Hidrogén energia

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. április 14-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 45 szerkesztést igényelnek .

A hidrogénenergia egy olyan energiaág , amely a hidrogén töltési, szállítási, energiatermelési és -fogyasztási eszközként való felhasználásán alapul. A hidrogént választják a földfelszínen és az űrben leggyakrabban előforduló elemnek, a hidrogén égéshője maximális, az oxigénben égéstermék pedig a víz (amely a hidrogénenergia körforgásába is bekerül). A hidrogénenergia alternatív energiát jelent .

A hidrogéntermelés globális szerkezete három fő forrásra oszlik: 18%-a szénfeldolgozásból származik , 4,3%-át megújuló energiaforrásokból (RES) , főként vízelektrolízisből nyert "zöld" hidrogén biztosítja . Végül a túlnyomó mennyiség - és ez 78% - a földgáz és az olaj feldolgozása [1] .

Hidrogéntermelés

A fosszilis nyersanyagokból történő hidrogéntermelés jelenleg gazdaságilag a legéletképesebb . Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiákkal nyert hidrogén révén csökkenthető az ipari ágazatok szén-dioxid-kibocsátása, ehhez lehetőség nyílik a szén-dioxid leválasztására és tárolására, valamint a víz elektrolízisére szolgáló technológiák alkalmazására, „elsősorban az energia felhasználásával”. nukleáris, víz-, szél- és napenergia-létesítmények.
A hidrogén színfokozata az előállítás módjától és a szénlábnyomtól, vagyis a káros kibocsátások mennyiségétől függ [2] :

A "zöld" hidrogén ára körülbelül 10 dollár kilogrammonként (ami a Nemzeti Energiabiztonsági Alap vezetője szerint "teljesen veszteséges"); A "kék" és a "sárga" hidrogén többször olcsóbb, mint a "zöld" - kilogrammonként 2 dollártól.

Jelenleg számos módszer létezik a hidrogén ipari előállítására : hulladékból, etanolból, kohászati ​​salakból [3] , biomasszából [4] és más technológiákat fejlesztettek ki hidrogén előállítására.

Földgáz/metán gőzreformálása

Földgáz / metán gőzreformálása – 2015-től az Egyesült Államokban az összes hidrogén körülbelül 90-95%-át ezzel a módszerrel állítják elő [5] . A 700-1000 °C hőmérsékletű vízgőzt metánnal keverik össze nyomás alatt katalizátor jelenlétében . Az eljárás költsége 2-5 dollár kilogrammonként hidrogén.

Széngázosítás _

A hidrogén előállításának legrégebbi módja. A szenet vízgőzzel hevítik 800-1300 °C hőmérsékleten levegő nélkül . Az első gázgenerátort Nagy-Britanniában építették a XIX. század 40 -es éveiben. Az eljárás költsége 2-2,5 dollár kilogrammonként hidrogén.

Az atomenergia felhasználása

Az atomenergia felhasználása hidrogén előállítására különféle folyamatokban lehetséges[ pontosítás ] : vegyszer, víz elektrolízis, magas hőmérsékletű elektrolízis. Az eljárás költsége 2,33 dollár kilogrammonként hidrogén.

Víz elektrolízise

A fordított reakció az üzemanyagcellában megy végbe . Az eljárás költsége 6-7 dollár kilogrammonként hidrogén.

Hidrogén biomasszából

A biomasszából származó hidrogént termokémiai vagy biokémiai módszerekkel állítják elő. A termokémiai módszerben a biomasszát oxigénhez való hozzáférés nélkül 500–800 °C-ra melegítik (fahulladék esetében), ami jóval alacsonyabb, mint a szénelgázosítási folyamat hőmérséklete. A folyamat során H 2 , CO és CH 4 szabadul fel .

Az eljárás költsége 5-7 dollár kilogrammonként hidrogén.

A nitrogénkötés biokémiai folyamatában a hidrogént különféle baktériumok , például a Rodobacter speriodok termelik .

Termelési és szállítási infrastruktúra

A hidrogén árának csökkentése a hidrogén szállítására és tárolására szolgáló infrastruktúra kiépítésében lehetséges. Az Egyesült Államokban 750 kilométeren, Európában pedig 1500 kilométeren üzemelnek hidrogéncsővezeték - rendszerek. A csővezetékek 10-20 bar nyomáson működnek , 25-30 cm átmérőjű acélcsövekből készülnek.

A német Ruhr térségében üzemel a legrégebbi hidrogénvezeték : a vezeték 210 kilométer hosszan 18 hidrogéntermelőt és -fogyasztót köt össze; a vezeték több mint 50 éve működik. A leghosszabb, 400 kilométer hosszú vezeték Franciaország és Belgium között húzódik .

Kisebb módosításokkal a hidrogén a meglévő földgázvezetékeken keresztül szállítható (lásd például az Északi Áramlatot ).

A hidrogént jelenleg elsősorban a benzin és az ammónia előállítására szolgáló technológiai eljárásokban használják .

Alkalmazások

Kis helyhez kötött alkalmazások

Elektromos és hőenergia előállítása 0,75 kW és 10 kW közötti teljesítményű üzemanyagcellákban .

Az otthoni energiaállomások 0,75-1 kW teljesítményűek, napi 8 órán át villamos energiát, valamint a nap 24 órájában hőt és meleg vizet termelnek. Az 5 kW teljesítményű berendezéseket több nyaralóra tervezték. Gyakran csak elektromos áram előállítására használják őket.

A kislakásos kombinált (villany + hő) berendezések népszerűsége annak köszönhető, hogy nagy hatásfokkal, alacsony CO 2 -kibocsátásukkal rendelkeznek , és könnyen beépíthetők a meglévő infrastruktúrába. Egy ilyen erőmű a háztartási kazánhoz hasonló méretű, és földgázzal is üzemelhet .

2005 -ben több mint 900 új kis helyhez kötött hidrogénerőművet telepítettek világszerte (30%-kal több, mint 2004 -ben ). 2006- ban mintegy 1500 új kiserőművet telepítettek világszerte. 2006 végén körülbelül 5000 kis helyhez kötött hidrogénerőmű működött világszerte .

Technológia

Két technológia dominál: a PEM (protoncsere) és a SOFC (szilárd oxid). 2005-ben az üzemek mintegy 75%-át PEM technológiával, mintegy 25%-át SOFC-technológiával gyártották.

kilátások

2006-ban, akárcsak 2005-ben, a legtöbb kisméretű alkalmazást Japánban telepítették . A japán NEF (New Energy Foundation) bejelentette, hogy elindít egy többéves demonstrációs projektet a kis helyhez kötött üzemanyagcellák használatára. 6400 üzemanyagcella telepítését támogatják . 2005-ben Japánban egy 1 kW-os háztartási hidrogénállomás ára 10 millió ¥ (körülbelül 87 000 USD) volt, a telepítési munkák pedig további 1 millió ¥-be kerültek. 2008 közepéig körülbelül 3000 hidrogénüzemanyagcellás otthoni erőművet telepítettek Japánban, és ezek költsége 2 millió jenre (körülbelül 19 000 dollárra) csökkent [6] .

Cégek - a fő gyártók:

Vállalat Ország Technológia Telepítési teljesítmény
Ballard Power Systems Kanada PEMFC 1 kW.
Akumentika USA SOFC 2-10 kW
Kerámia üzemanyagcellák Ausztrália – Egyesült Királyság SOFC 1 kW. Teljes hatékonyság több mint 80%
Cosmo olaj Japán PEMFC 0,7 kW
Európai üzemanyagcellák Németország PEMFC 1,5 kW
Üzemanyagcellás technológiák USA SOFC 5 kW.
Hitachi Zosen Japán - 10 kW-tól több száz kW-ig. Hatékonyság 86%
Idatech USA - 3-15 kW. UPS ipari, távközlési, elektronikus alkalmazásokhoz.
Idemitsu Kosan Japán - 1-5 kW
Kyocera Japán SOFC 1 kW
Mitsubishi Heavy Industries Japán PEMFC 10 kW
Nippon Oil Corporation Japán Ebara Ballard technológiák 1-6-10kW. Évente 100 000 háztartási rendszert tervez eladni 2013-ig
dugja be az áramot USA] PEMFC 5 kW
Sanyo Electric Japán PEMFC 1 kW. A hő- és villamosenergia-termelés összhatékonysága 92%.
Shanghai Shen Li Kína PEMFC 3-10 kW
Sharp Corporation Japán PEMFC 10 kW. Hibrid rendszerek fotovoltaikus cellákkal kombinálva
A Toyota Motor Corporation és Aishin Seiki Japán PEMFC, SOFC 2006- ban megkezdődött több, 1 kW teljesítményű egység tesztelése. Hatékonyság 90%. A SOFC-berendezések teljesítménye 0,7 kW [7] .
Panasonic (Matsushita Electric Industrial Co) Japán PEMFC 0,5-1 kW. 2020-ig évi 700 000 darab eladását tervezi. [nyolc]
InEnergy Oroszország SOFC, PEMFC 0,5-10 kW

satöbbi.

Helyhez kötött alkalmazások

Elektromos és hőenergia előállítása 10 kW-nál nagyobb teljesítményű üzemanyagcellákban .

2006 végéig több mint 800, 10 kW-nál nagyobb teljesítményű, helyhez kötött üzemanyagcellás erőművet telepítettek világszerte. Teljes kapacitásuk körülbelül 100 MW. 2006-ban több mint 50 blokk épült, amelyek összteljesítménye meghaladja a 18 MW-ot.

Technológia

2005-ben a Melt Carbonate Fuel Cells (MCFC) volt a vezető új létesítmény. Az új létesítmények számát tekintve a második helyen a foszfáttechnológiák (PAFC) álltak. A protoncsere- technológiát (PMFC) főként 10 kW-ig terjedő erőművekben és autóipari alkalmazásokban alkalmazták.

Fűtés

Fűtési rendszerekben földgáz helyett hagyományos hidrogén elégetése is lehetséges. Így a brit Leeds városában a Northern Gas Networks energiavállalat azt tervezte, hogy a fűtést teljesen földgázról, metánról hidrogénre állítja át az egész városban.

Hibrid berendezések: üzemanyagcella/gázturbina.

A hatékonyság növelése, az energiaköltségek csökkentése és a hőenergia hasznosítása érdekében az üzemanyagcellákat és a gázturbinákat kombináló berendezéseket alkalmaznak .

A FuelCell Energy (USA) kifejlesztette a SOFC üzemanyagcella és gázturbina hibrid változatát. Ebben a sémában az üzemanyagcella az energia 4/5-ét, a turbina a többit hőenergiából állítja elő. Ennek a rendszernek a hatékonysága megközelíti a 70%-ot. Egy 40 MW-os erőművet tesztelnek, amely 10 üzemanyagcellából és egy 10 MW-os turbinából áll.

Finanszírozás

2005-ben elfogadták az Egyesült Államok energiatörvényét , amely 30%-os beruházási adójóváírást ír elő 1000 USD-ig minden kW beépített kapacitásig. Ezeket 2006. január 1. és 2008. január 1. között adják ki. Japánban és Dél-Koreában nem konkrét projekteket támogatnak, hanem az üzemanyagcellák által termelt villamos energia költségét 0,015-0,02 dollár/ kWh összegben .

A cégek a fő termelők

Vállalat Ország Technológia Növényi erő
Ansaldo Fuel Cells Olaszország MCFC 500 kW - 5MW
Üzemanyagcellás energia USA MCFC 250 kW - 1MW
GenCell USA MCFC 40-100 kW
Ishikawajima-Harima Heavy Industries Japán MCFC 300 kW - 1 MW
MTU CFC megoldások Németország MCFC 200 kW - 3 MW
Fuji Electric Japán PAFC 100 kW - 1 MW
Koreai gáz Korea PAFC 40 kW
UTC üzemanyagcellák USA PAFC , MCFC , PEMFC 200 kW, szállítási alkalmazások
Ballard Power Systems Kanada PEMFC 1-250 kW
General Motors USA PEMFC 75-300 kW
Hidrogenika Kanada PEMFC 7-65 kW
J Erő Japán SOFC hármas rendszereket fejleszt: üzemanyagcellákat, gázturbinákat és gőzturbinákat
Mitsubishi anyagok Japán SOFC 10 kW
Mitsubishi Heavy Industries Japán SOFC , PEMFC 200 kW. Egy 700 MW -os SOFC háromciklusú erőmű is fejlesztés alatt áll
Rolls-Royce Group plc Nagy-Britannia SOFC 80 kW
Siemens AG áramtermelés Németország SOFC 125 kW
Ztek USA SOFC 25 kW - 1 MW
Cummins áramtermelés USA SOFC 3 kW [9] .
InEnergy Oroszország SOFC, PEMFC 1-100 kW

Használat a közlekedésben

Elektromos energia előállítása személygépkocsikhoz , vízi közlekedéshez stb. [10] A hidrogén-infrastruktúra hiánya az egyik fő akadálya a hidrogénszállítás fejlődésének az üzemanyag és a motorok magas költsége után.

Hidrogén járműinfrastruktúra

2008 végéig 2000 hidrogéntöltő állomás működött világszerte. A 2004-2005 között épült töltőállomások teljes számának mindössze 8%-a üzemel folyékony hidrogénnel , a többi gáznemű hidrogénnel.

Ország 1995-2006 2005-ben újonnan épült 2006-ban újonnan épült
Észak Amerika 46% 65% 59%
Japán tizennégy % tizenöt % 7%
Németország 13 % 0 7%
Európa többi része tizennégy % tizenöt % 0
Más országok 13 % 5 % 27%

Asztal. Hidrogéntöltő állomások a világ régiói szerint

Tervezett kivitelezés

A General Motors bejelentette , hogy 12 000 hidrogéntöltő állomás építését tervezi az Egyesült Államok városaiban és a főbb autópályák mentén. A cég 12 milliárd dollárra becsüli a projekt költségét.

A probléma megoldása lehet a hidrogén felhasználása üzemanyagként a belső égésű motorokhoz , vagy az üzemanyag és a hidrogén keveréke, például a HCNG . 2006 januárjában a Mazda megkezdte a Mazda RX-8 kettős üzemanyaggal működő forgómotor értékesítését, amely benzint és hidrogént is fogyaszt.

2006 júliusában a berlini BVG (Berliner Verkehrsbetriebe) közlekedési vállalat bejelentette , hogy 2009 -ig 250 darab hidrogénüzemű belsőégésű motorú MAN buszt vásárol, amely a cég járműparkjának 20%-át teszi ki.

2006-ban a Ford Motor Company hidrogénnel üzemelő belső égésű motorral szerelt buszokat kezdett el gyártani.

A cégek a fő szereplők

Hidrogén gyártók:

A brit BP kulcsszerepet játszik a hidrogén demonstrációs projektekben világszerte.

Közlekedési alkalmazások

Gépjármű szállítás

2006-ban mintegy 100 új üzemanyagcellás járművet, buszt, motorkerékpárt stb. helyeztek üzembe .

Az autóipari alkalmazásokban a PEM technológiák dominálnak. 2005-ben csak egy PAFC üzemanyagcellás autót gyártottak – a többit PEM technológiával.

A fejlesztőknek sikerült csökkenteniük az autóipari hidrogén-üzemanyagcellák költségét a 2002-es 275 dollár/kW-ról 110 dollár/kW-ra 2005-re. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma ( DoE ) 2020-ra 30 dollár/kW-ra tervezi csökkenteni a költségeket. Az olyan cégek azonban, mint a Ford és a Renault , bejelentették, hogy már nem dolgoznak az autók üzemanyagcelláin. A General Motors csökkentette a finanszírozást ezen a területen. A nagyvállalatok munkája alapvetően az elektromos járművek fejlesztésére irányul , beleértve az integrált üzemanyagcellás járműveket is [12] .

Az autógyártók tervei

Vállalat Ország év autók száma terveket
Daimler Németország 2009 200 darab 2010 elején [13] a Mercedes B-osztály gyártásának kezdete [14]
Ford USA 2015 - kereskedelmi felkészültség
GM USA 2012 - kereskedelmi felkészültség [15]
GM USA 2025 - tömeges piacra
Honda Japán 2008 - A Honda FCX értékesítésének megkezdése Kaliforniában
Honda Japán 2010 12000 ( USA -ban ) a gyártás kezdete
Honda Japán 2020 50 000 ( USA ) Termelés
Hyundai Motor Korea 2012 - az értékesítés kezdete [16]
Toyota Japán 2015 - az értékesítés kezdete [17]
fiat Olaszország 2020-2025 - teljes kereskedelmi forgalomba hozatal
SAIC Kína 2010 1000 kereskedelmi felkészültség
sanghaj vw Kína – Németország 2010 - a Lingyu gyártás kezdete [18]

2006 márciusában a német HyWays Archival 2006. április 2-i példánya a Wayback Machine projektről előrejelzéseket tett közzé a hidrogénüzemű járművek európai piacra való behatolására vonatkozóan.

Forgatókönyv 2020 2030 2040 2050
magas penetráció 3,3% 23,7% 54,4% 74,5%
Alacsony penetráció 0,7% 7,6% 22,6% 40,0%

Táblázat: a hidrogénüzemű járművek európai piacra jutásának előrejelzése az összes jármű %-ában.

Légi közlekedés

A Boeing Corporation előrejelzése szerint az üzemanyagcellák fokozatosan felváltják a segéderőműveket a repülésben . Képesek lesznek elektromos áramot termelni, amikor a repülőgép a földön van, és szünetmentes tápegységként szolgálhatnak a levegőben. A Boeing 7E7 új generációjára 2008 -tól fokozatosan telepítik az üzemanyagcellákat .

Vasúti közlekedés

Ezek az alkalmazások nagy teljesítményt igényelnek, és az erőmű méretének nincs jelentősége.

A Railway Research Institute of Technology ( Japán ) 2010 -re egy hidrogén üzemanyagcellás szerelvény üzembe helyezését tervezi . A vonat 120 km/órás sebességre lesz képes, és 300-400 km-t tesz meg tankolás nélkül. A prototípust 2005 februárjában tesztelték .

Az Egyesült Államokban egy hidrogén üzemanyagcellás mozdony üzemeltetése 2 ezer liter kapacitással. Val vel. 2009 -ben indul [19] .

Németországban 2018 -ban Coradia iLint [10] hidrogén-üzemanyagcellával hajtott személyvonat üzemel.

Az oroszországi hidrogénenergia 2024 - ig történő fejlesztésére vonatkozó kormányzati ütemtervnek megfelelően [20] a tervek szerint egy prototípus hidrogénüzemű vasúti szállítást hoznak létre az országban. Magát a hidrogén üzemanyagcellás vonatok fejlesztéséről és üzemeltetéséről szóló megállapodást 2019 szeptemberének elején írták alá a Szahalin , az Orosz Vasutak , a Rosatom és a Transmashholding (TMH) közötti Keleti Gazdasági Fórumon . 2021 közepéig az orosz energiaügyi minisztériumnak konszolidált javaslatot kell készítenie a hidrogénenergia-technológiák tesztelésére és integrált megvalósítására szolgáló klaszterek létrehozására. Eközben a minisztériumban a kormányzati apparátus számára készülő dokumentum közvetlenül kapcsolódik a szahalini „hidrogén” projekthez, és valószínűleg már az oroszországi hidrogénenergia-fejlesztési koncepciótervezettel együtt is mérlegelésre kerül. benyújtásra.

A legfontosabb érv a földgáz mellett a hidrogéngyártásban eddig az átalakítás alacsony költsége – 1,5–3 dollár/1 kg. A drágább vízelektrolízis technológiával a költségek meredeken, 2,5-3-szorosára nőnek. A hidrogénüzemanyag hagyományoshoz képesti jövedelmezőségének kérdése az egyik meghatározó kérdés a TMH technológusai számára. A helyzet az, hogy a hidrogénvonat jelenlegi modellje több mint kétszeresére növeli az életciklusának költségeit. De ha egy földgázból történő termelésen alapuló technológiát használunk, akkor a hidrogén költsége 3-4-szeresére csökkenthető [1] .

Vízi közlekedés

Németország U-212 osztályú tengeralattjárókat gyárt a Siemens AG által gyártott üzemanyagcellákkal. Az U-212-esek a német haditengerészetnél szolgálnak , rendelések érkeztek Görögországból, Olaszországból, Koreából és Izraelből. A víz alatt a hajó hidrogénnel működik, és szinte semmi zajt nem ad.

Az Egyesült Államokban 2006-ban kezdődhetnek meg a tengeralattjárók SOFC üzemanyagcelláinak szállítása . A FuelCell Energy 625 kW-os üzemanyagcellákat fejleszt hadihajók számára .

A Mitsubishi Heavy Industries által gyártott , PEMFC üzemanyagcellás japán Urashima tengeralattjárót 2003 augusztusában tesztelték.

Raktári targoncák

A 2006 - ban járművekbe beépített új üzemanyagcelláknak valamivel kevesebb mint fele raktári teherautókba került . Az akkumulátorok üzemanyagcellára cseréje jelentősen csökkenti az akkumulátorüzletek által elfoglalt területet. A Wal-Mart 2007 januárjában fejezte be tüzelőanyagcellás raktári targonca tesztelésének második tételét.

Mobil üzemanyagcellák

Elektromos energia előállítása mobil eszközökhöz: mobiltelefonok , laptopok stb.

2006-ban (ahogyan 2005-ben is) körülbelül 3000 mobileszközt gyártottak világszerte.[ mi? ] , 2008-ban a világtermelés 9000 darabra emelkedett [21] . Az egyik fő fogyasztó az amerikai hadsereg volt – a hadseregnek könnyű, nagy kapacitású, csendes áramforrásokra van szüksége.

A katonaság igényének köszönhetően az USA átvette a vezetést a világon a kézi alkalmazások fejlesztéseinek számában. Japán az új fejlesztések mindössze 13%-át tette ki 2005 -ben . A legaktívabbak az elektronikai cégek: Casio, Fujitsu Hitachi, Nec, Sanyo és Toshiba.

2007 tavaszán a Medis Technologies megkezdte a mobileszközökhöz való hidrogén üzemanyagcellák értékesítését.

Technológia

A hordozható és elektronikus alkalmazásokban a PEM és DMFC üzemanyagcellák dominálnak .

Történelem

2008

Helyhez kötött alkalmazások: 2008 júniusában a Matsushita Electric Industrial Co Ltd (Panasonic) megkezdte a hidrogén üzemanyagcellák gyártását Japánban. A cég 2015 -ig 200 000 hidrogénüzemanyagcellás otthoni energiarendszer értékesítését tervezi [22] . Szeptemberben a koreai POSCO cég befejezte a hidrogén-üzemanyagcellákon alapuló, helyhez kötött erőműveket gyártó üzem építését; az erőmű kapacitása évi 50 MW berendezés [23] .

Mobil alkalmazások: 2008 októberében a német Smart Fuel Cell AG lakóautókhoz készült DMFC egységek eladása elérte a 10 000 egységet. A berendezések teljesítménye 0,6 kW-tól. 1,6 kW-ig. Üzemanyagként metanolt használnak . Európában 800 üzletben metanolos dobozt árulnak [24] .

Szállítás: Egy 20 kW-os hidrogén üzemanyagcellás repülési erőmű első repülési tesztje. az Airbus 2008 februárjában végzett egy Airbus A320 -ason [25] .

2008 márciusában, az Endeavour sikló STS-123-as expedíciója során az UTC Power üzemanyagcellái átlépték a 100 000 üzemóra mérföldkövet az űrben [26] . A hidrogén üzemanyagcellák 1981 óta termelnek energiát az űrsiklók fedélzetén .

2008. április 3- án a Boeing repülési teszteket hajtott végre egy Dimona könnyű kétüléses repülőgépen hidrogén üzemanyagcellás erőművel [27] .

Autók: 2008 márciusában a Mercedes befejezte a B-osztály téli tesztelését egy hidrogén üzemanyagcellás erőművel [28] .

A pekingi olimpiára a Shanghai Volkswagen Automotive Company 20 hidrogén-üzemanyagcellás erőművel ellátott autót szállított [29] .

2008 augusztusában hidrogénautók bemutatóját tartották az Egyesült Államokban. A BMW, a Daimler, a General Motors, a Honda, a Nissan, a Toyota, a Hyundai és a Volkswagen autói 7000 km-t tettek meg 13 nap alatt [30] .

A Honda 2008 nyarán [31] kezdte lízingelni a Honda FCX Clarityt az Egyesült Államokban , 2008 novemberében pedig Japánban [32] .

Fejlesztő programok

A hidrogéntechnológiák fejlesztésében elért sikerek megmutatták, hogy a hidrogén felhasználása minőségileg új teljesítménymutatókhoz vezet az egységek esetében. A megvalósíthatósági tanulmányok eredményei azt mutatják, hogy a hidrogén másodlagos energiahordozó jellege ellenére [33] sok esetben gazdaságilag megvalósítható. Ezért az ezen a területen végzett munka sok esetben, különösen az ipari országokban , a kiemelt területek közé tartozik, és mind a kormányzati szervek, mind a magántőke egyre inkább támogatja [34] . Néhány állam, amely éveken, sőt évtizedeken keresztül komoly figyelmet fordított a hidrogénre, az élen jár – Japán, az USA, Németország, Nagy-Britannia és Dél-Korea, amelyet Kína fokozatosan felzárkózik .

2017 januárjában a Toyota Motor Corp. kezdeményezésére. és az Air Liquide , létrejött a Nemzetközi Hidrogén Tanács , amely körülbelül 30 konszernből, cégből és vállalatból áll a világszínvonalú autógyártókból és az energiaszektorból, mint például az Audi, a BMW, a Daimler, a Honda és a Hyundai, a Shell és a Total . A tanács fő célja az értékelési ajánlások elkészítése tudományos jelentések formájában a hidrogén felhasználási lehetőségek terén.

EU

Az Európai Bizottság által elfogadott Green New Deal , amely a megújuló energiaforrásokra és a dekarbonizált gázokra helyezi a hangsúlyt , és ez esetben elsősorban a hidrogénről beszélünk , az új európai energetikai valóság alapelemévé vált. Ráadásul a „Hidrogénstratégia a klímasemleges Európáért” a következő pénzügyi paraméterek között allokálja a beruházások összegét 2050-ig: becslések szerint 180-470 milliárd euró a „zöld” hidrogén javára, és mindössze 3-18 milliárd eurót számolnak el. a fosszilis tüzelőanyagokból történő feldolgozásba történő beruházások révén [35] .

Egyelőre csak a hidrogén export-import műveleteinek feltörekvő, teljes értékű globális piaca válik a jelenlegi energiaügyi napirend tényévé. Ma már aligha lehet felsorolni azokat a transznacionális energetikai vállalatokat, amelyek szerkezetében ne lennének olyan területek, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a hidrogénenergia területén végzett kutatási programokhoz és alkalmazott fejlesztésekhez. Sőt, az egyik legambiciózusabb európai hidrogénstratégia - a német  -, még ha a második, 2024-2030-ra eső szakasz sikeresen is megvalósul, az ország a "zöld" hidrogén egyik legnagyobb nyugati importőre státuszát veszi fel. piac. És mindez annak ellenére, hogy Berlinben bejelentették, hogy 2030-ig „zöld” hidrogén előállítására szolgáló, legfeljebb 5 GW összteljesítményű erőműveket kívánnak üzembe helyezni, és 2040-ig további, hasonló mennyiségű kapacitást kell üzembe helyezni [1] .

2020. július 8-án az EU elfogadta a hidrogénenergia fejlesztésének 2050-ig szóló stratégiáját [36] A szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében a program kiemelten kezeli a hidrogén vízelektrolízissel történő előállítását megújuló energiaforrásokból nyert villamos energia felhasználásával. nap- és szélenergia. Az első 5 évben, 2020-tól 2024-ig a tervek szerint 6 GW összteljesítményű hidrogéntermelésre alkalmas elektrolizátorokat helyeznek üzembe, amelyek évente 1 millió tonna hidrogént állítanak elő. Majd 2030-ra az elektrolizátorok teljesítményét 40 GW-ra, a hidrogéntermelést pedig évi 10 millió tonnára emelik. Ugyanakkor 2050-re a tervek szerint a megújuló energiaforrásokból előállított hidrogéntermelés költségét kilogrammonként 1 dollárra csökkentik .

Rinat Rezvanov regionális szakértő szerint a megújuló energián alapuló hidrogéntermelés szempontjából a legígéretesebbek olyan uniós régiók, mint Skandinávia országai , az Északi- és Balti-tenger vizei , valamint Dél-Európa . Az európai északi régió kulcsfontosságú szakterülete a hidrogéntermelés (skandináv országok) vagy a szélenergia (vízi megújuló energia komplexumok ) vízenergia-technológiái. Az európai déli országok (mediterrán országok) gazdagok a napenergiában - itt érdemes figyelni a 2020 júniusában aláírt marokkói-német megállapodásra az első marokkói zöld hidrogénüzem megépítéséről . A 2012 óta működő közös energetikai partnerség (PAREMA) keretében megvalósuló projekt a napenergia átalakítására szolgáló, Power-to-X technológián alapuló ipari megoldások kidolgozását célozza [35] .

2021

2021. december 15-én az Európai Unió bejelentette, hogy az éghajlatváltozás elleni küzdelem érdekében a földgázt fokozatosan megszünteti, és 2050 -ig a fosszilis tüzelőanyagok jelentős részét tiszta energiaforrásokkal helyettesíti [37] .

A terv fő gondolata a földgáz hidrogénnel való helyettesítése. Hidrogéntermelési technológiák léteznek, de nagyon drágák. Az EU azt reméli, hogy infrastruktúrába fektet be, és állami támogatással csökkenti a költségeket és nyereségessé teszi a hidrogén üzemanyagcellák és a hidrogén megújuló forrásokból történő előállítását [37] .

Dél-Korea

Dél-Korea Kereskedelmi, Ipari és Gazdasági Minisztériuma 2005-ben fogadta el a hidrogéngazdaság 2040-ig történő kiépítésének tervét. A cél az, hogy a magánszektor által fogyasztott összes energia 22%-át és a villamos energia 23%-át tüzelőanyagcellákkal állítsák elő.

2010- től a dél-koreai kormány egy helyhez kötött hidrogén üzemanyagcellás erőmű költségének 80%-át támogatja a vevőnek. 2013 - tól 2016- ig a költség 50%-a, 2017 -től 2020 -ig pedig 30%-a részesül támogatásban [38] .

Egyesült Államok

Az USA évente termel[ mikor? ] körülbelül 11 millió tonna hidrogén, ami körülbelül 35-40 millió autó éves fogyasztásához elegendő .

2005. augusztus 8-án az Egyesült Államok Szenátusa elfogadta a 2005-ös energiapolitikai törvényt. A törvény több mint 3 milliárd dollár elkülönítését írja elő különféle hidrogénprojektekre és 1,25 milliárd dollárt új , villamos energiát és hidrogént előállító atomreaktorok építésére.

Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) 2006 januárjában elfogadta a hidrogénenergia fejlesztésére vonatkozó tervet "Roadmap on Manufacturing K&F for the Hydrogen Economy" [2] Archiválva : 2007. augusztus 14. a Wayback Machine -nél [3] Archiválva : 2007. április 17. a Wayback Machine -nél .
A terv a következőket tartalmazza:

  • 2010- re – a hidrogén elsődleges piaci penetrációja;
  • 2015- ig - kereskedelmi elérhetőség;
  • 2025- ig – a hidrogénenergia megvalósítása.

Oroszország

1941-ben a légvédelmi erők hadnagya, aki Leningrádot védte a Nagy Honvédő Háború alatt, Borisz Seliscs azt javasolta, hogy a légvédelmi erők léggömbjeiből "elhasznált" hidrogént használjanak üzemanyagként a GAZ-AA járművek hajtóműveihez . A teherautókat a légvédelmi állomás szállító- és energiaegységeként használták - a GAZ-AA motorral hajtott autócsörlő lehetővé tette a léggömbök felemelését és leengedését. Ezt a javaslatot 1941-1944-ben vezették be az ostromlott Leningrádban, 400 hidrogén légvédelmi állást szereltek fel. .

1979- ben a NAMI alkalmazottaiból álló kreatív csapat kifejlesztett és tesztelt egy hidrogénnel és benzinnel üzemelő RAF mikrobusz prototípusát.

Az 1980-as évek végén – a 90-es évek elején egy Tu-154-es repülőgépre szerelt, folyékony hidrogénnel hajtott repülőgép-sugárhajtóművet teszteltek .

2003-ban megalakult a Hidrogénenergia Országos Szövetsége (NP NAVE); 2004-ben P. B. Shelishch-et, a legendás "hidrogén hadnagy" fiát választották meg az egyesület elnökévé.

2003-ban a Norilsk Nickel és az Orosz Tudományos Akadémia megállapodást írt alá a hidrogénenergia területén végzett kutatásról és fejlesztésről; A Norilsk Nickel 40 millió dollárt fektetett a kutatásba. 2006-ban a Norilsk Nickel ellenőrző részesedést szerzett az amerikai innovatív Plug Power cégben , amely a hidrogénenergia fejlesztésének egyik vezetője; a cég 70 millió dollárt fektetett be hidrogénüzemek fejlesztésébe.2008-ban a Norilsk Nickel leállította a projekt finanszírozását.

2021 áprilisában vált ismertté a hidrogénenergia fejlesztésének 2024-ig tartó orosz koncepciója , amely kimondja, hogy az ország 7,9-33,4 millió tonna környezetbarát hidrogénfajtával kíván a világpiacot ellátni, a hidrogénexportból származó bevételből. évi 23,6-100,2 milliárd dollár, és 2030-ra a piac 20%-át kívánja megszerezni (a hidrogén-energiahordozóknak azonban még nincs piaca) [39] . "Hidrogénklaszter" létrehozását Szahalinon tervezik .

Egyéb országok

Indiában létrehozták az Indiai Nemzeti Hidrogénenergia-bizottságot. 2005-ben a bizottság kidolgozta a „Hidrogénenergia nemzeti tervet”. A terv 250 milliárd rúpia (mintegy 5,6 milliárd dollár) befektetést tartalmaz 2020-ig. Ebből 10 milliárd rúpiát kutatási és demonstrációs projektekre, 240 milliárd rúpiát pedig hidrogén termelésére, szállítására és tárolására szolgáló infrastruktúra kiépítésére fordítanak. A terv azt a célt tűzte ki, hogy 2020-ra 1 millió hidrogénüzemű jármű kerül az ország útjaira. Szintén 2020-ra 1000 MW hidrogénerőművek épülnek [40] .

Izland 2050-re hidrogéngazdaság kiépítését tervezi [41] .

A dél-afrikai kormány 2008-ban hidrogénstratégiát fogadott el. 2020-ra Dél-Afrika a hidrogén-üzemanyagcellákhoz használt katalizátorok világpiacának 25%-át tervezte megszerezni.

A japán hatóságok a 2022-es költségvetésben legalább 800 millió dollárt irányoztak elő a hidrogén-ökoszisztéma, mint környezetbarát villamosenergia-forrás fejlesztésére, ebből csaknem 290 millió dollárt hidrogén üzemanyagcellás járművek vásárlásának és építkezésének támogatására fordítanak. töltőállomások. A japánok első lépésben ausztrál eredetű barnaszénből várják a hidrogént , majd speciális tartályhajókon szállítják tengeren Japánba. [42]

Kritika

Ha a hidrogénenergia fogyasztói és átviteli eszközei nem tudják biztosítani a 100%-os hatásfokot vagy a hordozókeringés zárt ciklusát, a hidrogénenergia széleskörű felhasználása a föld légkörének felső rétegeiből a világűrbe történő hidrogéndisszipáció mennyiségének növekedéséhez vezethet . ennek a gáznak a megnövekedett illékonysága miatt; és ennek következtében a bolygó hidroszférája helyrehozhatatlan csökkenésének veszélye .

Irodalom

Linkek

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 Rinat Rezvanov. Új energiaügyi menetrend a B-vonatok számára . Üzleti közlekedési magazin "RZD-Partner" . RZD-Partner Kiadó (2021. április 19.). Letöltve: 2021. április 28. Az eredetiből archiválva : 2021. április 28..
  2. ↑ A gáz és a szén alternatíváját találták Oroszországban A Wayback Machine 2021. május 16-i archív másolata // Lenta.ru , 2021. április 15.
  3. ↑ http://www.financialexpress.com/news/tata-steel-develops-hydrogen-production-tech-granted-pct/370776/0
  4. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9358.html Archivált 2009. január 9-én a Wayback Machine -nél  (lefelé mutató hivatkozás 2013.05.13. óta [3461 nap] - előzmények )
  5. ↑ http://energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-natural-gas-reforming Archiválva : 2015. augusztus 23. a Wayback Machine -nél "Ma az Egyesült Államokban termelt hidrogén 95%-a földgázreformálásból származik nagy központi üzemekben"
  6. ↑ Az energiaszámlák szárnyalásával a jövő japán tesztüzemanyaga  (downlink)  (2013-05-13 óta [3461 nap])
  7. ↑ A Toyota, Aisin 20 lakossági SOFC kogenerációs rendszert biztosít a tesztprogramhoz . Letöltve: 2009. december 21. Az eredetiből archiválva : 2012. június 2..
  8. ↑ A Panasonic Fuel-Cell Initiative felmelegszik Japánban  (link le)  (a link leállt 2013. 05. 13. óta [3461 nap])
  9. ↑ A Cummins szerint az üzemanyagcellás mobil energia 2-3 éven belül elérhető (a link nem érhető el) . Letöltve: 2009. augusztus 26. Az eredetiből archiválva : 2011. október 20.. 
  10. ↑ 1 2 Deutsche Welle 2018. 09. 17. Inza Wrede Hidrogénvonat – Európai technológiai áttörés előfoglalásokkal Archiválva : 2019. augusztus 25. a Wayback Machine -nél // Deutsche Welle
  11. ↑ „Hidrogén autópálya” Montrealból Windsorba // CBC, 2003
  12. ↑ Szerk. V.A.Moshnikova és E.I.Terukova. A hidrogénenergia alapjai – Szentpétervár. : "Leti" Szentpétervári Elektrotechnikai Egyetem Kiadója, 2010. - 288 p. - ISBN 978-5-7629-1096-5 .
  13. ↑ A Mercedes-Benz az év végén beindítja a B osztályú F-cellás hidrogénüzemanyagcellás járművek korlátozott sorozatú gyártását . Letöltve: 2009. augusztus 31. Az eredetiből archiválva : 2009. szeptember 5..
  14. ↑ A Daimler 2009 nyarán megkezdi az üzemanyagcellás járművek kis szériás gyártását. Archiválva : 2009. március 11. a Wayback Machine -nél  (lefelé hivatkozás 2013.05.13.-tól [3461 nap] - történelem )
  15. ↑ A GM azt reméli, hogy 2012-re kiad egy hidrogén üzemanyagcellás járművet (a link nem érhető el) . Letöltve: 2009. augusztus 26. Az eredetiből archiválva : 2011. október 20.. 
  16. ↑ A Hyundai üzemanyagcellás autót tervez 2012-re Archiválva 2008. november 1 - én a Wayback  Machine -nél
  17. ↑ A Toyota 2015-re tervezi a hidrogénüzemanyagcellás járművek korlátozott fogyasztói értékesítését . Letöltve: 2009. január 15. Az eredetiből archiválva : 2009. január 19..
  18. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9356.html  (downlink) A Shanghai VW debütál az Egyesült Államokban a hidrogén üzemanyagcellás Lingyu
  19. ↑ A BNSF feltárja az üzemanyagcellát . Archiválva : 2009. március 11. a Wayback Machine -nél  (2013-05-13 óta lefelé irányuló kapcsolat [3461 nap] - történelem ) Railway Gazette International
  20. ↑ Az Orosz Föderáció kormánya cselekvési tervet fogadott el a hidrogénenergia fejlesztésére | Energiaügyi Minisztérium . minenergo.gov.ru _ Letöltve: 2021. április 28. Az eredetiből archiválva : 2021. április 27.
  21. ↑ Ma jelenik meg az új Fuel Cell Today Portable Survey 2009 archiválva 2009. április 20-án a Wayback Machine -nél  (lefelé mutató 2013.05.13. óta [3461 nap] - előzmények )
  22. ↑ http://uk.reuters.com/article/rbssConsumerGoodsAndRetailNews/idUKT30359820080701
  23. ↑ http://www.koreatimes.co.kr/www/news/nation/2008/09/123_30600.html . Hozzáférés dátuma: 2008. december 16. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.
  24. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9250.html  (downlink)  (lefelé mutató link 2013-05-13 óta [3461 nap])
  25. ↑ " Az Airbus sikeresen tesztelt egy üzemanyagcellás rendszert repülés közben Archiválva : 2008. április 16. a Wayback Machine -nél  (lefelé 2013. 05. 13. óta [3461 nap] - előzmények ) "  (lefelé mutató link)
  26. ↑ Az UTC Power Fuel Cells mérföldkövet ért el, meghaladta a 100 000 űrórát  (downlink)  (2013-05-13 óta [3461 nap] - történelem )
  27. ↑ Az első emberes üzemanyagcellás repülőgép a levegőbe emelkedett . Letöltve: 2008. december 16. Az eredetiből archiválva : 2009. április 25..
  28. ↑ http://www.greencarcongress.com/2008/03/winter-testing.html . Letöltve: 2008. december 16. Az eredetiből archiválva : 2008. június 11.
  29. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage8978.html  (downlink)  (lefelé mutató link 2013. 05. 13. óta [3461 nap])
  30. ↑ http://www.fuelcellsworks.com/Supppage9124.html Archivált 2008. december 2-án a Wayback Machine -nél  (lefelé mutató hivatkozás 2013.05.13. óta [3461 nap] - előzmények )
  31. ↑ A Honda ősszel új üzemanyagcellás járművet ad ki Japánban Archiválva 2008. szeptember 29-én a Wayback Machine -nél  (lefelé mutató 2013.05.13. óta [3461 nap] - történelem )
  32. ↑ A Honda megkezdi az FCX Clarity üzemanyagcellás jármű lízingelését Japánban  (lefelé irányuló kapcsolat)  (2013. május 13-i állapot [3461 nap])
  33. ↑ Ez azt jelenti, hogy a hidrogénhez elő kell állítani.
  34. ↑ A Corr. általános szerkesztése alatt. RAS E.V. Ametistova. 1. kötet, szerkesztette: prof. A.D. Trukhnia // A modern energia alapjai. 2 kötetben. - Moszkva: MPEI Publishing House , 2008. - ISBN 978 5 383 00162 2 .
  35. ↑ 1 2 Rinat Rezvanov. Oroszország a hidrogén világpiacán . "Invest-Foresight" üzleti gazdasági magazin (2021. március 30.). Letöltve: 2021. április 28. Az eredetiből archiválva : 2021. április 27.
  36. ↑ Brüsszel, 2020.7.8 . Hidrogénstratégia egy klímasemleges Európáért Archiválva : 2020. július 15. a Wayback Machine -nél // A Bizottság közleménye az Európai Parlamentnek, a Tanácsnak, az Európai Gazdasági és Szociális Bizottságnak és a Régiók Bizottságának
  37. ↑ 1 2 Európa fel akar hagyni a földgázzal. EU-s vázlattervek a jövőre nézve Gazprom nélkül Archiválva 2021. december 16-án a Wayback Machine -nél , BBC, 2021.12.16.
  38. ↑ Dél-Korea 80 százalékos támogatást mutat be a hazai üzemanyagcelláknak (a link nem érhető el) . Letöltve: 2009. szeptember 8. Az eredetiből archiválva : 2011. október 20.. 
  39. ↑ Oroszország új módot talált arra, hogy 100 milliárd dollár értékű archív másolatot készítsen 2021. április 26-áról a Wayback Machine -n [1] 2021. május 16-i archív másolat a Wayback Machine -en // Lenta.ru , 2021. április 15.
  40. ↑ Új és megújuló energiák minisztériuma, hivatalos webhely archiválva : 2010. november 26. a Wayback Machine -nél  (lefelé mutató hivatkozás 2013. 05. 13. óta [3461 nap] - előzmények )
  41. ↑ Hannesson Hjálmar W. "Az éghajlatváltozás mint globális kihívás" Külügyminisztérium . Hozzáférés dátuma: 2008. december 19. Az eredetiből archiválva : 2013. július 1..
  42. ↑ Japán arra számít, hogy a hidrogént 2030 - ra a cseppfolyósított metán költséghatékony alternatívájává teszi