Водород Експлозивен гас како носител на енергија на идното знаење за БР
Кога гори, водородот практично не остава издувни гасови. Ова го прави гасот идеална замена за јаглен, нафта и природен гас во индустријата и транспортот. Германија треба да заземе водечка позиција во технологијата на водород.
Според волјата на големата коалиција, Германија треба да стане пример во целиот свет во користењето на нова водородна енергија пријатна за климата. За таа цел, Сојузниот кабинет донесе стратегија на 9 јуни 2020 година во Берлин, која обезбедува милијарди грантови, правно олеснување и специфични производствени цели.
Покрај тековните програми за финансирање, треба да се постигнат седум милијарди евра за да се обезбеди водород да се наметне на пазарот. Други две милијарди се наменети за меѓународни партнерства. Фокусот е ставен на таканаречениот зелен водород, кој се добива исклучиво од обновлива енергија.
Водородот како придонес кон енергетската транзиција
Водородот е интересен како енергетски носач затоа што гори без скоро никакви емисии. Сепак, потребно е многу енергија за да се раздели H2 молекулата. Покрај тоа, потребната инфраструктура за оваа технологија сè уште во голема мера недостасува. Правните прашања во врска со транспортот и складирањето на водород исто така треба да бидат разјаснети.
„На крајот на краиштата, зависи од социјалното прифаќање, технолошкиот напредок и економската ефикасност како ќе се израмнат електрани со гас, батерии, водород и можни други технологии.“
Томас Фриц, консултант во областа на снабдување со енергија
Водород во вселената
Без водород, летот во вселената би бил незамислив. Гасот е гориво на патувањето во вселената уште од 60-тите години на минатиот век. Потоа во 1970-тите и 1980-тите години, истражувачите започнаа да експериментираат со водород и ја развија идејата за „економија на водород“. Неговата цел беше да го развие водородот како енергетски носач со цел да стане независен од носачите на фосилни енергии јаглен и нафта.
Складирајте и пренесувајте електрична енергија
Соларен водороден систем во Горниот Пфалц
Визијата е да се генерира електрична енергија со соларни и ветерни централи, која потоа се користи за производство на водород. Гасот треба да овозможи складирање и транспорт на енергија и на тој начин да се снабдува и индустријата и потрошувачите на национално ниво.
Фановите се претвораат во критичари
Од почетокот, економијата на водород имаше и свои критичари - и не само тоа: Со текот на годините, многу навивачи станаа противник. Така беше случајот со Улф Босел, на пример. На почетокот, обучениот машински инженер градеше свои горивни ќелии од ентузијазам, но сега смета дека економичноста на водородот веќе не е добра идеја затоа што не решава никакви енергетски проблеми.
„Ако потоа ги анализирате и пресметате сите загуби, брзо доаѓате до заклучок зошто економијата на водород не постоела во минатото, зошто е тешко денес и зошто веројатно никогаш нема да дојде во иднина: тоа е во основа огромна игра на загуба на енергија. И немаме енергија да изгубиме, мора да видиме дека паметно ја користиме енергијата што ја добиваме “.
Улф Босел, швајцарски машински инженер и експерт за горивни ќелии
Водородот треба да се направи
Горивна ќелија за лаптопот може да работи со водород како гориво.
Водородот е компонента на вода и скоро на сите органски соединенија. Водородот е најчестиот хемиски елемент во универзумот и затоа е обилен. Сепак, има неповолност што се јавува само во врзана форма. За да може да се користи водород како носач на енергија, гасот прво мора да се добие од вода или метан. Ова се случува, на пример, преку електролиза: Во овој процес, електричната енергија се користи за одвојување на водата во нејзините составни делови, кислород и водород, а растечките гасови се зафаќаат.
Проблеми со производството на водород
Ако водородот се сретне со кислород, може да се развие експлозивна смеса. Други проблеми се во тоа што некои технологии на водородна економија работат со фосилни горива како што е природниот гас. Јаглерод диоксид може да се произведе за време на процесите на конверзија. Ова е начинот на кој еколошката суровина станува мал еколошки краен производ.
Каде што се користи водород
Воздухопловна
Цепелините се напојуваат со водород.
Водородот не само што напојува вселенски шатлови, туку и цепелини, на пример. Од падот на воздушниот брод Хинденбург во 1937 година, многу луѓе станаа непријатни со водородот поради неговата хемиска реактивност. Но, без оваа реактивност, водородот би бил бескорисен: не може да се претвори во електрична енергија и топлина со помош на горивна ќелија. Но, само со овие мали централи е можен затворен циклус на вода, со кој не се произведуваат штетни издувни гасови.
Автомобил I: автомобили со водород
Во Германија има само неколку станици за полнење со водород.
На крајот на седумдесеттите години од минатиот век, еден од првите автомобили со водород во Германија е изграден во Германскиот воздушен простор - со рака. Скоро сите поголеми производители на автомобили сега истражуваат погон на водород. Многумина сега развија мотори кои се напојуваат со електрична енергија од водород. Работи вака: Ако возачот забрза, горивната ќелија го претвора водородот во електрична енергија, која потоа се користи за возење електричен мотор. Наместо издувни гасови, капките вода се водат од издувната цевка во автомобилите со водород. Покрај тоа, батеријата се полни при сопирање - технологија од Формула 1. Доставува енергија за палење на моторот и за возење на кратки растојанија. Електричниот мотор обично се наоѓа под хаубата, горивната ќелија и резервоарите за водород во подот на возилото. Резервоарите се под висок притисок од околу 700 бари. Критичарите се жалат дека многу енергија се губи при полнење гориво со автомобили со водород. Исто така, во Германија досега има само неколку соодветни станици за полнење.
Авто II: електрични автомобили
Во моментов се тргува со електрични автомобили како алтернатива на автомобилите со водород. Со оваа технологија, заобиколувањето на производството на водород повеќе не е потребно и електричната енергија се полни директно во автомобилот - со батерија. Ова стана поефикасно и поевтино во последните неколку години, но електричните автомобили досега управуваа само на кратки растојанија. Ако батеријата е празна, таа мора да биде вклучена и не може да се користи најмалку три часа. Но, исто така можете да се полните во вашата гаража дома. Додека електричните автомобили се погодни само за релативно кратки растојанија и чинат значително повеќе од конвенционалните автомобили, автомобилите со водород можат да работат подолго, но им требаат специјални станици за полнење со водород и сè уште не се подготвени за сериско производство.
грејач
Грејачи на горивни ќелии што работат на водород беа тестирани на теренско испитување. Околу 100 домаќинства во Германија учествуваа на тестот. Условот за греење на водород е да имате приклучок за природен гас во куќата. Бидејќи наместо водород, природниот гас доаѓа низ цевките. Но, пред да може ова да се користи во горивната ќелија, прво треба да се претвори во водород, на пример со реформа на пареа. Водородот се распаѓа со помош на пареа. Сепак, ова создава јаглерод диоксид штетен за климата!
Греењето на горивните ќелии снабдува електрична енергија и топлина, но создава само 1,7 киловати при греење. Бидејќи тоа не е доволно за греење во зима, уредот содржи и конвенционален режач за природен гас со моќност од 20 киловати. Предност за сопствениците на куќи е сепак тоа што тие исто така можат да произведуваат електрична енергија со грејачот, што сè уште не е подготвено за сериско производство.
централа
Постои проблем со многу обновливи енергии: произведената електрична енергија не може да се чува долгорочно. Еден излез може да бидат хидроген хибридните централи во кои вишокот енергија треба да се складира во форма на водород. Доколку е потребно, водородот може да се претвори во електрична енергија. Доколку преовладува технологијата на водородни автомобили, водородот произведен во електраните може да се транспортира до бензински пумпи. Но, вистинската инфраструктура сè уште недостасува.
Еден недостаток на хидроген хибридните централи е тоа што тие се слабо ефикасни: енергијата прво мора да се искористи за производство на водород. Околу три четвртини од енергијата се губи од производство до потрошувачка.
Електрична енергија наместо економија на водород?
Алтернативните енергии треба да се напојуваат директно во електричната мрежа. Многу енергија се губи во производството на водород.
Енергетски експерти како Улф Босел гледаат заобиколен пат во економијата на водородот. Поради големите загуби на енергија во производството на водород, тие сугерираат дека е подобро веднаш да се префрлите на електрична енергија. Ако електричната мрежа беше проширена и автомобилите и електричните апарати беа опремени со батерии, повеќе енергија можеше да се складира директно во електричната мрежа и да се компензираат флуктуациите на напојувањето.
Водород во автомобилската индустрија
Во Германија има околу 100 јавни станици за полнење со водород.
Како енергетски носач, водородот се чини дека има иднина најверојатно во автомобилската индустрија. Сепак, мрежата на бензински пумпи за автомобили со водород во Германија сè уште не е проширена. Во споредба со конвенционалните електрични автомобили, автомобилите со горивни ќелии сè уште спијат. Денес транспортниот сектор има удел од 30 проценти во крајната потрошувачка на енергија и сè уште е 95 проценти базиран на фосилни горива. Постојаното преиспитување на мобилноста станува сè поитно во време на глобално затоплување. В.
Водород во производството на челик
Водородот може да го направи правењето челик поеколошки.
Употребата на водород во производството на челик нуди голем потенцијал. Според Германската агенција за енергетика, ова би заштедило околу 95% од емисиите на СО2 во споредба со конвенционалниот метод на високи печки. Со цел да се задоволи побарувачката за зелен водород, Германија ќе мора да се потпре на увозот од странство. Германија може да го најде она што го бараше, на пример, во Холандија, која сака да се етаблира како извозник на водород на светскиот пазар.