Зелений водень – це, власне, водень. Називається так дещо образно “зеленим”, позаяк може виступати як посередник, теплоносій між екологчіними способами виробітку енергії та споживачами.
Методи виробництва водню
Піроліз метану
Ця система виробництва екологічно чистого водню складається із спалювання суміші CO (монооксид вуглецю) і H2 (водень) у контакті з вугіллям або іншою біомасою. Метан використовується тому, що він є основним компонентом природного газу, а його комбінація атомів проста (CH4), тому водень легше видобувається. Дійсно, реакція цього процесу відкидає CO2 у твердому стані. Таким чином, вилучення H2 стає легким.
Електроліз води
Мета електролізу води полягає в тому, щоб розділити молекулу води (H20) для вилучення атомів водню та кисню. Це рішення, безсумнівно, є найбільш використовуваним, оскільки воно не призводить до викидів CO2. У результаті реакції відторгається лише кисень у формі води.
Однак електроліз працює за допомогою електрики, що робить його дуже дорогим. Крім того, будівництво електролізної установки також є дуже дорогим. Для того, щоб цей метод був прибутковим, необхідно було б використовувати електроенергію з низьким вмістом вуглецю, яка постачалася б за рахунок відновлюваних джерел енергії, таких як атомна, вітрова або сонячна батареї. Відсутність цих відновлюваних джерел енергії є перешкодою для будівництва багатьох електролізерів і, отже, для виробництва зеленого водню.
Паровий риформінг природного газу
Паровий риформінг природного газу — це хімічна реакція метану з водою з отриманням суміші, що містить CO2. Завдяки цьому процесу вуглекислий газ може виробляти декарбонізований водень.
Переваги зеленого водню
- Зелений водень можна використовувати водень для декарбонізації деяких галузей промисловості, зберігання електроенергії або живлення транспорту.
- Водень має великий потенціал для сприяння скороченню викидів парникових газів (ПГ).
- Абсолютно чистий, водень не виділяє CO2 і дуже легкий. У разі масового виробництва він бере участь у зменшенні глобального потепління і, отже, є головним гравцем у переході енергії.
Обмеження використання зеленого водню
- Зберігання водню є справжньою перешкодою для його використання. Він має високу масивну щільність енергії, але малий об’єм, оскільки він дуже легкий. Вихід полягає в тому, щоб зробити його рідким для стиснення при низькій температурі -253°C (4 л H2 = 1 л бензину).
- Масове виробництво водню з низьким вмістом вуглецю необхідне для реальних позитивних змін клімату. Навпаки, виробництво зеленого водню в невеликих кількостях породжує глобальне потепління.
- Зелений водень коштує багато, тому що він залежить від електроенергії, вартість якої сьогодні дуже висока. Також необхідно знизити витрати на відновлювані джерела енергії, які є основною основою для виробництва зеленого водню, а також електролізери та паливні елементи.
- Розгортання такої зеленої енергії також потребує величезної інфраструктури, яка повинна мати потужність виробництва на основі відновлюваних джерел енергії, транспортну мережу для її розподілу та різноманітні місця зберігання.
Застосування зеленого водню
Транспорт
Легкові та вантажні автомобілі
Автомобіль на водні, що працює на електролізі з відновлюваних джерел енергії, викидає лише 15 тонн CO2 у порівнянні з 45 тоннами дизельного автомобіля. Це рішення зменшило б викиди вуглецю на 74% порівняно з термічним транспортним засобом.
Найбільш придатнолю системою для водневого двигуна є використання паливних елементів. Легший за батареї та ефективніший, він також ідеально підходить для навколишнього середовища. Дійсно, клітини працюють шляхом поєднання водню, наявного в двигуні, з киснем у повітрі. Ця реакція виробляє електроенергію, яка живить двигун автомобіля. Єдиним відходом є чиста вода.
Велика різниця між електричними та водневими автомобілями полягає в автономності. У той час як водневий автомобіль може проїхати до 600 км і швидко заряджатися, електромобіль заряджається повільніше.
Потяги
В Німеччині з 2022 року запущено в експлуатацію водневий потяг.
Літаки
Airbus планє будувати водневі літаки.
Зберігання електроенергії
Якщо водень перетворюється на метан, він має здатність накопичувати велику кількість енергії.