Điện tái tạo, điện phân, máy điện phân, tách nước, amoniac, thép, nhiên liệu vận chuyển, kho bãi và các ngành công nghiệp khó điện khí hóa
Hydro xanh
Hydro xanh là hydro được tạo ra bằng cách tách nước và điện từ các nguồn tái tạo như gió, mặt trời, thủy điện hoặc năng lượng địa nhiệt. Nó có thể giúp khử cacbon trong một số ứng dụng công nghiệp và giao thông ở những nơi khó điện khí hóa trực tiếp, nhưng nó tiêu tốn nhiều năng lượng, tốn kém và chỉ có lượng carbon thấp nếu chuỗi cung ứng và điện thực sự sạch.
Nó là gì
Hydro xanh là loại hydro được sản xuất với lượng phát thải khí nhà kính rất thấp, thường bằng cách sử dụng điện tái tạo để tách nước thành hydro và oxy. Thuật ngữ này là một phần của cách viết tắt về màu sắc, nhưng vấn đề thực sự là đo lượng khí thải trong quá trình cung cấp điện, thiết bị, sử dụng nước, vận chuyển, lưu trữ và sử dụng cuối cùng.
Cách thức hoạt động của điện phân
Điện phân truyền điện qua nước trong máy điện phân, tách các phân tử nước thành hydro và oxy. Các loại máy điện phân khác nhau bao gồm hệ thống kiềm, màng trao đổi proton và hệ thống oxit rắn. Mỗi loại có chi phí, vật liệu, hiệu suất, điều kiện vận hành và khả năng sử dụng năng lượng tái tạo khác nhau.
Tại sao hydro lại hữu ích
Hydro là chất mang năng lượng linh hoạt và là nguyên liệu hóa học. Nó có thể được đốt cháy, sử dụng trong pin nhiên liệu, phản ứng với nitơ để tạo ra amoniac, kết hợp với carbon thu được để tạo ra nhiên liệu tổng hợp hoặc được sử dụng để loại bỏ oxy khỏi quặng sắt. Giá trị của nó là lớn nhất ở những nơi mà riêng điện đã khó khăn về mặt kỹ thuật hoặc rất đắt tiền.
Nơi nó có thể phù hợp
Những ứng dụng đầy hứa hẹn bao gồm thay thế hydro hóa thạch trong amoniac và tinh chế, sản xuất thép phát thải thấp, sản xuất nhiên liệu vận chuyển, lưu trữ năng lượng trong thời gian dài và phục vụ một số quy trình công nghiệp nhiệt độ cao. Đối với ô tô, hệ thống sưởi ấm trong nhà và nhiều tòa nhà, điện khí hóa trực tiếp thường hiệu quả hơn so với việc tạo ra hydro trước tiên.
Hiệu quả và chi phí
Hydro xanh mất năng lượng ở mỗi bước: sản xuất điện, chạy điện phân, nén hoặc hóa lỏng hydro, vận chuyển, lưu trữ và chuyển đổi nó thành công năng hữu ích. Những tổn thất này không làm cho nó trở nên vô dụng nhưng có nghĩa là hydro xanh cần được sử dụng cẩn thận ở những nơi có đặc tính đặc biệt phù hợp với chi phí.
Nước và cơ sở hạ tầng
Điện phân cần nước sạch, nhưng nhu cầu nước thường nhỏ hơn thách thức về năng lượng. Cơ sở hạ tầng có thể khó khăn hơn: hydro có thể cần đường ống, hầm chứa, cơ sở cảng, nhà máy amoniac, hệ thống an toàn và tiêu chuẩn mới. Hydro nhỏ, dễ cháy và dễ rò rỉ nên vật liệu và việc giám sát rất quan trọng.
Thị trường và chính sách
Các dự án hydro xanh cần nguồn điện sạch, máy điện phân, người mua, tài chính, giấy phép và vận chuyển đáng tin cậy. Nhiều dự án được công bố đang gặp khó khăn vì nhu cầu không chắc chắn và hydro xanh vẫn đắt hơn hydro được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch. Chính sách có thể giúp tạo ra nhu cầu, tiêu chuẩn, hợp đồng và cơ sở hạ tầng.
Tại sao nó quan trọng
Hydro xanh rất quan trọng vì một số khí thải khó loại bỏ chỉ bằng pin hoặc dây điện. Nó có thể là cầu nối giữa điện sạch và hóa chất công nghiệp khó khăn. Nhưng nó nên được coi như một công cụ khan hiếm cho những công việc cụ thể, chứ không phải là sự thay thế phổ biến cho nhiên liệu hóa thạch hay một lý do để trì hoãn hiệu quả và điện khí hóa.