијама за 10 година. Поред тога, ланац водоничне индустрије такође укључује складиштење, транспорт, пуњење, примену и друге везе, које се такође суочавају са техничким изазовима и ограничењима трошкова. Узимајући складиштење и транспорт као пример, водоник има ниску густину и лако цури под нормалном температуром и притиском. Дугорочни контакт са челиком ће изазвати „водоничну кртост“ и оштећење челика. Складиштење и транспорт су много тежи него код угља, нафте и природног гаса.
Тренутно, истраживање свих аспеката новог водоника у многим земљама је у пуном јеку, а техничке тешкоће се морају превазићи. Са континуираним ширењем обима производње водоничне енергије, складиштења и транспортне инфраструктуре, трошкови водоничне енергије такође имају велики простор за пад. Истраживања показују да се очекује да ће се укупни трошкови ланца водоничне енергије преполовити до 2030. године. Очекујемо да ће се водонично друштво убрзати.
Време објаве: 30. март 2021.