Energia wodorowa jest bardzo wszechstronna, ponieważ może być wykorzystywana w postaci gazu lub cieczy, może być przekształcana w energię elektryczną lub paliwo. Każdego roku na świecie produkuje się już około 70 milionów ton metrycznych wodoru, który jest wykorzystywany w rafinacji ropy naftowej, produkcji amoniaku, produkcji stali, chemikaliów i nawozów, przetwórstwie żywności, metalurgii i wielu innych.
W wielu dziedzinach zielony wodór może zastąpić paliwa kopalne i stać się kluczowym elementem transformacji energetycznej. Obniżenie kosztów jego produkcji przy użyciu energii odnawialnej, wraz z dążeniem do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, dały bezprecedensowy impuls czystemu wodorowi. Wodór będzie odgrywał kluczową rolę w dekarbonizacji różnych sektorów, takich jak przemysł, transport czy magazynowanie energii.
Magazynowanie energii i transport to jedne z najbardziej obiecujących zastosowań wodoru. Zbiorniki na sprężony wodór mogą magazynować energię przez długi czas, są również lżejsze i łatwiejsze w obsłudze niż akumulatory litowo-jonowe. Ze względu na swoją efektywność energetyczną wodorowe ogniwo paliwowe jest dwa do trzech razy bardziej wydajne niż silnik spalinowy zasilany gazem, a czas tankowania pojazdu elektrycznego z ogniwami paliwowymi wynosi średnio mniej niż cztery minuty. Chociaż konkurencję nadal wygrywają tradycyjne akumulatory, to niektórzy producenci (zwłaszcza Japonia) rozwijają modele ogniw paliwowych, a wyniki są coraz bardziej obiecujące. Samochody napędzane tą czystą energią mają zbiornik na wodór, który łączy się z ogniwem paliwowym, w którym wytwarzana jest energia elektryczna napędzająca silnik. Pojazdy elektryczne na ogniwa paliwowe (FCEV) oznaczają rewolucję w sektorze energetyki i transportu w kierunku wykorzystania paliwa o neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla śladzie węglowym. Obecnie stanowią one jedynie 0,5% sprzedaży nowych pojazdów niskoemisyjnych. Jednak, jak stwierdziła Międzynarodowa Agencja Energii, rynek FCEV zaczyna się rozwijać. Hyundai ogłosił, że do 2030 r. wyprodukuje 500 000 pojazdów wodorowych, Paryż rozpoczął rozwój floty taksówek, które jeżdżą na tym paliwie, a w kilku europejskich miastach pojazdy do zbiórki odpadów są już napędzane tą technologią.
Zielony wodór będzie również kluczowy dla pojazdów górniczych, pociągów, samolotów, ciężarówek, autobusów, a nawet transportu morskiego. Ma także umożliwić magazynowanie energii z farm wiatrowych i fotowoltaicznych. Ponieważ ogniwa paliwowe mogą funkcjonować niezależnie od sieci i pracować jako samodzielne generatory energii elektrycznej lub ciepła znajdują zastosowanie w strefach katastrof
Współcześnie wodór jest wykorzystywany głównie w dwóch sektorach: – w przemyśle chemicznym do produkcji amoniaku i nawozów oraz w przemyśle petrochemicznym do produkcji produktów naftowych. Coraz częściej zaczyna być stosowany w przemyśle stalowym, sektorze, który w Europie znajduje się pod znaczną presją ze względu na jego negatywny wpływ na środowisko. Dzięki zastosowaniu wodoru istnieje możliwość zmiany niektórych procesów przemysłowych tak, aby były mniej agresywne dla środowiska.
Dekarbonizacja systemów ogrzewania jest głównym wyzwaniem w krajach, które obecnie wykorzystują do tego gaz ziemny. Jedną z natychmiastowych, choć częściowych, odpowiedzi na problem jest zmieszanie zielonego wodoru z gazem ziemnym. Jest to jednak opłacalne tylko w miejscach, gdzie ceny gazu ziemnego są stosunkowo wysokie, na przykład w Europie.
Zmieszanie do 20 procent wodoru (w przeliczeniu na objętość) prawdopodobnie będzie wykonalne w przypadku zastosowań związanych z gazem ziemnym, chociaż nie wszystkie systemy rurociągów gazu ziemnego są zbudowane z materiałów, które mogą wytrzymać takie stężenie – twierdzą naukowcy NREL
Wodór ma prawie trzy razy więcej energii niż paliwa kopalne, a szczególną zaletą ekologicznego wodoru jest to, że można go wytwarzać wszędzie tam, gdzie jest woda i elektryczność. Zielony wodór bez wątpienia odgrywa wiodącą rolę w procesie dekarbonizacji gospodarki, jednak nadal istnieją wyzwania związane z koniecznością obniżenia kosztów produkcji i optymalizacją przechowywania zielonego wodoru.
Źródła
[1] What is green hydrogen used for?, Sustainability for all.
[2] Hidrogeno verde, wwwrenovablesverdes.com
[3] Why We Need Green Hydrogen, Renee Cho, Columbia Climate School
[4] Hydrogen’s Expanding Role in the Energy System, Mark Ruth, Bryan Pivovar, Josh Eichman
[5] 5 Early Applications for Green Hydrogen, www.greentechmedia.com
