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, zastosowania zielonego wodoru obejmują magazynowanie energii, takie jak technologia ogniw paliwowych, i produkcję 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 napędzane gazem.
Technologia paliw alternatywnych
Wodór służy jako paliwo dla silnika spalinowego do zasilania samochodów osobowych, ciężarowych, autobusów i statków morskich lub generowania 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 mieszany na różnych poziomach z limitami od 10% do 50%, w zależności od surowca i sposobu produkcji paliwa. SAF ma potencjał, aby przekształcić się w paliwo uderzeniowe o niskiej emisji dwutlenku węgla do wykorzystania w technologiach napędowych, lotniczych i infrastrukturalnych przyszłości - ale technologia ta jest wciąż na wczesnym etapie.
Procesy przemysłowe
Wodór jest kluczowy w różnych procesach przemysłowych w przemyśle chemicznym. Niektóre procesy obejmują produkcję amoniaku i nawozów, rafinację ropy naftowej i produkcję paliw transportowych, produkcję amoniaku w przemyśle petrochemicznym, etylen i nawozy, produkcję odnawialnego oleju napędowego w przemyśle paliw czystych, zrównoważone paliwo lotnicze i E-metanol.
Zarządzanie temperaturą procesu dla zielonego wodoru
W instalacjach wodorowych etapy wytwarzania, przetwarzania, transportu lub magazynowania wymagają specjalnej konserwacji temperatury procesu lub ochrony przed zamarzaniem. Linie wodne do systemów parowych, systemów wody użytkowej i linii gazu procesowego wymagają ochrony przed zamarzaniem, podczas gdy przechowywanie soli i przewody solankowe muszą być utrzymywane w określonych temperaturach podczas całej produkcji.
Ponadto transport Green H2 wymaga przekształcenia wodoru w mniej lotny i mniej łatwopalny związek do transportu. Konwersja ta zazwyczaj obejmuje proces Habera-Bosch przekształcający H2 z azotem w zielony amoniak, a proces Fischera-Tropscha do konwersji H2 z co w płynne e-paliwa. Oba procesy są złożone i wymagają aplikacji utrzymania temperatury.
W przypadku stosowania w ogniwach paliwowych pojazdów wodór musi mieć bardzo wysoki poziom czystości, aby zmaksymalizować żywotność elektrolitu i katalizatorów. Przemysłowe urządzenia odtleniające i oczyszczające zapewniają do 99.9999% poziom czystości i są oparte na technologiach absorpcji ciśnienia lub temperatury, w tym wysokotemperaturowych izolowanych mineralnymi przewodami wodzenia ciepła.
Firma nVent jest przygotowana do wspierania ochrony przed zamarzaniem zielonego wodoru i możliwości utrzymania temperatury procesu za pomocą wysokotemperaturowych kabli wodorowych, w tym zaawansowanego sterowania i monitorowania oraz zarządzania projektami pod klucz w celu wdrożenia tych systemów śledzenia ciepła.