Grønt hydrogen er et av de store løftene til energiomstillingen, siden det tilbyr en måte å lagre og bruke energi uten karbonutslipp. Denne typen hydrogen produseres gjennom en prosess som kalles vannelektrolyse, som skiller hydrogen og oksygen ved hjelp av elektrisitet generert av fornybare kilder som sol og vind. Til tross for fordelene, står grønt hydrogen overfor en rekke utfordringer som vi må være klar over for å vurdere potensialet som et reelt alternativ til fossilt brensel.
I denne artikkelen utforsker vi nøkkelproblemene som påvirker utviklingen av grønt hydrogen, sammen med dets funksjoner, fordeler og ulemper, for å få en fullstendig oversikt over hva denne teknologien egentlig tilbyr.
grønn hydrogenproduksjon
Hydrogen finnes vanligvis ikke isolert i naturen, men er vanligvis assosiert med andre molekyler, for eksempel vann. I elektrolyse bruker vi en elektrisk strøm for å bryte ned vannmolekyler (H2O) til hydrogen (H2) og oksygen (O2). Denne prosessen er bare bærekraftig hvis elektrisiteten som brukes kommer fra rene kilder, som sol- eller vindenergi. Derfor kalles hydrogenet som produseres ved denne teknikken grønt hydrogen.
Derimot kommer det meste av hydrogenet som produseres i dag fra fossilt brensel, for eksempel naturgass eller olje. Denne typen, kjent som grå hydrogen, er mye brukt i kjemisk industri og raffinerier. Imidlertid genererer produksjonen store mengder karbondioksid (CO2), noe som gjør det uholdbart fra et miljøsynspunkt.
Selv om det er gjort store fremskritt i produksjonen av grønt hydrogen, er det fortsatt en relativt ny teknologi og er langt fra skalerbar. I verden kommer fortsatt 99 % av hydrogenet som brukes fra fossile råvarer, noe som resulterer i årlige globale utslipp på 900 millioner tonn COXNUMX.2.
energilagring
En av de viktigste egenskapene til grønt hydrogen er dens evne til å lagre energi. Fornybare energier, som sol og vind, er det blinker, som betyr at noen ganger genererer de mer energi enn det som kan forbrukes, og andre ganger genererer de ikke nok.
Hydrogen kan løse dette ved å fungere som en akkumulator. Når det er overskudd av fornybar elektrisitet, kan den brukes til å produsere hydrogen gjennom elektrolyse. Deretter kan dette hydrogenet brukes som drivstoff i motorer, maskiner eller til og med som råstoff i industrielle prosesser. På denne måten kan grønt hydrogen bidra til å lagre overskudd av fornybar energi og bruke den når fornybare ressurser er knappe.
I tillegg til å fungere som en energiakkumulator, produserer ikke grønt hydrogen klimagassutslipp når det brukes, noe som gjør det til et nøkkelelement for avkarbonisering industri-, transport- og energisektorene.
Grønt hydrogenproblemer
Den største ulempen med grønt hydrogen er dens høye produksjonskostnad. Selv om hydrogen er det mest tallrike grunnstoffet i universet, er prosessen med å få det fra vann kostbar på grunn av energiforbruket som kreves av elektrolyse. Selv med elektrisitet fra fornybare kilder forblir kostnadene høye.
Et annet problem som grønt hydrogen står overfor er lav energieffektivitet av dagens produksjons- og transportmetoder. Ifølge studier går omtrent 80 % av energien som brukes i produksjonsprosessen for grønt hydrogen tapt. Denne energiineffektiviteten representerer en stor barriere for bruk i stor skala.
I tillegg er transport og lagring av hydrogen også komplisert. Denne gassen har en lav energitetthet sammenlignet med andre drivstoff, noe som betyr at lagring og transport av samme mengde energi krever mye større tanker og rørledninger. Det er også svært brannfarlig, noe som øker sikkerhetsrisikoen.
En annen viktig utfordring er risikoen for lekkasjer. Hydrogenmolekyler er ekstremt små, mye mindre enn de i metan eller naturgass, noe som gjør dem vanskeligere å inneholde. Hvis hydrogen lekker ut i atmosfæren, kan det påvirke klimaet på samme måte som klimagasser, da det kan påvirke nivåene av metan og andre atmosfæriske forbindelser.
Hvor mye koster det å produsere hydrogen?
En av de mest bemerkelsesverdige barrierene for utvidelse av grønt hydrogen er kostnadene. En fersk studie anslår at produksjon av grønt hydrogen gjennom elektrolyse kan være lønnsomt fra €3,23 per kilo hvis fornybare energikilder brukes. Noen optimistiske prognoser tyder på at kostnadene i løpet av få år kan reduseres til €2,5 per kilo.
Imidlertid avhenger disse tallene i stor grad av flere faktorer, som strømprisen og kostnadene for elektrolysatorer, som foreløpig er betydelige. Foreløpig er det betydelig dyrere å produsere grønt hydrogen enn å produsere grått eller blått hydrogen, noe som får mange industrier til å fortsette å velge disse alternativene.
El grå hydrogen Det er det vanligste og billigste, men produksjonen innebærer forbrenning av fossilt brensel, noe som gjør det til et miljømessig uholdbart alternativ. På den annen side blått hydrogen, som er hentet fra naturgass, men fanger og lagrer CO2 slippes ut, er det et alternativ som reduserer utslippene, selv om det fortsatt er mindre bærekraftig enn grønt hydrogen.
Advantage
Grønt hydrogen har flere nytte nøkkel som gjør det til et veldig attraktivt alternativ å dekarbonisere sektorer som er vanskelige å elektrifisere:
- utslippsreduksjon: Produksjonen og bruken avgir ikke forurensende eller klimagasser. Det er et helt rent drivstoff når det oppnås gjennom fornybar energi.
- Energilagring: Fungerer som en løsning for å lagre overflødig energi fra fornybare kilder og frigjøre den når etterspørselen krever det, og utvide kapasiteten til fornybar energi.
- Brede applikasjoner: Det fungerer som drivstoff i transport, som mellomledd i energiproduksjon og som råstoff i kjemisk industri.
- Dekarbonisering av industrisektorer: Sektorer som lufttransport, sjøtransport og tungindustri er avhengig av drivstoff med høy energitetthet som bare hydrogen kan tilby.
Ulemper
Til tross for fordelene med grønt hydrogen, må vi også ta hensyn til ulemper som viser:
- Høy produksjonskostnad: Elektrolyseprosessen er fortsatt dyr, spesielt sammenlignet med grå hydrogen.
- Vanskeligheter med transport og lagring: Hydrogen krever at spesifikk infrastruktur lagres og transporteres trygt, noe som gir ekstra kostnader.
- sikkerhetsrisikoer: Hydrogen er svært brannfarlig og transporten kan utgjøre en risiko hvis den ikke håndteres riktig.
- Lav energieffektivitet: En stor del av energien som investeres i produksjon av grønt hydrogen går tapt i produksjons- og transportprosessene.
Oppsummert representerer grønt hydrogen en av de mest lovende teknologiene for energiomstillingen og avkarboniseringen av sektorer som ikke har et klart alternativ gjennom direkte elektrifisering. Imidlertid vil suksessen i stor grad avhenge av å redusere produksjonskostnadene, forbedre effektiviteten og utvikle den nødvendige infrastrukturen for lagring og transport.