ไฟฟ้าหมุนเวียน อิเล็กโทรไลซิส อิเล็กโทรไลเซอร์ การแยกน้ำ แอมโมเนีย เหล็ก เชื้อเพลิงในการขนส่ง การจัดเก็บ และอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานไฟฟ้ายาก
ไฮโดรเจนสีเขียว
ไฮโดรเจนสีเขียวคือไฮโดรเจนที่เกิดจากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจากแหล่งหมุนเวียน เช่น ลม แสงอาทิตย์ พลังงานน้ำ หรือพลังงานความร้อนใต้พิภพ สามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนเพื่อใช้ในภาคอุตสาหกรรมและการขนส่งบางประเภทในกรณีที่การใช้ไฟฟ้าโดยตรงเป็นเรื่องยาก แต่ต้องใช้พลังงานมาก มีค่าใช้จ่ายสูง และคาร์บอนต่ำเท่านั้น หากไฟฟ้าและห่วงโซ่อุปทานสะอาดอย่างแท้จริง
มันคืออะไร
ไฮโดรเจนสีเขียวคือไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นโดยมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่ำมาก โดยปกติแล้วจะใช้ไฟฟ้าหมุนเวียนเพื่อแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน คำนี้เป็นส่วนหนึ่งของการจดชวเลขสี แต่ปัญหาที่แท้จริงคือการวัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากแหล่งจ่ายไฟฟ้า อุปกรณ์ การใช้น้ำ การขนส่ง การจัดเก็บ และการใช้งานขั้นสุดท้าย
อิเล็กโทรไลซิสทำงานอย่างไร
อิเล็กโทรไลซิสส่งกระแสไฟฟ้าผ่านน้ำในอิเล็กโทรไลเซอร์ โดยแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน อิเล็กโทรไลเซอร์ประเภทต่างๆ ได้แก่ อัลคาไลน์ เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน และระบบโซลิดออกไซด์ แต่ละแห่งมีราคา วัสดุ ประสิทธิภาพ สภาพการดำเนินงาน และความสามารถในการติดตามพลังงานทดแทนที่เปลี่ยนแปลงได้ที่แตกต่างกัน
ทำไมไฮโดรเจนจึงมีประโยชน์
ไฮโดรเจนเป็นตัวพาพลังงานที่ยืดหยุ่นและเป็นวัตถุดิบตั้งต้นทางเคมี สามารถเผาไหม้ ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิง ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนเพื่อสร้างแอมโมเนีย รวมกับคาร์บอนที่จับได้เพื่อสร้างเชื้อเพลิงสังเคราะห์ หรือใช้เพื่อกำจัดออกซิเจนออกจากแร่เหล็ก มูลค่าของมันมีค่ามากที่สุดในกรณีที่ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวเป็นเรื่องยากในทางเทคนิคหรือมีราคาแพงมาก
มันจะพอดีตรงไหน.
การใช้งานที่น่าหวัง ได้แก่ การแทนที่ไฮโดรเจนฟอสซิลในแอมโมเนียและการกลั่น การทำเหล็กที่ปล่อยก๊าซต่ำ การผลิตเชื้อเพลิงในการขนส่ง การจัดเก็บพลังงานเป็นเวลานาน และการให้บริการกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูง สำหรับรถยนต์ เครื่องทำความร้อนภายในบ้าน และอาคารจำนวนมาก การใช้พลังงานไฟฟ้าโดยตรงมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการผลิตไฮโดรเจนก่อน
ประสิทธิภาพและต้นทุน
ไฮโดรเจนสีเขียวสูญเสียพลังงานในแต่ละขั้นตอน เช่น การผลิตไฟฟ้า การดำเนินอิเล็กโทรลิซิส การบีบอัดหรือทำให้ไฮโดรเจนกลายเป็นของเหลว การขนส่ง การเก็บรักษา และการแปลงกลับเป็นงานที่มีประโยชน์ การสูญเสียเหล่านี้ไม่ได้ทำให้ไร้ประโยชน์ แต่หมายความว่าควรใช้ไฮโดรเจนสีเขียวอย่างระมัดระวัง โดยที่คุณสมบัติพิเศษของไฮโดรเจนจะช่วยลดต้นทุนได้
น้ำและโครงสร้างพื้นฐาน
กระแสไฟฟ้าต้องการน้ำสะอาด แต่ความต้องการน้ำมักจะน้อยกว่าความท้าทายด้านพลังงาน โครงสร้างพื้นฐานอาจทำได้ยากขึ้น: ไฮโดรเจนอาจต้องใช้ท่อ ถ้ำจัดเก็บ สิ่งอำนวยความสะดวกของท่าเรือ โรงผลิตแอมโมเนีย ระบบความปลอดภัย และมาตรฐานใหม่ ไฮโดรเจนมีขนาดเล็ก ติดไฟได้ และรั่วไหลได้ง่าย ดังนั้นวัสดุและการตรวจสอบจึงมีความสำคัญ
ตลาดและนโยบาย
โครงการไฮโดรเจนสีเขียวต้องการไฟฟ้าสะอาด เครื่องอิเล็กโตรไลเซอร์ ผู้ซื้อ การเงิน ใบอนุญาต และการขนส่งที่เชื่อถือได้ โครงการต่างๆ ที่ประกาศออกมาประสบปัญหาเนื่องจากความต้องการไม่แน่นอน และไฮโดรเจนสีเขียวยังคงมีราคาแพงกว่าไฮโดรเจนที่ทำจากเชื้อเพลิงฟอสซิล นโยบายสามารถช่วยสร้างความต้องการ มาตรฐาน สัญญา และโครงสร้างพื้นฐานได้
ทำไมมันถึงสำคัญ
ไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีความสำคัญเนื่องจากการปล่อยก๊าซบางส่วนนั้นกำจัดได้ยากด้วยแบตเตอรี่หรือสายไฟเพียงอย่างเดียว อาจเป็นสะพานเชื่อมระหว่างไฟฟ้าสะอาดและเคมีอุตสาหกรรมที่ยากลำบาก แต่ควรถือเป็นเครื่องมือที่หายากสำหรับงานเฉพาะ ไม่ใช่การทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เป็นสากล หรือเหตุผลในการชะลอประสิทธิภาพและการใช้พลังงานไฟฟ้า