Серия Energy Expert от MCE глубже погружает в более сложные темы энергетики. Изучите такие темы, как микросети и измерение полезной энергии, более подробно на нашем сайте. Серия «Энергетический эксперт». Ищете больше основ? Ознакомьтесь с нашим Энергия 101 серия.
Что такое водородное топливо?
Водородное топливо — это чистое топливо, которое можно производить без выбросов парниковых газов и использовать в различных энергетических целях. Он обычно используется в автомобилях на водородных топливных элементах в качестве альтернативы электромобилям. Как и бензин, водород можно хранить в жидкой форме и закачивать в автомобиль, используя те же процессы, что и на традиционной заправочной станции. Его также можно использовать в отопление и хранение энергии. Водородное топливо может быть создано путем несколько процессов, включая термические, электролитические, солнечные и биологические. Когда водородное топливо потребляется в топливном элементе, единственным побочным продуктом является вода, создавая совершенно чистый источник энергии.
Термический процесс
Термический процесс создает 95% водородного топлива, используемого сегодня. Углеводородное топливо, включая природный газ, дизельное топливо, уголь, биогаз и возобновляемые жидкие виды топлива, преобразуется паром, который вступает в реакцию с образованием водорода.
Электролиз использует электричество для разделения молекул воды на водород и кислород. В отличие от термических процессов, электролиз может полностью питаться от возобновляемых источников энергии, создавая топливо с нулевым выбросом углерода, также известное как зеленый водород.
Процесс, управляемый солнечной энергией
Водородное топливо, работающее на солнечной энергии, может быть создано тремя способами: фотосинтезирующие бактерии производят водород, специализированные полупроводники разделяют воду на водород и кислород или концентрированная солнечная энергия запускает реакции расщепления воды.
Биологические процессы
В биологических процессах бактерии и водоросли используются для производства водорода посредством биологических реакций. Некоторые микробы создают водород как побочный продукт своего метаболизма. Они делают это за счет потребления биомассы или сточных вод или использования фотосинтеза.
Что такое зеленый водород?
Зеленый водород — это водородное топливо, которое создается с помощью технологий возобновляемой энергетики. Электролиз, работающий на возобновляемых источниках энергии, расщепляет молекулы воды на водород и кислород, улавливая и сохраняя водород для использования в качестве топлива. Использование возобновляемых технологий, таких как солнечная энергия, делает этот процесс полностью безуглеродным. Зеленый водород — один из новейших инструментов, рассматриваемых на пути к безуглеродному будущему.
В Калифорнии зеленый водород привлекателен из-за большого перепроизводства солнечной энергии в середине дня. Этот избыток солнечной энергии можно использовать для электролиза для создания и хранения зеленого водорода. Для получения дополнительной информации о переизбытке солнечной энергии в Калифорнии прочитайте нашу Эксперт по энергетике: Утиная кривая Сообщение блога. Хорошей новостью является то, что зеленый водород помогает решить «утиную кривую». Эта новая технология хранения энергии имеет множество применений, которые помогут нам достичь наших целей по сокращению выбросов парниковых газов, одновременно снижая нагрузку на электрическую сеть и повышая ее надежность.
Приложения Power-to-Power
Одним из способов использования зеленого водорода является производство энергии в электроэнергию. В этих приложениях энергия используется для производства водорода, а затем водород используется для создания долгосрочной, управляемой энергии. Одним из примеров «зеленого» водорода является использование избыточной солнечной энергии, вырабатываемой в течение дня, для создания зеленого водородного топлива посредством электролиза. Этот водород можно хранить и использовать в качестве топлива для выработки электроэнергии с помощью газовой турбины или топливного элемента в часы пиковой нагрузки. В этом случае водород действует как форма хранения энергии, перемещая производство из тех периодов, когда он не нужен, в моменты, когда спрос высок. Приложения «электричество-энергия» повышают надежность сети и уменьшают потребность в пиковых станциях природного газа в вечернее время.
Приложения для передачи энергии на транспорт
Применение энергии в транспорте позволяет производить зеленый водород из солнечной энергии, а затем использовать его в качестве топлива в автомобили на водородных топливных элементах. Эти автомобили заводятся, как бензиновый автомобиль на 3/4 жидкого топлива, всего за несколько минут. Водородное топливо проходит через топливный элемент, который расщепляет водород на электроны, которые используются для питания двигателя. Единственными выбросами в результате этого процесса являются вода и тепло.
Хотя большая часть водородного топлива, производимого сегодня, производится в результате процессов, требующих использования ископаемого топлива, зеленый водород представляет собой альтернативу с нулевым уровнем выбросов. Автомобили на водородных топливных элементах, работающие на «зеленом» водороде, создадут автомобиль с полностью нулевым уровнем выбросов, работающий на солнечной энергии.
(Изображение: FCHEA)
