Πράσινη Λύση Παραγωγής Υδρογόνου

Σε γενικές γραμμές, το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο με δύο βασικούς τρόπους. Μπορεί να καεί για να παράγει θερμότητα ή μπορεί να τροφοδοτηθεί σε κυψέλη καυσίμου υδρογόνου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα καλά νέα είναι ότι από τη στιγμή που έχει παραχθεί μπλε ή πράσινο υδρογόνο, έχει μια ποικιλία διαφορετικών εφαρμογών:
Μεταφορά:Το υδρογόνο χρησιμοποιείται ήδη για τα καύσιμα των λεωφορείων και άλλων μορφών δημόσιων συγκοινωνιών, ειδικά στην Ιαπωνία. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία φορτηγών και τρένων, ενώ καύσιμα με βάση το υδρογόνο, όπως η αμμωνία, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αεροπορία και τη ναυτιλία. Μια πιο διαδεδομένη χρήση υδρογόνου για την τροφοδοσία οχημάτων θα εξαρτηθεί από το ότι η τιμή των κυψελών καυσίμου υδρογόνου θα γίνει φθηνότερη και οι σταθμοί ανεφοδιασμού υδρογόνου θα γίνουν πιο συνηθισμένοι.

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας:Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε καύσιμο που μπορεί στη συνέχεια να αποθηκευτεί και να μεταφερθεί σε μεγάλες αποστάσεις. Το υδρογόνο και η αμμωνία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε αεριοστρόβιλους και σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα για τη μείωση των εκπομπών τους.

Θέρμανση κτιρίων:Το υδρογόνο έχει τεράστιες δυνατότητες να αντικαταστήσει το φυσικό αέριο για τη θέρμανση οικιακών και εμπορικών κτιρίων μέσω της υπάρχουσας υποδομής φυσικού αερίου. Οι λέβητες υδρογόνου και οι οικιακές κυψέλες καυσίμου υδρογόνου απαιτούν περαιτέρω ανάπτυξη, αλλά θα μπορούσαν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στο μέλλον.

Βιομηχανία:Το υδρογόνο χρησιμοποιείται σήμερα σε ένα ευρύ φάσμα σημαντικών βιομηχανικών διεργασιών. Αυτά περιλαμβάνουν τη διύλιση βενζίνης, την κατασκευή χάλυβα, την επεξεργασία μετάλλων και την παραγωγή μιας σειράς χημικών ουσιών.

Σε αντίθεση με το γκρι υδρογόνο, το πράσινο υδρογόνο είναι πλήρως ανανεώσιμο τόσο ως προς το υλικό πηγής όσο και ως προς τον ενεργειακό του εφοδιασμό. Για το υλικό πηγής, το πράσινο υδρογόνο σήμερα παράγεται συνήθως από το νερό μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως ηλεκτρόλυσης, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για να διασπάσει το νερό στα συστατικά του μόρια υδρογόνου και οξυγόνου. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται ηλεκτρολύτης, η οποία χρησιμοποιεί μια κάθοδο και μια άνοδο (θετικά και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόδια). Αυτή η διαδικασία παράγει μόνο οξυγόνο – ή ατμό – ως υποπροϊόν. Όσον αφορά την παροχή ενέργειας, για να χαρακτηριστεί ως «πράσινο υδρογόνο», η πηγή ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για την ηλεκτρόλυση πρέπει να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική ή η ηλιακή ενέργεια.

Υπάρχουν τρία κύρια είδη ηλεκτρολυτών:Αλκαλική, μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM) και στερεό οξείδιο. Αυτά ποικίλλουν ως προς τη φύση του υλικού ηλεκτρολύτη που χρησιμοποιείται. Οι αλκαλικοί ηλεκτρολύτες χρησιμοποιούν ένα υδατικό διάλυμα με ένα αλκαλικό άλας για να επιτρέψουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα, ενώ οι ηλεκτρολύτες PEM χρησιμοποιούν μια στερεή μεμβράνη πολυμερούς (ηλεκτρολύτη). Οι ηλεκτρολύτες στερεού οξειδίου χρησιμοποιούν στερεό κεραμικό υλικό ως ηλεκτρολύτη, το οποίο τους επιτρέπει να λειτουργούν με υψηλότερη ηλεκτρική απόδοση και πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτό επιτρέπει τη χρήση ατμού και εξωτερικής θερμότητας ως πηγές ενέργειας αντί να βασίζεται στην ηλεκτρική ενέργεια. Έτσι, η ηλεκτρόλυση στερεού οξειδίου επιτρέπει σημαντικά χαμηλότερο κόστος λειτουργίας, καθώς η θερμότητα είναι συνήθως λιγότερο δαπανηρή και μερικές φορές παράγεται φυσικά ως υποπροϊόν ορισμένων βιομηχανικών διεργασιών.

Πριν από χρόνια, το υδρογόνο θεωρούνταν μόνο ως λύση για την εξέλιξη των πιο οικολογικών οχημάτων. Καθώς τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν αποκτήσει μεγαλύτερη έλξη, το υδρογόνο θεωρείται όλο και περισσότερο ως λύση για άλλες βιομηχανίες.

Η ζήτηση για υδρογόνο συνεχίζει να αυξάνεται καθώς η χρήση του επεκτείνεται σε βιομηχανικές και μεταποιητικές βιομηχανίες για διάφορους σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της διύλισης πετρελαίου, της χαλυβουργίας και της παραγωγής τσιμέντου. Ωστόσο, καθώς η δημοτικότητα του υδρογόνου αυξάνεται, η σημασία του πράσινου υδρογόνου δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Ανησυχητικά, το 98% του υδρογόνου παράγεται από ορυκτά καύσιμα χωρίς να υπάρχουν έλεγχοι ή κανονισμοί εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Αλλά το πράσινο υδρογόνο έχει τη δυνατότητα να το αλλάξει αυτό - για τα καλά.

Από τον καπνό της εμπορικής παραγωγής εργοστασίων μέχρι τα καυσαέρια των αυτοκινήτων με βενζίνη και ντίζελ, η παραγωγή πράσινου υδρογόνου μειώνει ή εξαλείφει την ανάγκη για πηγές ενέργειας από ορυκτά καύσιμα που απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα. Στη βιομηχανία των κέντρων δεδομένων, καθώς τα συστήματα αποθήκευσης αναπτύσσουν υδρογόνο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για εφεδρικές γεννήτριες που κινούνται με ντίζελ για να ενεργοποιηθούν μελλοντικά κέντρα δεδομένων. Ως αποτέλεσμα, τα οφέλη του πράσινου υδρογόνου αφθονούν, επιτρέποντας σε κυβερνήσεις και οργανισμούς να ενισχύσουν την εθνική ενεργειακή ασφάλεια, να εξοικονομήσουν καύσιμα, να μειώσουν τις συνολικές εκπομπές και να διαφοροποιήσουν τις ενεργειακές επιλογές μεταφοράς από αυτοκίνητα σε εκτεταμένα συστήματα δημόσιας συγκοινωνίας.

Η τεχνολογία πράσινου υδρογόνου δεν θα μπορούσε να είχε εισαχθεί σε καλύτερη στιγμή. Η Διοίκηση Ενεργειακών Πληροφοριών των ΗΠΑ προβλέπει ότι η παγκόσμια ζήτηση ενέργειας θα αυξηθεί κατά 47% έως το 2050. Ο μόνος τρόπος για να αντισταθμιστεί αυτή η ζήτηση με τη μορφή παραγωγής ενέργειας πετρελαίου και άνθρακα είναι η υιοθέτηση πιο πράσινων μεθόδων, όπως το πράσινο υδρογόνο.

Και χάρη στις τεχνολογικές ανακαλύψεις που έχουν ουσιαστικά απαλλάξει από τον άνθρακα την παραγωγή υδρογόνου, πολλές εταιρείες στρέφονται σε αντισταθμίσεις άνθρακα που αξιοποιούν το πράσινο υδρογόνο για να μειώσουν το αποτύπωμα άνθρακα και να επιτύχουν επιθετικούς στόχους ESG.

Η διαδικασία παραγωγής πράσινου υδρογόνου έχει πλεονεκτήματα. Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA) δηλώνει ότι το πράσινο υδρογόνο εξοικονομεί περίπου 830 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπεται ετησίως σε σύγκριση με όταν το αέριο παράγεται με παραδοσιακές μεθόδους ορυκτών καυσίμων. Αυτό ισοδυναμεί με τις εκπομπές ενός ολόκληρου έτους από το Ηνωμένο Βασίλειο και την Ινδονησία μαζί!

Όπως και με κάθε νέα τεχνολογία, υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν καθώς η πράσινη έκρηξη υδρογόνου επικρατεί. Μερικά ζητήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη περιλαμβάνουν την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας και το κόστος παραγωγής σε μεγάλη κλίμακα, επιπλέον της δημιουργίας λύσεων αποθήκευσης μακροπρόθεσμης υπό πίεση. Εκτός από τις προκλήσεις, το πράσινο υδρογόνο είναι μια συναρπαστική νέα τεχνολογία που θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξισορρόπηση της τόσο αναγκαίας μεγάλης κλίμακας παραγωγής πράσινης ενέργειας.

Ένα μεγάλο μέρος της απομάκρυνσης από τα ορυκτά καύσιμα περιλαμβάνει την ηλεκτροδότηση ορισμένων από τις καθημερινές μηχανές που χρησιμοποιούμε και οι οποίες τροφοδοτούνται από πετρέλαιο και φυσικό αέριο – αυτοκίνητα και τοπικές μεταφορές και θέρμανση κατοικιών σε ορισμένες χώρες, για παράδειγμα. Για όσους έχουν ήδη ηλεκτριστεί, όπως οι υπολογιστές και οι οικιακές συσκευές, η ηλεκτρική ενέργεια από την πυρηνική ενέργεια και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια αντικαθιστούν τον άνθρακα.

Υπάρχουν όμως ορισμένες βιομηχανίες που απαιτούν τόση πολλή ενέργεια που οι παραδοσιακές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν μπορούν να καλύψουν τη ζήτηση τους. Αυτό είναι ένα πρόβλημα, επειδή αυτές οι βιομηχανίες είναι μεταξύ των κορυφαίων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.

Αυτό είναι όπου οι ειδικοί λένε ότι το πράσινο υδρογόνο έχει τεράστιες δυνατότητες.
«Η ηλεκτρική ενέργεια από πηγές όπως ο άνεμος, η ηλιακή και η πυρηνική ενέργεια είναι απαραίτητη για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές του ενεργειακού μας συστήματος – αλλά δεν μπορεί να το κάνει μόνος του, και οι μεταφορές μεγάλων αποστάσεων και οι βαριές βιομηχανίες φιλοξενούν τις πιο δύσκολες εκπομπές που μπορούν να μειωθούν», δήλωσε ένας ενεργειακός αναλυτής στο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας.

«Το υδρογόνο είναι αρκετά ευέλικτο για να καλύψει μερικά από αυτά τα κρίσιμα κενά – παρέχοντας ζωτικής σημασίας πρώτες ύλες για τις χημικές βιομηχανίες και τις βιομηχανίες χάλυβα ή ζωτικής σημασίας συστατικά για καύσιμα χαμηλών εκπομπών άνθρακα για αεροπλάνα και πλοία», είπε ο Remme στο CNN.

Η λειτουργία ενός αεροπλάνου ή ενός μεγάλου πλοίου, για παράδειγμα, απαιτεί τόση πολλή ενέργεια που οποιαδήποτε μπαταρία που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή ή αιολική ενέργεια θα ήταν πιθανότατα πολύ μεγάλη και βαριά για το σκάφος. Το πράσινο υδρογόνο, από την άλλη πλευρά, μπορεί να έρθει σε υγρή μορφή και είναι ελαφρύτερο. Σύμφωνα με την Airbus, η οποία αναπτύσσει ένα εμπορικό αεροσκάφος μηδενικών εκπομπών, η ενεργειακή πυκνότητα του πράσινου υδρογόνου είναι τρεις φορές υψηλότερη από τα καύσιμα αεριωθουμένων που χρησιμοποιούμε σήμερα.

Ενώ το υγρό πράσινο υδρογόνο θα εκπέμπει μηδενικό άνθρακα, έχει ορισμένους περιορισμούς. Όταν καίγεται στην ανοιχτή ατμόσφαιρα απελευθερώνει μια μικρή ποσότητα οξειδίου του αζώτου, το οποίο είναι ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου. Ωστόσο, εάν το υδρογόνο τροφοδοτείται μέσω κυψέλης καυσίμου, θα εκπέμπει μόνο νερό και ζεστό αέρα.

Μερικά μικρά αεροπλάνα έχουν καταφέρει να πετάξουν με κυψέλες καυσίμου που τροφοδοτούνται με υδρογόνο, αν και η τεχνολογία δεν έχει ακόμη κλιμακωθεί εμπορικά.

Αυτήν τη στιγμή είναι όλα σε ετοιμότητα για την επίτευξη των κλιματικών στόχων. Η ενεργειακή μετάβαση χρειάζεται πραγματικά μεγάλη ώθηση. Το υδρογόνο μπορεί να συμβάλει σημαντικά σε αυτό. Η συνεργασία είναι απαραίτητη προκειμένου να μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε το υδρογόνο με επιτυχία, για παράδειγμα, να συμβάλουμε στη μείωση του CO2 στη βιομηχανία, στα ηλεκτρονικά καύσιμα για αεροσκάφη και στη χρήση στο δομημένο περιβάλλον. Χρειάζονται όμως επενδύσεις και υπάρχουν ερωτηματικά.

Τι είναι το υδρογόνο;
Το υδρογόνο είναι το πιο κοινό στοιχείο στο σύμπαν μας. Υπό κανονικές συνθήκες είναι αέριο και μιλάμε για αέριο υδρογόνο (Η2). Το υδρογόνο είναι επίσης το ελαφρύτερο αέριο που γνωρίζουμε και επομένως έχει χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα ανά μονάδα όγκου (σε m3). Ανά βάρος (σε kg), το υδρογόνο έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα 120 megajoules (MJ) ανά kg. Αυτό είναι σχεδόν τριπλάσιο από το φυσικό αέριο (45 MJ ανά κιλό). Το υδρογόνο είναι συχνά υπό πίεση. Η συμπίεση (συμπίεση) αερίου υδρογόνου, ωστόσο, απαιτεί επίσης την απαραίτητη ενέργεια (περίπου 10%).

Τι είναι το γκρι και το μπλε υδρογόνο;
Σχεδόν όλο το υδρογόνο που παράγεται σήμερα παγκοσμίως είναι το λεγόμενο «γκρίζο υδρογόνο». Η παραγωγή πραγματοποιείται προς το παρόν μέσω της Steam Methane Reforming (SMR). Εδώ ο ατμός υψηλής πίεσης (H2O) αντιδρά με το φυσικό αέριο (CH4) με αποτέλεσμα το υδρογόνο (H2) και το αέριο του θερμοκηπίου CO2. Στην Ολλανδία, περίπου 0,8 εκατομμύρια τόνοι H2 παράγονται με αυτόν τον τρόπο, χρησιμοποιώντας τέσσερα δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα φυσικού αερίου και δημιουργώντας εκπομπές CO2 12,5 εκατομμυρίων τόνων.
Ο όρος «μπλε υδρογόνο» ή «υδρογόνο χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα» χρησιμοποιείται όταν το CO2 που απελευθερώνεται στη διαδικασία παραγωγής γκρίζου υδρογόνου δεσμεύεται και αποθηκεύεται σε μεγάλο βαθμό (80-90%). Αυτό ονομάζεται επίσης CCS: Carbon Capture & Storage. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί σε άδεια κοιτάσματα αερίου κάτω από τη Βόρεια Θάλασσα. Πουθενά αλλού στον κόσμο δεν παράγεται μπλε υδρογόνο σε μεγάλη κλίμακα.

Τι είναι το πράσινο υδρογόνο;
Το πράσινο υδρογόνο, γνωστό και ως «ανανεώσιμο υδρογόνο», είναι υδρογόνο που παράγεται με βιώσιμη ενέργεια. Η πιο γνωστή είναι η ηλεκτρόλυση, στην οποία το νερό (H2O) διασπάται σε υδρογόνο (H2) και οξυγόνο (O2) μέσω πράσινου ηλεκτρισμού. Ένας μεγάλος αριθμός κομμάτων στην Ολλανδία πειραματίζεται με αυτούς τους ηλεκτρολύτες κλίμακας μεγαβάτ. Υδρογόνο απελευθερώνεται επίσης κατά την αεριοποίηση της βιομάζας σε υψηλή θερμοκρασία.

Τι είναι το τυρκουάζ υδρογόνο;
Το υδρογόνο που παράγεται από φυσικό αέριο χρησιμοποιώντας τη λεγόμενη τεχνολογία πυρόλυσης λιωμένου μετάλλου ονομάζεται «τιρκουάζ υδρογόνο» ή «υδρογόνο χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα». Το φυσικό αέριο διέρχεται από ένα λιωμένο μέταλλο που απελευθερώνει αέριο υδρογόνο καθώς και στερεό άνθρακα. Το τελευταίο μπορεί να βρει μια χρήσιμη εφαρμογή, για παράδειγμα, σε ελαστικά αυτοκινήτου. Αυτή η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη σε εργαστηριακή φάση και θα χρειαστούν τουλάχιστον δέκα χρόνια για να υλοποιηθεί η πρώτη πιλοτική μονάδα.

Ποιες είναι οι περαιτέρω θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ μπλε και πράσινου;
Εκτός από τη μέθοδο παραγωγής, υπάρχουν μια σειρά από άλλες βασικές διαφορές:
Μόνο το πράσινο υδρογόνο που παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης διασφαλίζει ότι μεγάλες ποσότητες βιώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στη θάλασσα και στην ξηρά μπορούν να ενσωματωθούν σωστά στο ενεργειακό μας σύστημα. Μόνο η ηλεκτρόλυση μπορεί να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε υδρογόνο με ευελιξία (κατόπιν ζήτησης) και στη συνέχεια να την αποθηκεύσει.
Επιπλέον, η ανάπτυξη μεγάλης κλίμακας ηλεκτρόλυσης θα συμβάλει στην κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και έτσι θα τονώσει την ανάπτυξη της βιώσιμης ενέργειας.
Υπάρχει και διαφορά στην ποιότητα. Το πράσινο υδρογόνο έχει υψηλότερο βαθμό καθαρότητας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί αμέσως, για παράδειγμα στην κυψέλη καυσίμου ενός οχήματος. Το μπλε υδρογόνο έχει χαμηλότερο επίπεδο καθαρότητας, επαρκές για βιομηχανική εφαρμογή.
Η παραγωγή μπλε υδρογόνου είναι ένας τρόπος «απανθρακοποίησης» της βιομηχανίας, δηλαδή μείωσης του CO2, σε μεγάλη κλίμακα και με σχετικά χαμηλό κόστος.

Λευκό υδρογόνο από το έδαφος η καθαρή πηγή ενέργειας του μέλλοντος;
Γνωρίζουμε ήδη το γκρι, το μπλε και το πράσινο υδρογόνο, αλλά τώρα φαίνεται ότι το λευκό ή φυσικό υδρογόνο είναι επίσης διαθέσιμο. Αυτό προέρχεται από το έδαφος, όπως και το φυσικό αέριο. Όταν το υδρογόνο καίγεται με οξυγόνο, απελευθερώνεται μόνο νερό. Το λευκό υδρογόνο είναι ένα φυσικό υδρογόνο από το υπέδαφος που έχει τη δυνατότητα να γίνει μια σημαντική πηγή ενέργειας του μέλλοντος, εάν γίνει με ηλεκτρόλυση νερού με αιολική ή ηλιακή ενέργεια (πράσινη).
Τότε δεν κατασκευάζεται από φυσική τέφρα ή άνθρακα (γκρι), ούτε καν δεσμεύοντας πρώτα το CO2 (μπλε). Το αέριο χρησιμοποιείται κυρίως για τη θέρμανση διεργασιών στη χημική βιομηχανία και στην παραγωγή χάλυβα και λιπασμάτων. Κατά τη μετάβαση από την ορυκτή στην πράσινη ενέργεια, μπορεί να χρησιμεύσει ως αποθηκευτικό μέσο αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε περιόδους χωρίς ήλιο και άνεμο.

Τι ρόλο παίζει το υδρογόνο στην ενεργειακή μετάβαση;
Στο σημερινό ενεργειακό μας μείγμα, περίπου το 20% παρέχεται με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας και το 80% με τη μορφή φυσικού αερίου ή υγρών ορυκτών καυσίμων (βενζίνη, ντίζελ). Οι κλιματικοί μας στόχοι πρόκειται να αλλάξουν αυτή την κατάσταση σημαντικά στο εγγύς μέλλον. Το μερίδιο της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από την αιολική και την ηλιακή ενέργεια θα αυξηθεί απότομα. Για ορισμένες εφαρμογές όπως οι βαριές μεταφορές, οι διεργασίες υψηλής θερμοκρασίας στη βιομηχανία και τις αερομεταφορές, εξακολουθεί να λείπει μια καλή ηλεκτρική λύση και εξακολουθεί να υπάρχει ανάγκη για βιώσιμο αέριο. Το υδρογόνο μπορεί να παίξει χρήσιμο ρόλο εδώ. Επιπλέον, το υδρογόνο είναι σημαντικό με τη μορφή αποθήκευσης μεγάλης κλίμακας για εκείνες τις στιγμές που είναι απάνεμος και συννεφιασμένος.

Ποιες χώρες εργάζονται επίσης για το υδρογόνο;
Χώρες όπως η Νορβηγία, η Αυστραλία, το Μαρόκο, η Χιλή, η Σαουδική Αραβία, η Κίνα και η Ιαπωνία είναι πολύ ενεργές με το πράσινο υδρογόνο, κυρίως επειδή υπάρχει σημαντική (δυνητική) διαθεσιμότητα φθηνής ανανεώσιμης ενέργειας από αιολική, ηλιακή ή υδροηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου. Εξαίρεση σε αυτό όμως αποτελεί η Ιαπωνία, η οποία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις εισαγωγές για τον ενεργειακό της εφοδιασμό και έχει αναπτύξει μια στρατηγική για την εισαγωγή (πράσινου) υδρογόνου σε μεγάλη κλίμακα. Ο βασικός του ρόλος έγκειται στην ανάπτυξη της τεχνολογίας. Η Ολλανδία βρίσκεται σε καλή θέση εν μέρει χάρη στις γνώσεις μας για την τεχνολογία αερίου και ηλεκτρόλυσης, τις μεγάλες δυνατότητες για την αιολική ενέργεια στη Βόρεια Θάλασσα και τη βιομηχανία έντασης ενέργειας που πρέπει να αναλάβει ισχυρή δέσμευση για τη βιωσιμότητα.

Σε τι θα χρησιμοποιήσουμε το υδρογόνο;
Το υδρογόνο είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τη βιομηχανία επεξεργασίας. Τώρα χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή λιπασμάτων, αλλά στο μέλλον μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για διαδικασίες υψηλής θερμοκρασίας όπως η παραγωγή χάλυβα για την οποία χρησιμοποιείται πλέον φυσικό αέριο ή άνθρακας. Επιπλέον, το υδρογόνο θα παίξει ρόλο στην κινητικότητα, για παράδειγμα για τα υπεραστικά λεωφορεία που πρέπει να διανύσουν μεγαλύτερες αποστάσεις και όπου η ηλεκτροκίνηση δεν αποτελεί λύση.

Τι σημαίνει το υδρογόνο για τον πολίτη;
Βραχυπρόθεσμα δεν θα φανούν πολλά. Η χρήση υδρογόνου στα σπίτια, για παράδειγμα, θα καθυστερήσει πολύ εάν συμβεί αυτό. Για την πλειοψηφία των σπιτιών, ένα συλλογικό δίκτυο θερμότητας ή μια ηλεκτρική αντλία θερμότητας προσφέρει μια καλύτερη λύση. Στην κυκλοφορία, ο αριθμός των αυτοκινήτων υδρογόνου (σήμερα λιγότερα από εκατό) και ο αριθμός των πρατηρίων ανεφοδιασμού υδρογόνου (το 2018: 3) θα αυξηθούν σιγά σιγά.

Ποιοι είναι οι κίνδυνοι;
Το υδρογόνο είναι ένα πολύ ελαφρύ αέριο, πολύ εύφλεκτο και χρησιμοποιείται στην κινητικότητα υπό πίεση έως και 700 bar. Όπως κάθε άλλο αέριο, είναι σημαντικό να το χειρίζεστε με προσοχή κατά την παραγωγή, τη μεταφορά και τη χρήση και να το αφήνετε αποκλειστικά σε επαγγελματικές εταιρείες. Εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί υδρογόνο σε υπάρχοντες αγωγούς φυσικού αερίου, είναι σημαντικό να διερευνηθεί περαιτέρω πώς πραγματικά «συμπεριφέρεται» το υδρογόνο στην πράξη. Το υδρογόνο είναι ελαφρύτερο από το φυσικό αέριο και μπορεί να διαφεύγει πιο εύκολα από τις βαλβίδες και τα στεγανοποιητικά.

Τι κάνει η TNO όσον αφορά την έρευνα για το υδρογόνο;
Η TNO είναι ένας ανεξάρτητος οργανισμός που διεξάγει εφαρμοσμένη έρευνα αιχμής. Η έρευνά της για το υδρογόνο επικεντρώνεται στην παραγωγή, τις υποδομές και τις εφαρμογές (μετατροπή και τελική χρήση). Το 2020, η TNO ανέλαβε περισσότερα από 50 έργα σχετικά με αυτά τα θέματα. Παρακάτω (στοιχείο 15) μπορείτε να βρείτε συνδέσμους προς μια επιλογή αυτών των έργων.

Πόσο μακριά είναι η ανάπτυξη του πράσινου υδρογόνου;
Περίπου 230 έργα ηλεκτρόλυσης τέθηκαν σε λειτουργία μεταξύ 2000 και 2018 με συνολική ισχύ περίπου 100 MW (πηγή: IEA 2019, The Future of Hydrogen). Το 2020, η παγκόσμια εγκατεστημένη ισχύς ήταν 200 MW και περίπου 2.400 MW μέχρι το τέλος του 2023. Αυτά τα στοιχεία δείχνουν ότι μόλις ξεκινάμε και ότι πρέπει να αναπτύξουμε μια εντελώς νέα αλυσίδα εφοδιασμού.
Χρειαζόμαστε νέες εταιρείες, νέους προμηθευτές και νέους κατασκευαστές για την ανάπτυξη υλικών και εξαρτημάτων για μεγαλύτερα και επόμενης γενιάς συστήματα ηλεκτρόλυσης. Αυτή είναι μια χρυσή ευκαιρία για την ολλανδική βιομηχανία υψηλής τεχνολογίας. Στόχος της Ευρωπαϊκής Ένωσης είναι να εγκαταστήσει 40 GW δυναμικότητας ηλεκτρόλυσης στην Ένωση έως το 2030 και άλλα 40 GW στη Βόρεια Αφρική. Η επίτευξη αυτού του στόχου θα απαιτήσει από εμάς να επιταχύνουμε τον ρυθμό τόσο της τεχνολογικής καινοτομίας όσο και των πραγματικών έργων.

Ποιες είναι οι μεγαλύτερες τεχνικές προκλήσεις που θέτει η ηλεκτρόλυση;
Όσον αφορά την ηλεκτρόλυση νερού, υπάρχουν επί του παρόντος τέσσερις διαθέσιμες τεχνολογίες (AEM, SOE, PEM και Alkaline), καθεμία με συγκεκριμένα πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και επίπεδο ωριμότητας. Ρίξτε μια ματιά στο βίντεό μας σχετικά με την παραγωγή υδρογόνου με χρήση ηλεκτρόλυσης (ανοίγει σε νέο παράθυρο ή καρτέλα) (αναφέρεται σε διαφορετικό ιστότοπο). Και για τις τέσσερις τεχνολογίες, οι τρεις κύριες ερευνητικές προκλήσεις είναι:
για τη μείωση των κεφαλαιουχικών δαπανών που συνδέονται με το σύστημα
για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας του συστήματος
να ξεπεραστούν τα εμπόδια στην παραγωγή μεγάλης κλίμακας, ώστε να μπορεί να επιτευχθεί ετήσια παγκόσμια δυναμικότητα παραγωγής ηλεκτρολύτη 30 GW έως το 2030.

Τα προϊόντα πωλούνται σε όλες τις περιοχές της Κίνας και εξάγονται σε χώρες σε όλο τον κόσμο. Έχουν πουληθεί σε περισσότερες από 20 χώρες και περιοχές, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών, της Γερμανίας, του Μαρόκου, της Κένυας, της Σαουδικής Αραβίας, του Βιετνάμ, της Αλγερίας, της Ινδίας, της Τανζανίας και της Ταϊβάν. Παρέχονται με επιτυχία γνωστές επιχειρήσεις όπως η China Aerospace, η PetroChina, η China Nuclear Group, η BYD, η Jiuli Specialty, η Tony Electronics, η Zheng Energy Group και άλλες γνωστές επιχειρήσεις. Υπάρχουν πολλοί σταθμοί υδρογόνωσης πράσινου υδρογόνου όπως οι Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming κ.λπ. παρέχουν έργα πρασίνου και παραγωγής υδρογόνου.