Водневий електролізер: забезпечення палива нашого енергетичного майбутнього

• Автор:
• ім'я автора

  Quantumrun Foresight
• Січень 31, 2022

Короткий огляд

Водневі електролізери, пристрої, які використовують електрику для розщеплення води на водень і кисень, стають ключовими гравцями в енергетичному секторі. Перетворюючи надлишок відновлюваної енергії на водень, ці електролізери вирішують проблему зберігання та транспортування енергії, а також мають потенціал для значного скорочення викидів парникових газів. Більш широкі наслідки цієї технології включають нові можливості роботи, зменшення залежності від викопного палива, економічне зростання та зміни в поведінці споживачів.

Контекст водневого електролізера

Водневий електролізер — це пристрій, який використовує електрику для розщеплення води на водень і кисень за допомогою системи, відомої як електроліз. У процесі утворюється газоподібний водень, а решта кисню виділяється в навколишнє середовище або збирається та зберігається для забезпечення інших промислових операцій або медичних газів. Оскільки водень є енергоносієм, його можна використовувати для живлення будь-яких електричних пристроїв на водневих паливних елементах, таких як вантажівки, поїзди, автобуси або центри обробки даних, і його можна зберігати у вигляді стисненого газу або зрідженого.

Електролізер у своїй основній формі складається з анода (позитивний заряд), катода (негативний заряд) і мембрани. У систему також входять насоси, вентиляційні отвори, накопичувальні ємності, джерело живлення, сепаратор та інші компоненти. Електроліз води - це електрохімічний процес, який відбувається всередині клітинних елементів. Електрика доставляється через протонообмінну мембрану (PEM) до анода та катода, змушуючи воду розщеплюватись на молекули, що входять до її складу. 

Електролізери поділяються на три типи: з протонообмінною мембраною (PEM), лужні та твердооксидні. Залежно від матеріалу електроліту ці різні електролізери працюють дещо по-різному. Як лужні електролізери, так і електролізери PEM можуть виробляти водень на місці та за потребою, водень під тиском і водень без вуглецю. Розробка більш дешевих і ефективніших електролізерів забезпечить зростання використання екологічно чистого водню, перетворивши його на найбільш економічно ефективний варіант постачання чистого водню для багатьох нових сфер застосування.

Руйнівний вплив

Оскільки відновлювані джерела енергії, такі як вітер і сонячна енергія, стають все більш поширеними, проблема зберігання та транспортування цієї енергії стає все більш критичною. Вирішити це питання пропонують водневі електролізери. Перетворюючи надлишкову відновлювану енергію на водень, цю енергію можна зберігати для подальшого використання або транспортувати в місця, де вона потрібна, ефективно вирішуючи проблему переривчастості, пов’язану з відновлюваними джерелами енергії.

Крім того, використання водневих електролізерів може призвести до значного скорочення викидів парникових газів. В даний час велика частина водню виробляється з викопного палива, в результаті якого в атмосферу виділяється вуглекислий газ. Однак, якщо електроенергія, яка використовується в процесі електролізу, отримується з відновлюваних джерел енергії, отриманий водень практично не містить вуглецю. Цей «зелений водень» міг би замінити використання викопного палива в різних секторах, включаючи транспорт і промисловість.

Нарешті, широке впровадження водневих електролізерів могло б стимулювати економічне зростання та створення робочих місць. Розробка та виробництво електролізерів, а також інфраструктура, необхідна для зберігання та розповсюдження водню, можуть дати значний поштовх економіці. Крім того, використання водню як носія енергії може призвести до розвитку нових галузей промисловості та технологій, таких як транспортні засоби та прилади, що працюють на водні. 

Наслідки водневих електролізерів: 

Більш широкі наслідки використання водневих електролізерів можуть включати:

• Нові можливості у виробництві відновлюваної енергії, транспортуванні водню та розвитку інфраструктури.
• Зменшення залежності від викопного палива призводить до значного зменшення шкідливих викидів і сприяє чистішому повітрю та здоров’ю громад.
• Економічне зростання для місцевої економіки, особливо у сільській місцевості чи віддалених районах, де можна створити потужності з виробництва водню.
• Змінена геополітична динаміка, оскільки країни, багаті на відновлювані джерела енергії, можуть стати основними експортерами зеленого водню.
• Прискорення розгортання вітрових і сонячних енергетичних установок.
• Підвищена стійкість електромережі, що зменшує вплив відключень електроенергії та сприяє стабільнішому енергопостачанню.
• Зміни в освітніх і навчальних програмах із більшим акцентом на навичках, необхідних для роботи в секторах водню та відновлюваної енергетики.
• Зміни в поведінці споживачів із більшим прийняттям і впровадженням транспортних засобів і приладів, що працюють на водні.
• Більша нерівність у доходах, якщо вигоди та витрати від цього переходу не розподіляються рівномірно, що потребує політики для забезпечення справедливого переходу для всіх.

Питання для розгляду

• Як ви думаєте, чи можна вчасно створити достатній запас зеленого водню, щоб вплинути на зміну клімату?
• Беручи до уваги витрати та небезпеки виробництва та розповсюдження водню, чи вірите ви, що водень може стати енергоносієм майбутнього?