Vihreä vety on yksi energiasiirtymän suurista lupauksista, sillä se tarjoaa tavan varastoida ja käyttää energiaa ilman hiilidioksidipäästöjä. Tämän tyyppistä vetyä tuotetaan prosessilla, jota kutsutaan nimellä veden elektrolyysi, joka erottaa vedyn ja hapen käyttämällä sähköä, joka on tuotettu uusiutuvista lähteistä, kuten aurinko- ja tuulivoimasta. Edustaan huolimatta vihreä vety kohtaa joukon haasteita, jotka meidän on oltava tietoisia arvioidaksemme sen potentiaalia todellisena vaihtoehtona fossiiliset polttoaineet.
Tässä artikkelissa tutkimme vihreän vedyn kehitykseen vaikuttavia avainkysymyksiä sekä sen ominaisuuksia, etuja ja haittoja saadaksemme täydellisen kuvan siitä, mitä tämä tekniikka todella tarjoaa.
vihreän vedyn tuotanto
Vetyä ei yleensä esiinny luonnossa eristettynä, vaan se liittyy yleensä muihin molekyyleihin, kuten veteen. Elektrolyysissä käytämme sähkövirtaa vesimolekyylien hajottamiseksi (H2O) vedyksi (H2) ja happea (O2). Tämä prosessi on kestävä vain, jos käytetty sähkö tulee puhtaista lähteistä, kuten aurinko- tai tuulienergiasta. Tästä syystä tällä tekniikalla tuotettua vetyä kutsutaan vihreää vetyä.
Sitä vastoin suurin osa nykyään tuotetusta vedystä on peräisin fossiiliset polttoaineet, kuten maakaasu tai öljy. Tätä tyyppiä, joka tunnetaan nimellä harmaa vety, käytetään laajalti kemianteollisuudessa ja jalostamoissa. Sen tuotannossa syntyy kuitenkin suuria määriä hiilidioksidia (CO2), mikä tekee siitä kestämättömän ympäristön kannalta.
Vaikka vihreän vedyn tuotannossa on edistytty paljon, se on edelleen suhteellisen uusi tekniikka, eikä se ole kaukana skaalautuvasta. Maailmassa 99 % käytetystä vedystä tulee edelleen fossiilisista raaka-aineista, mikä johtaa 900 miljoonan tonnin hiilidioksidipäästöihin.2.
energia varasto
Yksi vihreän vedyn tärkeimmistä ominaisuuksista on sen kyky varastoida energiaa. Uusiutuvat energiat, kuten aurinko ja tuuli, ovat suuntavilkut, mikä tarkoittaa, että joskus ne tuottavat enemmän energiaa kuin voidaan kuluttaa ja toisinaan ne eivät tuota tarpeeksi.
Vety voi ratkaista tämän toimimalla akuna. Kun uusiutuvasta sähköstä on ylijäämää, sitä voidaan käyttää tuottamaan vetyä elektrolyysillä. Myöhemmin tätä vetyä voidaan käyttää polttoaineena moottoreissa, koneissa tai jopa raaka-aineena teollisissa prosesseissa. Tällä tavalla vihreä vety voi auttaa varastoimaan uusiutuvan energian ylijäämää ja käyttämään sitä silloin, kun uusiutuvia luonnonvaroja on vähän.
Sen lisäksi, että vihreä vety toimii energiaakkuna, se ei tuota kasvihuonekaasupäästöjä käytettynä, joten se on keskeinen elementti hiilenpoisto teollisuuden, liikenteen ja energian aloilla.
Vihreän vedyn ongelmat
Vihreän vedyn suurin haittapuoli on sen korkeat tuotantokustannukset. Vaikka vety on maailmankaikkeuden runsain alkuaine, sen saaminen vedestä on kallista elektrolyysin vaatiman energiankulutuksen vuoksi. Jopa uusiutuvista lähteistä tuotetulla sähköllä hinta pysyy korkeana.
Toinen vihreän vedyn kohtaama ongelma on alhainen energiatehokkuus nykyisistä tuotanto- ja kuljetusmenetelmistä. Tutkimusten mukaan noin 80 % vihreän vedyn tuotantoprosessissa käytetystä energiasta menee hukkaan. Tämä energiatehokkuus on suuri este sen laajamittaiselle käyttöönotolle.
Lisäksi vedyn kuljetus ja varastointi on myös monimutkaista. Tässä kaasussa on a alhainen energiatiheys verrattuna muihin polttoaineisiin, mikä tarkoittaa, että saman energiamäärän varastointi ja kuljettaminen vaatii paljon suurempia säiliöitä ja putkia. Se on myös erittäin syttyvää, mikä lisää turvallisuusriskejä.
Toinen tärkeä haaste on riski vuodot. Vetymolekyylit ovat äärimmäisen pieniä, paljon pienempiä kuin metaanissa tai maakaasussa olevat, mikä tekee niistä vaikeamman hillitä. Jos vetyä vuotaa ilmakehään, se voi vaikuttaa ilmastoon samalla tavalla kuin kasvihuonekaasut, koska se voi vaikuttaa metaanin ja muiden ilmakehän yhdisteiden tasoihin.
Kuinka paljon vedyn tuotanto maksaa?
Yksi merkittävimmistä esteistä vihreän vedyn leviämiselle on sen hinta. Tuoreen tutkimuksen mukaan vihreän vedyn tuotanto elektrolyysillä voi olla kannattavaa 3,23 eurosta kilolta uusiutuvia energialähteitä käytettäessä. Jotkut optimistiset ennusteet viittaavat siihen, että muutaman vuoden kuluttua kustannukset voisivat laskea 2,5 euroon kilolta.
Nämä luvut riippuvat kuitenkin suurelta osin useista tekijöistä, kuten sähkön hinnasta ja elektrolyysilaitteiden hinnasta, joka on toistaiseksi huomattava. Tällä hetkellä vihreän vedyn tuotanto on huomattavasti kalliimpaa kuin harmaan tai sinisen vedyn tuottaminen, minkä vuoksi monet teollisuudenalat jatkavat näiden vaihtoehtojen valitsemista.
El harmaa vety Se on yleisin ja halvin, mutta sen tuotantoon liittyy fossiilisten polttoaineiden polttamista, mikä tekee siitä ympäristön kannalta kestämättömän vaihtoehdon. Toisaalta, sininen vety, joka saadaan maakaasusta, mutta kerää ja varastoi CO2 päästöjä, se on vaihtoehto, joka vähentää päästöjä, vaikka se on silti vähemmän kestävää kuin vihreä vety.
Etu
Vihreällä vedyllä on useita ventajas avaimet, jotka tekevät siitä erittäin houkuttelevan vaihtoehdon vaikeasti sähköistettävien alojen hiilestä poistamiseen:
- päästöjen vähentäminen: Sen tuotanto ja käyttö eivät aiheuta saastuttavia tai kasvihuonekaasuja. Se on täysin puhdasta polttoainetta uusiutuvalla energialla saatuna.
- Energian varastointi: Toimii ratkaisuna varastoida ylimääräistä energiaa uusiutuvista lähteistä ja vapauttaa sitä kysynnän sitä vaatiessa laajentaen uusiutuvien energialähteiden kapasiteettia.
- Laajat sovellukset: Toimii polttoaineena liikenteessä, välittäjänä energiantuotannossa ja raaka-aineena kemianteollisuudessa.
- Teollisuuden alojen hiilidioksidipäästöt: Lentoliikenteen, meriliikenteen ja raskaan teollisuuden kaltaiset alat ovat riippuvaisia korkean energiatiheyden polttoaineista, joita vain vety voi tarjota.
Haitat
Vihreän vedyn eduista huolimatta meidän on myös otettava huomioon haitat se osoittaa:
- Korkeat tuotantokustannukset: Elektrolyysiprosessi on edelleen kallis, etenkin verrattuna harmaaseen vetyyn.
- Kuljetuksen ja varastoinnin vaikeus: Vety vaatii erityistä infrastruktuuria, jotta se voidaan varastoida ja kuljettaa turvallisesti, mikä lisää lisäkustannuksia.
- turvallisuusriskejä: Vety on erittäin syttyvää ja sen kuljettaminen voi aiheuttaa riskejä, jos sitä ei käsitellä oikein.
- Matala energiatehokkuus: Suuri osa vihreän vedyn tuotantoon investoidusta energiasta menetetään tuotanto- ja kuljetusprosesseissa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että vihreä vety edustaa yhtä lupaavimmista teknologioista energian siirtymiseen ja alojen hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen, joilla ei ole selkeää vaihtoehtoa suoran sähköistyksen kautta. Sen menestys riippuu kuitenkin suurelta osin sen tuotantokustannusten alentamisesta, tehokkuuden parantamisesta ja varastointiin ja kuljetukseen tarvittavan infrastruktuurin kehittämisestä.