Katika miaka ya hivi karibuni, nchi kote ulimwenguni zinakuza maendeleo ya sekta ya nishati ya hidrojeni kwa kasi isiyo na kifani. Kulingana na ripoti iliyotolewa kwa pamoja na Tume ya Kimataifa ya Nishati ya Hidrojeni na McKinsey, zaidi ya nchi na maeneo 30 yametoa ramani ya maendeleo ya nishati ya hidrojeni, na uwekezaji wa kimataifa katika miradi ya nishati ya hidrojeni utafikia dola bilioni 300 za Marekani ifikapo mwaka wa 2030.
Nishati ya hidrojeni ni nishati inayotolewa na hidrojeni katika mchakato wa mabadiliko ya kimwili na kemikali. Hidrojeni na oksijeni vinaweza kuchomwa ili kutoa nishati ya joto, na pia vinaweza kubadilishwa kuwa umeme na seli za mafuta. Hidrojeni si tu kwamba ina vyanzo vingi, lakini pia ina faida za utoaji mzuri wa joto, safi na isiyo na sumu, na joto kali kwa kila uzito wa kitengo. Kiwango cha joto cha hidrojeni katika uzito sawa ni takriban mara tatu ya petroli. Ni malighafi muhimu kwa tasnia ya petrokemikali na mafuta ya nishati kwa roketi ya anga za juu. Kwa kuongezeka kwa wito wa kukabiliana na mabadiliko ya hali ya hewa na kufikia kutokuwepo kwa kaboni, nishati ya hidrojeni inatarajiwa kubadilisha mfumo wa nishati ya binadamu.
Nishati ya hidrojeni inapendelewa si tu kwa sababu ya utoaji wake wa kaboni sifuri katika mchakato wa kutolewa, lakini pia kwa sababu hidrojeni inaweza kutumika kama kibebaji cha kuhifadhi nishati ili kufidia tete na vipindi vya nishati mbadala na kukuza maendeleo makubwa ya nishati mbadala. Kwa mfano, teknolojia ya "umeme hadi gesi" inayoendelezwa na serikali ya Ujerumani ni kuzalisha hidrojeni ili kuhifadhi umeme safi kama vile nguvu ya upepo na nishati ya jua, ambayo haiwezi kutumika kwa wakati, na kusafirisha hidrojeni kwa umbali mrefu kwa matumizi bora zaidi. Mbali na hali ya gesi, hidrojeni inaweza pia kuonekana kama hidridi ya kimiminika au imara, ambayo ina aina mbalimbali za uhifadhi na usafirishaji. Kama nishati adimu ya "kupanda" nishati, hidrojeni haiwezi tu kutambua ubadilishaji unaonyumbulika kati ya umeme na hidrojeni, lakini pia kujenga "daraja" ili kutambua muunganisho wa umeme, joto, baridi na hata imara, mafuta ya gesi na kioevu, ili kujenga mfumo wa nishati safi na mzuri zaidi.
Aina mbalimbali za nishati ya hidrojeni zina matumizi mengi. Kufikia mwisho wa 2020, umiliki wa magari ya seli za mafuta ya hidrojeni duniani utaongezeka kwa 38% ikilinganishwa na mwaka uliopita. Matumizi makubwa ya nishati ya hidrojeni yanapanuka polepole kutoka uwanja wa magari hadi nyanja zingine kama vile usafiri, ujenzi na viwanda. Inapotumika kwa usafiri wa reli na meli, nishati ya hidrojeni inaweza kupunguza utegemezi wa usafiri wa masafa marefu na mzigo mkubwa kwenye mafuta ya jadi ya mafuta na gesi. Kwa mfano, mwanzoni mwa mwaka jana, Toyota ilitengeneza na kutoa kundi la kwanza la mifumo ya seli za mafuta ya hidrojeni kwa meli za baharini. Ikitumika kwa uzalishaji uliosambazwa, nishati ya hidrojeni inaweza kusambaza umeme na joto kwa majengo ya makazi na biashara. Nishati ya hidrojeni inaweza pia kutoa moja kwa moja malighafi bora, mawakala wa kupunguza na vyanzo vya joto vya hali ya juu kwa ajili ya petrokemikali, chuma na chuma, madini na viwanda vingine vya kemikali, na hivyo kupunguza uzalishaji wa kaboni kwa ufanisi.
Hata hivyo, kama aina ya nishati ya pili, nishati ya hidrojeni si rahisi kuipata. Hidrojeni inapatikana hasa katika maji na mafuta ya visukuku katika mfumo wa misombo duniani. Teknolojia nyingi zilizopo za uzalishaji wa hidrojeni hutegemea nishati ya visukuku na haziwezi kuepuka uzalishaji wa kaboni. Kwa sasa, teknolojia ya uzalishaji wa hidrojeni kutoka kwa nishati mbadala inakomaa polepole, na hidrojeni isiyotoa kaboni inaweza kuzalishwa kutokana na uzalishaji wa nishati mbadala na elektrolisisi ya maji. Wanasayansi pia wanachunguza teknolojia mpya za uzalishaji wa hidrojeni, kama vile upigaji picha wa jua wa maji ili kutoa hidrojeni na biomasi ili kutoa hidrojeni. Teknolojia ya uzalishaji wa hidrojeni ya nyuklia iliyotengenezwa na Taasisi ya nishati ya nyuklia na teknolojia mpya ya nishati ya Chuo Kikuu cha Tsinghua inatarajiwa kuanza kuonyeshwa katika miaka 10 ijayo. Kwa kuongezea, mnyororo wa tasnia ya hidrojeni pia unajumuisha uhifadhi, usafirishaji, kujaza, matumizi na viungo vingine, ambavyo pia vinakabiliwa na changamoto za kiufundi na vikwazo vya gharama. Kwa mfano, uhifadhi na usafirishaji, hidrojeni ni msongamano mdogo na ni rahisi kuvuja chini ya halijoto na shinikizo la kawaida. Mgusano wa muda mrefu na chuma utasababisha "mchanganyiko wa hidrojeni" na uharibifu wa mwisho. Uhifadhi na usafirishaji ni mgumu zaidi kuliko makaa ya mawe, mafuta na gesi asilia.
Kwa sasa, nchi nyingi zinazozunguka nyanja zote za utafiti mpya wa hidrojeni ziko katika hali ya juu, na kuna matatizo ya kiufundi katika kukabiliana nayo. Kwa upanuzi unaoendelea wa kiwango cha uzalishaji wa nishati ya hidrojeni na miundombinu ya uhifadhi na usafirishaji, gharama ya nishati ya hidrojeni pia ina nafasi kubwa ya kupungua. Utafiti unaonyesha kwamba gharama ya jumla ya mnyororo wa sekta ya nishati ya hidrojeni inatarajiwa kushuka kwa nusu ifikapo mwaka wa 2030. Tunatarajia kwamba jamii ya hidrojeni itaongeza kasi.
Muda wa chapisho: Machi-30-2021