Paliwo wodorowe wymaga opracowania specjalnej infrastruktury do przetwarzania, transportu i magazynowania. Z Wikimedia Commons, repozytorium wolnych mediów.
-
Wodór jest najpowszechniej występującym pierwiastkiem we wszechświecie, a jego spalanie nie powoduje prawie żadnych zanieczyszczeń, co czyni go pożądanym źródłem energii.
-
Istnieje wiele sposobów produkcji wodoru, które determinują, czy jest on definiowany jako wodór szary, niebieski, zielony czy różowy.
-
W miarę jak wprowadzamy innowacje i udoskonalamy metody produkcji wodoru, a koszty energii odnawialnej i jądrowej stale spadają, rola wodoru w naszych systemach energetycznych będzie wzrastać.
Wodór, najprostszy i najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we wszechświecie, ma potencjał, aby stać się paliwem przyszłości. Jest nośnikiem energii, który może magazynować i dostarczać energię w użytecznej formie. W czystej postaci wodór jest bezbarwnym, bezwonnym i nietoksycznym gazem. Ma wysoką energię, ale silnik, który spala czysty wodór, nie wytwarza prawie żadnego zanieczyszczenia, co czyni go pożądanym źródłem energii.
Jak powstaje wodór?
Wodór można wytwarzać z różnych źródeł. Najpopularniejszą metodą jest proces zwany reformingiem parowym metanu, który polega na reakcji gazu ziemnego z parą o wysokiej temperaturze. Elektroliza to inna metoda, w której prąd elektryczny jest używany do rozszczepienia wody na wodór i tlen. Sposób wytwarzania wodoru decyduje o tym, czy jest on zdefiniowany jako szary, niebieski, zielony czy różowy.
Różne rodzaje wodoru
Kolory poszczególnych rodzajów wodoru odnoszą się do metody produkcji i związanej z nią emisji dwutlenku węgla.
Wodór szary
Szary wodór jest obecnie najpopularniejszym rodzajem wodoru. Jest produkowany z gazu ziemnego poprzez parowy reforming metanu. Jednak proces ten emituje znaczne ilości CO2, co czyni go mniej zrównoważoną opcją.
Wodór szary jest łatwo dostępny i stosunkowo tani w produkcji, jednak nie jest przyjazny dla środowiska ze względu na emisję CO2.
Niebieski wodór
Niebieski wodór, znany również jako wodór niskoemisyjny, jest podobny do szarego wodoru, ale emisje CO2 z procesu produkcji są wychwytywane i magazynowane lub wykorzystywane, co zmniejsza jego ślad węglowy. Dzięki temu jest czystszy niż szary wodór, ponieważ wychwytuje i przechowuje lub wykorzystuje emisje CO2 z procesu produkcji. Jednak chociaż zmniejsza to ślad węglowy niebieskiego wodoru, nadal opiera się on na paliwach kopalnych.
Zielony wodór
Zielony wodór powstaje w wyniku elektrolizy wody, przy użyciu odnawialnych źródeł energii, takich jak energia wiatrowa lub słoneczna. Proces ten nie emituje CO2, co czyni zielony wodór najbardziej zrównoważoną opcją. Obecnie jego produkcja jest droższa niż produkcja szarego lub niebieskiego wodoru ze względu na wysokie koszty związane z energią odnawialną i sprzętem do elektrolizy.
Różowy wodór
Różowy wodór powstaje w wyniku wykorzystania energii elektrycznej z elektrowni jądrowych do rozszczepienia wody na wodór i tlen poprzez elektrolizę. Uważa się, że jest niskoemisyjny, ale zrównoważony rozwój różowego wodoru zależy od metody wytwarzania energii jądrowej i utylizacji odpadów.
Różowy wodór jest zdolny do ciągłej produkcji, w przeciwieństwie do odnawialnych źródeł energii, które są przerywane. Wiąże się to jednak z wyzwaniami związanymi z energią jądrową, w tym z utylizacją odpadów i potencjalnymi obawami dotyczącymi bezpieczeństwa.
Do czego można wykorzystać wodór?
Wodór jest wszechstronnym nośnikiem energii o szerokim zakresie potencjalnych zastosowań. Może być stosowany w ogniwach paliwowych do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, co czyni go potencjalnym źródłem energii dla budynków i pojazdów elektrycznych. Może być również stosowany do magazynowania energii odnawialnej, pomagając zrównoważyć podaż i popyt w sieci energetycznej.
W przemyśle wodór może być wykorzystywany jako surowiec do produkcji szeregu chemikaliów i paliw. W zależności od rodzaju lub koloru wodoru, paliwa pochodne mogą być wykorzystywane do obniżania emisji w energochłonnych gałęziach przemysłu i transporcie dalekobieżnym, który jest trudny do zelektryfikowania. Zielony wodór wytwarzany z odnawialnych źródeł energii, na przykład, może być wykorzystywany do produkcji zielonego amoniaku i eMethanolu, co może pomóc w dekarbonizacji sektorów o dużej emisji, takich jak żegluga i lotnictwo. Wodór ma również potencjał, aby pomóc w dekarbonizacji procesów przemysłowych, które obecnie opierają się na paliwach kopalnych, takich jak produkcja stali.
Istnieją jednak również ograniczenia w stosowaniu wodoru. Przechowywanie i transport wodoru może być trudne ze względu na jego niską gęstość energetyczną. Wymaga również znacznej ilości energii do wytworzenia. Ponadto, chociaż ogniwa paliwowe stają się coraz bardziej wydajne i tańsze, nadal są droższe niż konwencjonalne silniki spalinowe.
Dlaczego potrzebujemy zielonego wodoru?
Zielony wodór, nazywany również czystym wodorem, jest ważny z kilku powodów. Po pierwsze, zapewnia zrównoważony sposób magazynowania i dostarczania energii odnawialnej. Może to pomóc przezwyciężyć jedno z głównych wyzwań odnawialnych źródeł energii, jakim jest ich nieciągłość.
Po drugie, zielony wodór może pomóc w dekarbonizacji sektorów, które są trudne do zelektryfikowania, takich jak ciężki przemysł i transport dalekobieżny. To czyni go kluczowym narzędziem w globalnym wysiłku na rzecz redukcji emisji gazów cieplarnianych i walki ze zmianą klimatu.
Na koniec, zielony wodór może przyczynić się do bezpieczeństwa energetycznego, zapewniając sposób magazynowania i transportu energii oraz dywersyfikację źródeł energii. Jest to szczególnie ważne, ponieważ świat dąży do przejścia od paliw kopalnych na odnawialne źródła energii.
Podsumowując, wodór ma ogromny potencjał jako zrównoważony nośnik energii. Podczas gdy istnieją wyzwania do pokonania, szczególnie pod względem kosztów i infrastruktury, korzyści wodoru pod względem zrównoważonego rozwoju i wszechstronności sprawiają, że jest on kluczowym graczem w globalnej transformacji energetycznej. W miarę jak kontynuujemy innowacje i ulepszanie metod produkcji wodoru, a koszty energii odnawialnej i jądrowej nadal spadają, rola zielonego i różowego wodoru w naszym systemie energetycznym będzie rosła.
Sundus Cordelia Ramli
Dyrektor ds. handlowych , Power-to-X, Topsoe
7 grudnia 2023 r.
Link do artykułu: https://www.weforum.org/agenda/2023/12/why-hydrogen-is-the-fuel-of-the-sustainable-future/
Licencja i ponowne publikowanie
Artykuły Światowego Forum Ekonomicznego mogą być publikowane ponownie zgodnie z licencją Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe oraz zgodnie z naszymi Warunkami korzystania.
Poglądy wyrażone w tym artykule są poglądami autora i nie odzwierciedlają poglądów Światowego Forum Ekonomicznego.
