Hidrogen hijau adalah salah satu janji hebat peralihan tenaga, kerana ia menawarkan cara untuk menyimpan dan menggunakan tenaga tanpa pelepasan karbon. Hidrogen jenis ini dihasilkan melalui proses yang dipanggil elektrolisis air, yang memisahkan hidrogen dan oksigen menggunakan tenaga elektrik yang dijana oleh sumber boleh diperbaharui seperti solar dan angin. Di sebalik kebaikannya, hidrogen hijau menghadapi beberapa siri cabaran yang mesti kita sedari untuk menilai potensinya sebagai alternatif sebenar kepada bahan api fosil.
Dalam artikel ini, kami meneroka isu utama yang mempengaruhi pembangunan hidrogen hijau, bersama dengan ciri, kelebihan dan kelemahannya, untuk mendapatkan pandangan lengkap tentang perkara yang sebenarnya ditawarkan oleh teknologi ini.
pengeluaran hidrogen hijau
Hidrogen biasanya tidak dijumpai secara berasingan di alam semula jadi, tetapi biasanya dikaitkan dengan molekul lain, seperti air. Dalam elektrolisis, kita menggunakan arus elektrik untuk memecahkan molekul air (H2O) kepada hidrogen (H2) dan oksigen (O2). Proses ini hanya mampan jika tenaga elektrik yang digunakan datang daripada sumber yang bersih, seperti tenaga suria atau angin. Oleh itu hidrogen yang dihasilkan oleh teknik ini dipanggil hidrogen hijau.
Sebaliknya, kebanyakan hidrogen yang dihasilkan hari ini berasal dari bahan api fosil, seperti gas asli atau minyak. Jenis ini, yang dikenali sebagai hidrogen kelabu, digunakan secara meluas dalam industri kimia dan kilang penapisan. Walau bagaimanapun, pengeluarannya menghasilkan sejumlah besar karbon dioksida (CO2), yang menjadikannya tidak mampan dari sudut persekitaran.
Walaupun banyak kemajuan telah dicapai dalam pengeluaran hidrogen hijau, ia masih merupakan teknologi yang agak baru dan jauh daripada boleh berskala. Di dunia, 99% daripada hidrogen yang digunakan masih berasal daripada bahan mentah fosil, mengakibatkan pelepasan global tahunan sebanyak 900 juta tan CO.2.
simpanan tenaga
Salah satu ciri terpenting hidrogen hijau ialah keupayaannya untuk menyimpan tenaga. Tenaga boleh diperbaharui, seperti solar dan angin, adalah isyarat belok, yang bermaksud bahawa kadangkala mereka menjana lebih banyak tenaga daripada yang boleh digunakan dan pada masa lain mereka tidak menjana cukup.
Hidrogen boleh menyelesaikannya dengan bertindak sebagai akumulator. Apabila terdapat lebihan elektrik boleh diperbaharui, ia boleh digunakan untuk menghasilkan hidrogen melalui elektrolisis. Seterusnya, hidrogen ini boleh digunakan sebagai bahan api dalam enjin, jentera atau pun sebagai bahan mentah dalam proses perindustrian. Dengan cara ini, hidrogen hijau boleh membantu menyimpan lebihan tenaga boleh diperbaharui dan menggunakannya apabila sumber boleh diperbaharui adalah terhad.
Selain bertindak sebagai penumpuk tenaga, hidrogen hijau tidak menghasilkan pelepasan gas rumah hijau apabila digunakan, menjadikannya elemen utama untuk penyahkarbonan sektor perindustrian, pengangkutan dan tenaga.
Masalah hidrogen hijau
Kelemahan utama hidrogen hijau ialah kos pengeluarannya yang tinggi. Walaupun hidrogen adalah unsur yang paling banyak di alam semesta, proses mendapatkannya daripada air adalah mahal kerana penggunaan tenaga yang diperlukan oleh elektrolisis. Walaupun dengan elektrik daripada sumber boleh diperbaharui, kosnya tetap tinggi.
Satu lagi masalah yang dihadapi oleh hidrogen hijau ialah kecekapan tenaga yang rendah kaedah pengeluaran dan pengangkutan semasa. Menurut kajian, kira-kira 80% tenaga yang digunakan dalam proses pengeluaran hidrogen hijau hilang. Ketidakcekapan tenaga ini merupakan halangan besar kepada penggunaannya secara besar-besaran.
Di samping itu, pengangkutan dan penyimpanan hidrogen juga rumit. Gas ini mempunyai a ketumpatan tenaga rendah berbanding dengan bahan api lain, yang bermaksud bahawa menyimpan dan mengangkut jumlah tenaga yang sama memerlukan tangki dan saluran paip yang lebih besar. Ia juga sangat mudah terbakar, yang meningkatkan risiko keselamatan.
Satu lagi cabaran penting ialah risiko melarikan diri. Molekul hidrogen adalah sangat kecil, jauh lebih kecil daripada molekul metana atau gas asli, menjadikannya lebih sukar untuk dibendung. Jika hidrogen bocor ke atmosfera, ia boleh menjejaskan iklim dengan cara yang sama seperti gas rumah hijau, kerana ia boleh mempengaruhi tahap metana dan sebatian atmosfera lain.
Berapakah kos untuk menghasilkan hidrogen?
Salah satu halangan yang paling ketara kepada pengembangan hidrogen hijau ialah kosnya. Satu kajian baru-baru ini menganggarkan bahawa pengeluaran hidrogen hijau melalui elektrolisis boleh menguntungkan daripada €3,23 sekilogram jika sumber tenaga boleh diperbaharui digunakan. Beberapa ramalan optimistik mencadangkan bahawa dalam beberapa tahun kos boleh dikurangkan kepada €2,5 sekilogram.
Walau bagaimanapun, angka-angka ini sebahagian besarnya bergantung kepada beberapa faktor, seperti harga elektrik dan kos elektrolisis, yang buat masa ini masih agak besar. Pada masa ini, menghasilkan hidrogen hijau jauh lebih mahal daripada menghasilkan hidrogen kelabu atau biru, menyebabkan banyak industri terus memilih alternatif ini.
El hidrogen kelabu Ia adalah yang paling biasa dan paling murah, tetapi pengeluarannya melibatkan pembakaran bahan api fosil, menjadikannya pilihan yang tidak mampan terhadap alam sekitar. Sebaliknya, pihak hidrogen biru, yang diperoleh daripada gas asli tetapi menangkap dan menyimpan CO2 dipancarkan, ia adalah pilihan yang mengurangkan pelepasan, walaupun ia masih kurang mampan daripada hidrogen hijau.
kelebihan
Hidrogen hijau mempunyai beberapa kelebihan kunci yang menjadikannya alternatif yang sangat menarik untuk menyahkarbonkan sektor yang sukar untuk dielektrik:
- pengurangan pelepasan: Pengeluaran dan penggunaannya tidak mengeluarkan gas pencemar atau rumah hijau. Ia adalah bahan api yang bersih sepenuhnya apabila diperoleh melalui tenaga boleh diperbaharui.
- Penyimpanan tenaga: Bertindak sebagai penyelesaian untuk menyimpan lebihan tenaga daripada sumber boleh diperbaharui dan melepaskannya apabila permintaan menuntutnya, mengembangkan kapasiti tenaga boleh diperbaharui.
- Aplikasi yang luas: Ia berfungsi sebagai bahan api dalam pengangkutan, sebagai perantara dalam penjanaan tenaga dan sebagai bahan mentah dalam industri kimia.
- Penyahkarbonan sektor perindustrian: Sektor seperti pengangkutan udara, pengangkutan maritim dan industri berat bergantung kepada bahan api berketumpatan tenaga tinggi yang hanya boleh ditawarkan oleh hidrogen.
kelemahan
Walaupun kelebihan hidrogen hijau, kita juga mesti mengambil kira kekurangan yang menunjukkan:
- Kos pengeluaran yang tinggi: Proses elektrolisis kekal mahal, terutamanya berbanding hidrogen kelabu.
- Kesukaran pengangkutan dan penyimpanan: Hidrogen memerlukan infrastruktur khusus untuk disimpan dan diangkut dengan selamat, yang menambah kos tambahan.
- risiko keselamatan: Hidrogen sangat mudah terbakar dan pengangkutannya boleh menimbulkan risiko jika tidak dikendalikan dengan betul.
- Kecekapan tenaga yang rendah: Sebahagian besar tenaga yang dilaburkan dalam pengeluaran hidrogen hijau hilang dalam proses pengeluaran dan pengangkutan.
Ringkasnya, hidrogen hijau mewakili salah satu teknologi yang paling menjanjikan untuk peralihan tenaga dan penyahkarbonan sektor yang tidak mempunyai alternatif yang jelas melalui elektrifikasi langsung. Walau bagaimanapun, kejayaannya akan bergantung pada pengurangan kos pengeluarannya, meningkatkan kecekapannya dan membangunkan infrastruktur yang diperlukan untuk penyimpanan dan pengangkutannya.