Zielone technologie wykorzystywane do wytwarzania wodoru na całym świecie
Według Urzędu Efektywności Energetycznej i Energii Odnawialnej wodór ma potencjał do znacznego zmniejszenia zanieczyszczenia powietrza w postaci gazów cieplarnianych. Jednak sposób produkcji paliwa wodorowego ma znaczenie dla jego wpływu na środowisko.
Niektóre metody produkcji wodoru są bardziej zrównoważone niż inne. Produkcja szarego wodoru wykorzystuje technologię reformowania metanu parowego (SMR) do wytwarzania wodoru z gazu ziemnego — procesu, który generuje duże ilości CO2.
Niebieski wodór wykorzystuje technologię wychwytywania i sekwestracji węgla do wychwytywania i przechowywania węgla wytwarzanego w reformacji metanu parowego. Z drugiej strony zielony wodór jest wytwarzany przez rozszczepianie cząsteczek wody na tlen i wodór poprzez elektrolizę przy użyciu odnawialnej energii elektrycznej do ekstrakcji wodoru z pary wodnej.
Chociaż dostępność energii odnawialnej jest czynnikiem ograniczającym ekspansję zielonego wodoru, wytwarza on zerową emisję CO2, co prowadzi do rosnącego zapotrzebowania na to źródło czystej energii. W nadchodzących latach możemy spodziewać się, że wodór będzie wykorzystywany w zielonych technologiach na całym świecie.
Zielone technologie wodorowe na całym świecie
Po wyprodukowaniu zielonego wodoru jego zastosowania obejmują magazynowanie energii, takie jak technologia ogniw paliwowych i produkcja paliw alternatywnych. Oto przykłady:
Technologia ogniw paliwowych
Wodór jest wykorzystywany do zasilania ogniw paliwowych, które wytwarzają energię elektryczną poprzez reakcję chemiczną między wodorem a tlenem. Technologia ta jest stosowana w pojazdach, systemach zasilania rezerwowego i przenośnych urządzeniach zasilających. Pojazdy napędzane ogniwami wodorowymi pokonują dłuższe odległości, zużywają mniej energii, emitują zero emisji i są bardziej wydajne niż pojazdy z silnikami spalinowymi.
Technologia paliw alternatywnych
Wodór służy jako paliwo do silników spalinowych napędzających samochody osobowe, pojazdy ciężarowe, autobusy i statki morskie lub do wytwarzania energii elektrycznej. Kiedy wodór jest spalany, jedynym produktem ubocznym jest para wodna, co czyni go czystym źródłem paliwa. Paliwo to może zmniejszyć emisję spalin pojazdów ciężkich.
Zrównoważone paliwo lotnicze (SAF), wytwarzane z surowców nienaftowych, jest paliwem alternatywnym, które zmniejsza emisje z transportu lotniczego. SAF służy obecnie jako paliwo typu drop-in, co oznacza, że jest mieszane na różnych poziomach z limitami od 10% do 50%, w zależności od surowca i sposobu produkcji paliwa. SAF ma potencjał, by przekształcić się w paliwo o niskim wpływie na emisję dwutlenku węgla do wykorzystania w technologiach napędowych, lotniczych i infrastrukturalnych przyszłości — technologia ta jest jednak wciąż na wczesnym etapie rozwoju.
Procesy przemysłowe
Wodór jest kluczowy w różnych procesach w przemyśle chemicznym. Niektóre procesy obejmują produkcję amoniaku i nawozów, rafinację ropy naftowej i produkcję paliw transportowych, produkcję amoniaku w przemyśle petrochemicznym, etylenu i nawozów, produkcję odnawialnego oleju napędowego w przemyśle czystych paliw, zrównoważonego paliwa lotniczego i E-metanolu.
Zarządzanie temperaturą procesu w przypadku zielonego wodoru
W instalacjach wodorowych etapy wytwarzania, przetwarzania, transportu lub magazynowania wymagają utrzymania określonej temperatury procesu lub ochrony przed zamarzaniem. Przewody wodne do systemów parowych, systemów wody użytkowej i przewodów gazu procesowego wymagają ochrony przed zamarzaniem, podczas gdy przewody do przechowywania soli i solanki należy utrzymywać w określonych temperaturach przez cały okres produkcji.
Ponadto transport zielonego wodoru wymaga przekształcenia wodoru w mniej lotny i mniej łatwopalny związek. Konwersja ta zazwyczaj obejmuje proces Habera-Boscha w celu przekształcenia wodoru z azotem w zielony amoniak oraz proces Fischera-Tropscha w celu przekształcenia wodoru z tlenkiem węgla w płynne e-paliwa. Oba procesy są złożone i wymagają aplikacji do utrzymywania temperatury.
Wodór stosowany w ogniwach paliwowych pojazdów musi mieć bardzo wysoki poziom czystości, aby zmaksymalizować żywotność elektrolitu i katalizatorów. Przemysłowe urządzenia odtleniające i oczyszczające zapewniają do 99,9999% poziomu czystości i są oparte na technologiach absorpcji ciśnienia lub temperatury, w tym wysokotemperaturowych przewodów grzejnych w izolacji mineralnej.
Firma nVent jest przygotowana do wspierania ochrony przed zamarzaniem zielonego wodoru i możliwości utrzymania temperatury procesu za pomocą wysokotemperaturowych przewodów grzejnych, w tym zaawansowanego sterowania i monitorowania oraz zarządzania projektami pod klucz w celu wdrożenia tych systemów ogrzewania elektrycznego.
Aby dowiedzieć się więcej na temat naszych zastosowań wodoru o znaczeniu krytycznym, odwiedź stronę https://www.nvent.com/raychem/hydrogen.