Wodór jako paliwo: niezbędny składnik do osiągnięcia zerowej emisji.

Jako europejski lider w dziedzinie usług technicznych dla rozwiązań odpowiedzialnej mobilności, TSG umożliwia tworzenie bardziej zrównoważonego świata gdzie ogromne znaczenie ma rozwój energii odnawialnej.

Mówiąc o narzędziach potrzebnych do osiągnięcia zeroemisyjności (co musi zostać osiągnięte w 2050 r.), nie ma wątpliwości, że wodór odegra tu kluczową rolę. Przez najbliższe lata elektryfikacja będzie prowadzić do dekarbonizacji świata, którą TSG wspiera naszymi rozwiązaniami z gałęzi TSG Charge. W dłuższej perspektywie istnieje ogromny potencjał prawdziwej rewolucji wodorowej, która odegrałaby dużą rolę w społeczeństwie pozbawionym emisyjności. W tym artykule wyjaśniamy, jak działa paliwo wodorowe, jakie są zalety i jakie wygląda aktualnie branża wodorowa.

Co to jest wodór?

Wodór jest nośnikiem energii, a nie samym źródłem energii. Nośniki energii umożliwiają transport energii w formie użytkowej z jednego miejsca do drugiego. Wodór, podobnie jak elektryczność, jest nośnikiem energii, który musi być wytwarzany z innej substancji. Wodór można wytwarzać z różnych zasobów takich jak: gaz ziemny, biomasa i energia odnawialna jak energia słoneczna i wiatrowa. Najpopularniejszymi metodami są: reforming gazu ziemnego (proces termiczny) oraz elektroliza wody. Inne metody obejmują procesy napędzane energią słoneczną i biologiczną.

1. Reforming gazu ziemnego:
Technologia ta polega na reakcji metanu z wodą w celu uzyskania gazu syntezowego zawierającego wodór. Jest to technologia stosowana głównie w przemysłowej produkcji wodoru. Źródłem jest gaz ziemny lub biogaz.

Ta technologia emituje CO2. Wykorzystanie źródeł odnawialnych, takich jak biomasa, biogaz (z biomasy lub odpadów) lub połączenie z technologiami wychwytywania i składowania CO2 może poprawić ślad węglowy produkcji.

2. Elektroliza wody
Technologia ta polega na oddzieleniu składników cząsteczki wody (H2O), która składa się z dwóch atomów wodoru (H) i jednego atomu tlenu (O). Źródłem jest woda, która pod wpływem działania prądu elektrycznego przez dwie elektrody, dysocjuje na tlen i wodór. Prąd elektryczny dysocjuje cząsteczkę wody, tworząc diwodór (H2) i ditlen (O2). Sama elektroliza nie uwalnia CO2.

Jeżeli wykorzystywana energia elektryczna jest wytwarzana ze źródeł, które nie emitują CO2 (energia odnawialna, np. energia słoneczna), wodór będzie produkowany bez emisji gazów cieplarnianych. Elektroliza zasilana energią elektryczną ze źródeł odnawialnych jest zatem bardziej ekologiczną technologią, znaną również jako Green Hydrogen.

Różne kolory wodoru

Wiele sposobów tworzenia wodoru skutkuje wieloma rodzajami lub „kolorami” wodoru. Poniżej znajduje się przegląd różnych rodzajów wodoru

Hydrogen_colour_tableŻródło grafiki: Global Energy Infrastructure 

 

Jakie są korzyści z używania wodoru jako paliwa?

Stosowanie wodoru jako paliwa ma wiele zalet. Najważniejsze z nich to:

1. Jedyną emisją jest woda
Jedną z zalet pojazdów wodorowych jest to, że jedyną emisją wydostającą się z rury wydechowej jest czysta woda pitna. Oznacza to, że dopóki energia wykorzystywana do produkcji wodoru jest zrównoważona, wodór może być prawdziwie ekologicznym paliwem, znanym również jako „zielony wodór”.

2. Gęstość energetyczna
Kolejną przewagą wodoru nad akumulatorami jest to, że jest bardziej gęsty energetycznie, co oznacza, że w przypadku systemu magazynowania pod bardzo wysokim ciśnieniem zajmuje on znacznie miejsca, aby pojazd mógł przejechać dowolną odległość.

3. Szybsze tankowanie
Trzecią zaletą jest to, że zatankowanie samochodu wodorowego zajmuje znacznie mniej czasu niż ładowanie pojazdu elektrycznego.

4. Przechowywanie nadwyżek
Wodór umożliwia magazynowanie wytworzonej nadwyżki energii.

Ciągły rozwój rozwiązań wodorowych

Ile energii faktycznie potrzeba do wytworzenia wodoru? Obecnie energia włożona do jej wytworzenia jest znacznie wyższa niż energia wyjściowa. Ma to związek z faktem, że proces elektrolizy wody jest bardzo energochłonny w porównaniu z pozyskiwaniem energii. Ta materia jest następnie ponownie przekształcana w prąd, który wymaga większej liczby etapów i przekształceń w porównaniu z litem.
Rynek wodoru wciąż bardzo się rozwija, a nowe pomysły i koncepcje powstają w celu rozwiązania bieżących problemów. Innowacją na rynku wodoru jest wodór w postaci skroplonej. Wodór transportowany i magazynowany na stacjach wodorowych ma zwykle postać gazową. Obecnie niektóre stacje wodorowe są już zaopatrywane w płynną formę wodoru o nazwie LH2. LH2 pozwala na wyższą produktywność i jest mniej ryzykowny w transporcie. Ta płynna technologia może być rozwiązaniem problemu dziennego zużycia, które znacznie wzrośnie w nadchodzących latach. LH2 jest wciąż na stosunkowo wczesnym etapie rozwoju.

Wodór jest szczególnie interesujący dla przemysłu transportu ciężkiego

Biorąc pod uwagę wszystkie te zalety i obawy, paliwo wodorowe staje się szczególnie atrakcyjne dla sektora transportu ciężkiego, ponieważ obejmuje on dużą liczbę pojazdów, które muszą pokonywać znacznie większe odległości. W szczególności, gdy ograniczenia logistyczne są silne (duży przebieg, wymagana duża ładowność i ograniczony czas ładowania), wodór jest najodpowiedniejszym rozwiązaniem o zerowej emisji spalin.

Ciężarówki na wodór będą miały charakterystykę operacyjną zbliżoną do oleju napędowego. Pierwsze modele eksperymentalne mogą przejechać od 400 do 800 km między dwoma ładowaniami, a modele zaproponowane w drugiej połowie dekady powinny przekraczać 1000 km autonomii, pozwalając na taką samą częstotliwość uzupełniania paliwa, jak konwencjonalne modele termiczne. Ponadto czas potrzebny na ładowanie może być również porównywalny z czasem ładowania pojazdów spalinowych, przy czym obecnie czas ładowania szacuje się zwykle na mniej niż 30 minut, a potencjalnie na około 10 minut w nadchodzących latach.

Przejście tego sektora na stosowanie wyłącznie paliwa wodorowego miałoby ogromny wpływ na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla na świecie.

Przyszłość wymaga odpowiedniej infrastruktury stacji wodoru

Jednak podobnie jak w przypadku pojazdów elektrycznych w Europie, aby wodór stał się standardowym paliwem w branży transportowej, cena paliwa i pojazdu wodorowego musi być przystępna. Ale co ważniejsze, potrzebna jest odpowiednia infrastruktura stacji wodorowych, aby zatankować pojazd i kontynuować podróż w trasie.

Poniższy wykres, który pochodzi z Hydrogen Roadmap Komisji Europejskiej (2017), podsumowuje rosnące perspektywy liczby stacji H2 (=HRS).

Dopasowane rozwiązania wodorowe z gazem TSG

TSG uczestniczy w rozwoju europejskiej sieci infrastruktury wodorowej, oferując swoje know-how w zakresie usług technicznych dla rozwiązań odpowiedzialnej mobilności. Dzięki gazowi TSG firma TSG realizuje czystą i wydajną alternatywę dla tradycyjnych paliw. Dostarczamy szyte na miarę rozwiązania wodorowe, w tym projektowanie, instalację i konserwację Twojej instalacji wodorowej. Więcej informacji o naszych usługach?

You are using an outdated browser . Please upgrade your browser to improve your experience.

To upgrade your browser we refer you to:

browsehappy.com Close