Производство водорода из воды: Получение водорода электролизом воды / Публикации / Элек.ру

Содержание

Получение водорода электролизом воды / Публикации / Элек.ру

Получение чистого водорода путем электролиза воды — самая очевидная и эффективная технология, и один из наиболее перспективных способов получения альтернативного топлива. Водород добывают из любого водного раствора, а при сгорании он превращается обратно в воду.

По сравнению с прочими методами получения водорода, электролиз воды отличается целым рядом преимуществ. Во-первых, в ход идет доступное сырье — деминерализованная вода и электроэнергия. Во-вторых, во время производства отсутствуют загрязняющие выбросы. В-третьих, процесс целиком автоматизирован. Наконец, на выходе получается достаточно чистый (99,99%) продукт. Из всех методов электролиза наиболее перспективным считают высокотемпературный электролиз (себестоимость водорода от 2,35 до 4,8 $/кг). Его следует иметь на технологическом вооружении, поскольку при определенных экономических условиях он может быть использован в крупнопромышленном масштабе.

Электролизом воды называется физико-химический процесс, при котором под действием постоянного электрического тока дистиллированная вода разлагается на кислород и водород. В результате разделения на части молекул воды, водорода по объему получается вдвое больше, чем кислорода. Эффективность электролиза такова, что из 500 мл воды получается около кубометра обоих газов с затратами около 4 квт/ч электрической энергии.

Технологический ток для протекания процесса электролиза воды для получения водорода и кислорода получается, как правило, при помощи промышленного выпрямителя с необходимыми рабочими параметрами, Обычно это напряжение до 90В и силой тока до 1500 А. Подходящим агрегатом является Пульсар СМАРТ.

На электронном дисплее выпрямителя Пульсар СМАРТ или в специальном ПО для компьютера можно контролировать все стадии процесса производства, что позволяет оператору следить за параметрами, и круглосуточно журналировать протекание технологического процесса. Полностью автоматическая работа, включающая непрерывный мониторинг всех параметров для безаварийного функционирования без надзора оператора.

Все параметры, касающиеся напряжения и силы тока постоянно измеряются и контролируются микропроцессором выпрямителя. Более того, все контролируемые параметры фиксируются устройством, которое в случае сбоя или отклонения может автоматически остановить процесс и сигнализирует об этом при помощи световой колонны.

Выпрямители тока серии Пульсар СМАРТ разработаны в соответствии с самыми высокими требованиями промышленной эффективности и международными стандартами. При этом технологическое программное обеспечение допускает гибкую адаптацию к требованиям Заказчика, и постоянно совершенствуется.

Новый способ расщепления воды сделает производство водорода «зеленым»

Австралийские ученые разработали более дешевый и эффективный способ получения водорода из воды с использованием железных и никелевых катализаторов, вместо редкоземельных элементов, вроде рутения, платины и иридия, которые по стоимости обходятся в сотни раз дороже.

Развивающаяся концепция «водородной экономики» предполагает, что в скором времени сжатый водород станет таким же распространенным источником энергии, как бензин, а автомобили на топливных элементах будут встречаться не реже, чем электромобили на батареях и машины с двигателями внутреннего сгорания.

Недавно мы писали о первом танкере для транспортировки сжиженного водорода, который был запущен в Японии. Он предназначен для перевозки газа из Австралии, где его получают совсем не «чистым» способом: сжиганием бурого угля, 160 тонн которого дает всего 3 тонны водорода и 100 тонн выбросов С02.

В перспективе десятилетий рынок водорода как источника «чистой энергии» оценивается в триллионы долларов, и особенно это направление набирает обороты в Японии и Корее. Но его большие деньги становятся уже не такими привлекательными, когда речь заходит о технологиях, не причиняющих вреда окружающей среде.

Читайте также: И хранить, и генерировать энергию для зданий сможет гибридная батарея на основе «реверсивных» топливных элементов

Экологически безопасный способ получения водорода состоит в том, чтобы отделить его от воды с помощью электролиза. Пара электродов помещается в емкость с жидкостью и включается питание.

Кислород притягивается к аноду, водород – к катоду, и если при этом электричество, которое участвует в процессе, генерируется возобновляемыми источниками, то на выходе можно получить так называемый «зеленый» водород.

Сегодня проблема промышленного производства водорода заключается в том, что расщепление воды является дорогостоящим и малоэффективным процессом. По этой причине такой вид топлива пока не может конкурировать с бензином. Новая разработка австралийских университетов UNSW, Griffith и Swinburne обещает совершить прорыв в этой области.

В документе, опубликованном в Nature Communications, команда ученых заявила, что им удалось заменить дорогую платину на углеродный катализатор.

«Мы покрываем электроды нашим катализатором, чтобы уменьшить потребление энергии, — уточнил профессор Школы химии UNSW Чуан Чжао. — На этом катализаторе имеется крошечный наноразмерный участок, где железо и никель взаимодействуют на атомном уровне. Именно здесь водород может быть отделен от кислорода, который выделяется в виде экологически чистых отходов».

Исследователи говорят, что наноуровень взаимодействия фундаментально меняет свойства материалов. Таким образом, никель-железный катализатор может быть таким же эффективным, как и платиновый. А дополнительным его преимуществом является возможность применения для катализа как водорода, так и кислорода, что значительно снижает производственные расходы.

Пока неясно, как скоро получится внедрить новую разработку в промышленность и насколько она повлияет на стоимость крупномасштабного производства водорода, но Чжао настроен оптимистично:

«Мы десятилетия говорили об эре водородной экономики, но сейчас эти разговоры могут стать реальностью».

Источник: unsw.edu.au

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Тестовое оборудование для установок по производству водорода электролизом воды

Водород является уникальным энергоносителем, обладающим высокими эксплуатационными и технологическими показателями. Он имеет очень высокой теплоту сгорания, а продуктом горения в кислороде является вода, которая может вновь использоваться для получения водорода. Низкая вязкость и плотность газа позволяют практически без потерь давления транспортировать его по трубопроводам. Водород может транспортироваться и храниться как в газообразном, так и сжиженном состоянии. А кроме того он безопасен для окружающей среды и не токсичен.

Однако в чистом виде водород в природе не встречается. Существует целый ряд методов его получения. Разнообразие этих методов — одно из преимуществ водородной энергетики. Нет сильной зависимости от какого-либо отдельного вида сырья.

Наиболее распространенным способом получения водорода является паровая конверсия посредством реакции углеводородов (природный газ) с паром при высоких температурах. При этом в качестве побочного продукта выделяются парниковые газы, выброс которых в настоящее время стараются минимизировать. Другой способ производства водорода – электролиз воды.

Здесь отсутствуют вредные выбросы. А цена и эффективность процесса электролиза сопоставима с технологией паровой конверсии.

В электролизере под воздействием подаваемого напряжения вода разделяется на водород и кислород. Для получения более чистого водорода оба газа должны быть отделены друг от друга разделительной мембраной. При создании электролизеров стоит задача определения характеристик пропускания таких мембран. Испытательное оборудование должно обеспечивать точную подачу чистых водорода и кислорода, а измерять расход и состав прошедшего через мембрану газа.

Специалистами Bronkhorst было предложено следующее решение. Подача кислорода к испытуемой мембране осуществлялась кориолисовым регулятором массового расхода серии miniCORI-FLOW, а водорода – тепловым регулятором расхода серии EL-FLOW Prestige. Часть подаваемого газа, которая проходит через мембрану, поступает в трехходовой кран. В одном положении крана можно измерять расход прошедшего газа с помощью теплового расходомера EL-FLOW Prestige.

В другом – состав газа с помощью двойного датчика водород/кислород. Особенность использованного датчика состояла в том, что для его работы требовался определенный расход газа.

Высокая точность и стабильность поддержания расхода использованными расходомерами позволила с успехом решить поставленную задачу. Позже было принято решение об установке четвертого расходомера для измерения части подаваемого газа, не прошедшего через мембрану и имеющего высокую концентрацию кислорода. Выбор был сделан в пользу кориолисового расходомера серии miniCORI-FLOW.

1. Краткая характеристика технологическогопроцесса получения водорода 

Производство электролитического водорода основано на процессе разложения воды постоянным электрическим током на ее составные части — водород и кислород. Электрический ток через ячейку электролизера переносится заряженными частицами — ионами.

Чистая вода, в которой ионов очень мало, обладает ничтожной электропроводностью, и подвергать ее непосредственно электролизу нельзя. В качестве электролита используется водный раствор щелочи, например гидроокиси калия (КОН). В растворе щелочи при разложении воды образуется много частиц — положительно заряженных ионов щелочного металла (калия) и отрицательно заряженных гидроксильных ионов. Первые называются катионами, потому что под влиянием электрического поля направляются к катоду, вторые — анионами. Чем больше в растворе заряженных частиц, тем легче он проводит ток, тем меньше его электрическое сопротивление. На электродах происходит разряд молекул по следующей схеме:

 

                             _             _
                    4h3O + 4e --> 2h3 + 4OH
 
                             _
                    4OH  + 4e  --> O2 + 2h3O

 

В результате электролиза у катода происходит концентрирование гидрата калия, а у анода — разбавление электролита образующейся водой. Ион калия не разряжается на катоде, являясь только переносчиком тока. Таким образом, процесс электролиза воды можно выразить суммарной реакцией:

 

                        2h3O --> 2h3 + O2

 

Из электролизеров водород и кислород поступают вместе с электролитом в разделительные колонки.

Электролит охлаждается и возвращается в электролизеры.

Газы из колонок поступают в регуляторы-промыватели или регуляторы давления, которые соединены между собой в нижней части. Выше регуляторов устанавливаются уравнительные баки, из которых самотеком вода поступает в жидкостную систему регуляторов давления.

Электролит готовят в баке и насосом закачивают в электролизер.

После электролизерной установки водород и кислород могут поступать на очистку и осушку, хранение в емкостях, компремирование и наполнение в баллоны, а также на ожижение и т.п. и далее потребителю.

Преимущество электрохимического способа получения водорода — простота и непрерывность технологического процесса, экологическая безопасность, отсутствие потребности в сырье, получение водорода высокой частоты (очистка только от кислорода).

Открыть полный текст документа

Больше чем просто источник энергии

Водород используется в различных промышленных процессах, начиная от производства синтетического топлива и нефтехимии до изготовления полупроводников и электромобилей на водородных топливных элементах. Чтобы уменьшить вредное воздействие на окружающую среду в связи с производством 70 млн тонн водорода в год, некоторые страны обращаются к ядерной энергетике.

«Например, перевод всего лишь 4% текущего производства водорода на электроэнергию, вырабатываемую АЭС, позволил бы уменьшить выбросы углекислого газа на 60 млн тонн в год, — объясняет Хамис. — А если бы весь водород производился с использованием ядерной энергии, то можно было бы говорить о сокращении выбросов углекислого газа на более чем 500 млн тонн в год».

Ядерные энергетические реакторы могут быть соединены с установкой по производству водорода в единую систему когенерации для экономически эффективного производства одновременно электроэнергии и водорода. При производстве водорода когенерационная система оснащается компонентами либо для электролиза, либо для термохимических процессов. Электролиз — это процесс выделения водорода и кислорода из молекул воды с помощью постоянного электрического тока. Электролиз воды проходит при относительно низких температурах от 80°C до 120°C, в то время как электролиз водяного пара проводится при гораздо более высоких температурах и поэтому является более эффективным. Электролиз пара может идеально подходить для интеграции с усовершенствованными высокотемпературными АЭС, поскольку для этого процесса требуется подвод теплоносителя с температурой от 700°C до 950°C.

Термохимические процессы позволяют производить водород с помощью химических реакций с определенными соединениями при высоких температурах для расщепления молекул воды. Усовершенствованные ядерные реакторы, способные работать при очень высоких температурах, также могут использоваться в целях производства тепла для этих процессов.

«Производство водорода с использованием серно-йодного цикла, в частности, имеет большой потенциал в плане расширения масштабов применения для обеспечения устойчивой и долгосрочной эксплуатации, — рассказывает Хамис. — Разработка этого метода с использованием конструкций японского реактора HTTR и китайских конструкций HTR‑PM 600 и HTR‑10 является весьма многообещающей, в рамках других исследовательских инициатив также продолжает наблюдаться отличный прогресс».

В настоящее время несколько стран внедряют производство водорода с использованием АЭС или изучают такую возможность в целях содействия декарбонизации своего энергетического, промышленного и транспортного секторов. Это позволяет также увеличить отдачу от АЭС, что может способствовать повышению ее рентабельности.

МАГАТЭ оказывает поддержку странам, заинтересованным в производстве водорода, посредством различных инициатив, в том числе проектов координированных исследований и технических совещаний. Оно разработало также Программу экономической оценки водорода (HEEP) — инструмент для проведения экономической оценки крупномасштабного производства водорода с помощью ядерной энергии. В начале 2020 года МАГАТЭ запустило также электронный учебный курс, посвященный производству водорода с помощью ядерной когенерации.

«Производство водорода с использованием АЭС имеет большой потенциал в плане содействия усилиям по декарбонизации, но сначала необходимо решить ряд вопросов, таких как определение экономической целесообразности включения производства водорода в более широкую энергетическую стратегию, — говорит Хамис. — Для производства водорода с помощью термохимических процессов расщепления воды требуются инновационные реакторы, работающие при очень высоких температурах, однако в ближайшие годы ввод таких реакторов в эксплуатацию не ожидается. Аналогичным образом, чтобы серно-йодный процесс окончательно оформился и мог использоваться в коммерческих масштабах, нужно еще несколько лет НИОКР». Он добавляет, что с лицензированием ядерно-энергетических систем, включающих не связанные с производством электроэнергии применения, также могут возникать сложности.

Водород вместо нефти: новая энергетика оказалась для России сомнительной

В XXI веке рост производства энергии, населения и потребления природных ресурсов достиг таких значений, что биосфера стала подавать человечеству сигналы тревоги. Эти сигналы видятся в различных проявлениях экологического кризиса: глобальном потеплении, загрязнении окружающей среды, снижении биоразнообразия, росте катастрофических стихийных бедствий.

Современная наука давно предсказала поджидающие человечество климатические опасности и призывает постепенно отходить от использования ископаемого топлива. Смягчить темп запущенного человечеством процесса глобального потепления можно только за счет сокращения выбросов СО2. В решении этой климатической проблемы немало надежд возлагается на использование водорода как удобного энергоносителя. В принятом Правительством РФ плане по реализации Энергетической стратегии до 2035 года наряду с другими мерами предусматривается производство и использование водорода.

Термин «водородная энергетика» иногда заменяют более общим — «водородная экономика». Оба понятия предполагают широкое использование водорода в энергетических системах и других секторах экономики. Мировое производство товарного водорода превышает 40 млн тонн/год, более 70% которого используется в химической промышленности для производства аммиака, метанола и синтетических материалов, остальные 30% — в нефтепереработке, в металлургии и пищевой промышленности. Для этих целей водород производят из природного газа — хорошо освоенного крупнотоннажного производства.

Водород — это самый легкий и распространенный во Вселенной химический элемент, который является топливом звезд. Каждую секунду на Солнце 600 млн тонн водорода путем термоядерного синтеза превращаются в гелий, выделяя огромное количество световой и тепловой энергии, благодаря которой стала возможной жизнь на Земле.

Из-за своей высокой реакционной способности водород легко связывается с другими элементами, поэтому в земных условиях он всегда находится в соединениях. Водород не является возобновляемым источником энергии (ВИЭ), а является лишь удобным носителем энергии. Действительно, 1 кг водорода содержит более 33 кВт/ч энергии, что примерно в 3 раза превосходит теплотворную способность природного газа и в 7 раз — каменного угля. Однако, чтобы выделить водород из воды или метана, надо вначале затратить значительную энергию и только потом использовать его как топливо.

С экологической точки зрения применение водорода является выгодным в случае, когда первичный источник энергии является возобновляемым. Водород позволяет устранять основные недостатки возобновляемых источников энергии (ВИЭ) — зависимость режима работы от внешних условий, а также их неспособность запасать энергию. Главным аргументом для внедрения водорода в энергетику является охрана окружающей среды, потому что в месте его энергетического использования в атмосферу выбрасывается только водяной пар. Водород как газообразное химическое топливо может заменять углеводороды в двигателях внутреннего сгорания, газовых турбинах и системах отопления. Кроме того, водород можно использовать для прямого получения электрической энергии с помощью топливных элементов.

В настоящее время 96% водорода получают из ископаемого топлива и 4% — электролизом воды. Самым подходящим сырьем для получения водорода является природный газ. Однако этот газ сам по себе является ценным первичным источником энергии и широко используется на электростанциях и в быту. Более 50% водорода получают путем паровой конверсии метана.

Из 1000 кубических метров метана можно получить около 350 кг водорода стоимостью 700 долл. В России стоимость 1000 кубометров метана составляет всего 60 долл. Отсюда можно заключить, что использование в России водорода в качестве топлива в 4 раза менее выгодно, чем использование метана. Следует также добавить, что при получении из метана 1 т водорода в воздух выбрасывается 5,5 т парникового газа СО2. Таким образом, при производстве водорода из ископаемого топлива образуется большое количество парникового газа СО2, который необходимо улавливать и каким-то образом утилизировать, например, закачивать в геологические горизонты. Водород, получаемый из метана и угля, не помогает решению климатической проблемы, поэтому его называют «коричневым водородом», что существенно снижает его цену как товара на внешнем рынке.

Электролиз — процесс разложения воды на водород и кислород с помощью электричества — является энергоемким и обходится примерно в 4 раза дороже, чем производство водорода из природного газа. С учетом отсутствия выбросов парниковых газов процесс электролиза воды — это самый чистый метод получения водорода. Если необходимая для электролиза энергия поступает из источников возобновляемой энергии, то на выходе получают «зеленый водород». Нужно помнить, что водородная энергетика чиста и безвредна для окружающей среды, если таким же чистым является процесс получения водорода.

Производство водорода путем электролиза воды является привлекательным средством аккумулирования энергии в сочетании с гидравлической, солнечной или ветровой энергией. Существуют проекты, основная идея которых состоит в получении «зеленого водорода» с помощью ГЭС и передаче его удаленным потребителям для использования на транспорте в качестве топлива с нулевыми выбросами диоксида углерода и отсутствием выбросов десятка других загрязняющих веществ. Например, если годовую выработку Саяно-Шушенской ГЭС направить на производство «зеленого водорода» путем электролиза, то в течение года из енисейской воды можно получить 675 тыс. т водорода стоимостью 5,5 млрд долл. Для ГЭС производить и продавать на свободном рынке такое экологически чистое топливо намного выгоднее, чем продавать киловатт-часы электроэнергии.

Надо учитывать, что в водородном топливном элементе (ВТЭ) химическая энергия преобразуется в электрическую с КПД около 93%. При всей заманчивости идеи использования ВТЭ в энергетике ее реализация наталкивается на серьезные трудности. Основная трудность заключается в превращении компонентов реакции в ионы при умеренных температурах за счет применения катализаторов, включающих металлы платиновой группы.

Самая отработанная технология реализована в ВТЭ, где в качестве протонообменного электролита используется фосфорная кислота. Цена такого ВТЭ составляет около 4500 долл. за 1 кВт мощности. Это дороже, чем стоимость традиционной энергии, однако в ВТЭ отсутствуют подвижные части и затраты на их эксплуатацию невелики. Эти ВТЭ нашли свое место среди потребителей, которым нужен устойчивый и экологически чистый источник энергии, например, аэропорты, больницы, военные объекты. Во время пилотируемых полетов в космос также используются ВТЭ, где в качестве побочного продукта получается вода, которую экипаж может использовать в качестве питьевой.

В мире рассматриваются амбициозные программы внедрения ВТЭ для автомобильного транспорта, прежде всего из соображений защиты воздушного бассейна городов. Международный совет по водородным технологиям предполагает, что к 2050 году мировой рынок водорода увеличится до 2,5 трлн долл. /год. Например, Япония планирует довести объем внутреннего рынка водорода до 70 млрд долл./год. При этом наладить собственное электролизное производство водорода ей не удается ввиду отсутствия необходимых запасов пресной воды и энергии. Японцы остановились на импорте из Австралии «коричневого водорода», который в сжиженном виде при температуре минус 253°С доставляется в Японию специальным танкером. Здесь Россия могла бы составить конкуренцию Австралии, построив в бассейне Амура пару крупных ГЭС для производства «зеленого водорода» с помощью электролиза. Этот «зеленый водород» может стать самым прибыльным российским экспортным продуктом. Две будущие дальневосточные ГЭС могут обеспечить через 30 лет годовую потребность всего японского автотранспорта.

Хранение и транспортировка водорода представляют немалую проблему. Атомы водорода способны проникать и улетучиваться через микротрещины и поры в металлических стенках труб и резервуаров. Баллоны для хранения водорода очень тяжелые, потому что имеют сложную и многослойную структуру стенок. Водород в отличие от метана взрывается при любом соотношении с воздухом. При малейшем дорожно-транспортном происшествии риск взрыва очень высок. Водород вызывает «охрупчивание» стали, поэтому не следует надеяться на то, что российский «коричневый водород» можно будет транспортировать по магистральному трубопроводу «Северный поток-2», выполненному по классической схеме.

Таким образом, водород сам по себе не является инструментом декарбонизации глобальной энергетики и экономики будущего. Ни «коричневый», ни «зеленый водород» не решают климатической проблемы, потому что для их производства требуется ровно столько энергии, сколько они могут вернуть при использовании в качестве химического топлива. Водород удобно использовать в другом качестве — как накопителя избыточной энергии, производимой всеми известными видами генерации. Водород как энергоноситель-посредник может получить применение в транспортной сфере для исключения загрязняющего воздействия выхлопных газов автомобилей в крупных городах. Правда, подобный экологический инструмент могут позволить себе только высокоразвитые страны. С большой долей вероятности автомобили на водородном топливе не смогут конкурировать с электромобилями и выйти к 2050 г. на уровень массового производства. Для широкого и повсеместного применения водорода современная цивилизация не располагает необходимым запасом энергии.

Опубликован в газете «Московский комсомолец» №28570 от 1 июля 2021

Заголовок в газете: Водородное будущее России

Shanghai Electric вводит в действие НИЦ технологий производства водорода на основе ПОМ

Shanghai Electric подписывает соглашение о введении в действие Центра исследований и разработок технологий производства водорода на основе ПОМ, расширяющего возможности развития экологически чистой водородной энергетики в Китае 

ШАНХАЙ, 17 марта 2021 г. /PRNewswire/ — 4 марта компания Shanghai Electric (далее «Компания») (SEHK: 02727, SSE: 601727), являющаяся ведущим мировым производителем и поставщиком электроэнергетического и промышленного оборудования и интеграционных услуг, заключила соглашение с Даляньским институтом химической физики Китайской академии наук (далее «Даляньский институт») об открытии Центра исследований и разработок технологий производства водорода на основе протонообменной мембраны (ПОМ). Стороны подписали соглашение о сотрудничестве в реализации проекта разработки высокоэффективного модульного оборудования и систем производства водорода мегаваттного класса на основе технологии ПОМ, что знаменует для Shanghai Electric важный шаг вперед в области водородной энергетики.

Компания Shanghai Electric, являющаяся одним из крупнейших производителей энергетического оборудования в Китае, находится на переднем крае разработки технологий получения «зеленого» водорода в рамках китайской программы развития экологически чистой энергетики. На форуме «Две сессии» текущего года активно обсуждался 14-й Пятилетний план, видное место в котором занимает «зеленый» водород. Благодаря серьезной поддержке со стороны правительства и обширному интересу к данной отрасли 2021 год становится точкой отсчета для развития водородной энергетики.

В настоящее время Shanghai Electric и Даляньский институт достигли предварительного соглашения относительно пути промышленного развития производства новых энергоносителей и получения водорода методом электролиза воды. В рамках этого сотрудничества обе компании также продолжат наращивание качественно нового потенциала производства водорода путем электролиза воды на основе ПОМ, ускорение разработки конкурентоспособной водородной продукции, получаемой методом ПОМ-электролиза, а также стимулирование ее промышленного применения в различных вариантах. Кроме того, они продолжат углубленное сотрудничество по всей отраслевой цепочке водородной энергетики с целью ускорения процесса индустриализации в целом.

Водородная энергетика обладает наибольшим потенциалом из всех современных форм экологически чистой энергетики, и ключ к ее развитию лежит в производстве водорода. В настоящее время для получения водорода используются главным образом ископаемые виды топлива, а также восстановление и очистка водорода из промышленных отходов и его производство методом электролиза воды. В результате этих процессов в атмосферу выбрасываются значительные объемы углерода. В последние годы быстрая разработка по всему миру оборудования для электролиза воды на основе ПОМ позволила современным технологиям достичь нулевого уровня углеродных выбросов при эффективном производстве экологически чистого «зеленого» водорода. Этот прорыв окажет Китаю серьезное содействие в плане реализации его целей по достижению пика углеродных выбросов и углеродной нейтральности.

Таким образом, рыночный потенциал для производства водорода методом электролиза воды огромен. Согласно прогнозам, к 2050 году доля водородной энергетики будет составлять около 10% китайского рынка электроэнергии, а спрос на водород достигнет 60 млн тонн при годовой выручке от его реализации, превышающей 10 трлн юаней. В докладе «The Hydrogen: Tracking Energy Integration» («Водород: пути энергетической интеграции»), опубликованном Международным энергетическим агентством в июне 2020 года, отмечается, что число предприятий по производству водорода методом электролиза во всем мире и их установленная мощность существенно возросли, а объемы выработки увеличились с 1 МВт в 2010 до более чем 25 МВт в 2019 году. Большой интерес вызывает потенциал водорода, позволяющий ему стать наравне с природным газом в качестве энергетического ресурса, играющего одну из важнейших ролей в международной торговле, и даже заменить его в один прекрасный момент. В докладе PwC «2020 The Dawn of Green Hydrogen» («2020: зарождение эры зеленого водорода») консалтинговая компания предсказывает, что к середине столетия объем выпуска экспериментального водорода достигнет 530 млн тонн.

Компания Shanghai Electric сосредоточила свое внимание на водородной энергетике уже несколько лет назад, учитывая ее значительный потенциал роста в качестве одной из новых энергетических технологий будущего и, в частности, ее способность обеспечивать питание транспортных средств, использующих новые типы энергоносителей. В 2016 году Центральный научно-исследовательский институт компании Shanghai Electric начал вкладывать средства в исследования и разработки ключевых систем генерирования энергии на базе топливных элементов и технологий накопления. В 2020 году независимо разработанный компанией Shanghai Electric двигатель на топливных элементах мощностью 66 кВт, способный запускаться при низких температурах до -30°C, прошел контрольное испытание в Национальном центре контроля качества автотранспортной продукции. В нем используется запатентованная компанией Shanghai Electric система циркуляции водорода, обеспечивающая высокую мощность и внушительный рабочий ресурс, что в перспективе дает ему возможность заменить бензиновые и дизельные двигатели в коммерческих транспортных средствах.

На фоне совершенствования данной технологии водород вступил в фазу ускоренной индустриализации. Shanghai Electric максимально использует возможности для стимулирования своего развития и перехода на экологически чистую энергетику. В рамках этой деятельности в 2020 году компания Shanghai Electric создала подразделение водородной энергетики для дальнейшего ускорения развития и вступления в новую эры экологически чистой энергетики.

Компания Shanghai Electric, являющаяся одним из крупнейших производителей энергетического оборудования в Китае и обладающая возможностями для разработки проектов, маркетинга, инвестиций, финансирования, а также проектирования, материально-технического снабжения и строительства, продолжает ускорять развитие новой энергетики с применением новаторских подходов. Компания имеет синергетический потенциал и ресурсные преимущества по всей отраслевой цепи, начиная с выработки электроэнергии в ее верхнем звене и заканчивая химической металлургией в нижнем. Комбинированные элементы ускорят темпы внедрения Shanghai Electric в сферу производства водорода.

На данный момент компания Shanghai Electric ввела в действие ряд передовых демонстрационных объектов энергетики с использованием «зеленого» водорода на территории индустриальной базы Ниндун — одной из четырех демонстрационных зон современной угольно-химической промышленности в Китае. В их числе объект Ningdong Energy Base (Ниндунская энергетическая база), работающий по схеме «источник-сеть-нагрузка-хранилище-водород» и сочетающий в себе генерацию энергии из возобновляемых источников, ее хранение, производство водорода методом электролиза и всю отраслевую цепочку экологически чистой химической металлургии.

В декабре 2020 года компания Shanghai Electric заключила соглашение о сотрудничестве с целью строительства энергетического объекта «источник-сеть-нагрузка-хранилище-водород» в городе Отог-Цяньци автономного района Внутренняя Монголия. Этот объект, оснащенный крупномасштабным хранилищем электрохимической энергии и оборудованием для производства водорода, обеспечит создание масштабной базы производства электроэнергии из новых источников и поможет региону наладить эффективное снабжение холодом, теплом, электричеством, паром и водородной энергией.

Логотип — https://mma.prnewswire.com/media/1159638/LOGO_Logo.jpg

Related Links

www.shanghai-electric.com

SOURCE Shanghai Electric

Водород, полученный путем электролиза воды, теперь является конкурентоспособным по стоимости и дает нам еще один строительный блок для низкоуглеродной экономики.

Выработка дополнительной единицы электроэнергии с помощью фотоэлектрических систем или ветра не требует затрат. Одним из следствий роста возобновляемых источников энергии является то, что цены на электроэнергию на открытом рынке, как правило, будут падать. Как говорят экономисты, цены имеют тенденцию приближаться к предельным издержкам производства. Сегодня мы наблюдаем это на рынках электроэнергии. Это имеет глубокие последствия.

В этой заметке я рассматриваю влияние вероятного продолжающегося падения цен на электроэнергию на открытом рынке на один важный источник выбросов парниковых газов.Я пытаюсь показать, что производство водорода, которое в настоящее время почти полностью осуществляется с использованием метана и пара, будет в значительной степени основано на электролизе воды. Многие комментарии по поводу энергетического перехода оптимистичны в отношении перехода к электрификации транспорта и отопления зданий, но глубоко пессимистичны в отношении сокращения ископаемого топлива, используемого в промышленных процессах. В случае производства водорода такой пессимизм ошибочен.

В более общем плане я предполагаю, что водород станет доминирующим путем к долгосрочному хранению энергии, не в основном в виде самого газа, а в форме метана и жидкого топлива.

Чтобы внести ясность, я думаю, что у автомобилей на водородных топливных элементах очень мало шансов составить конкуренцию автомобилям с аккумуляторными батареями. Однако я верю, что использование водного электролиза для получения водорода, который затем сливается с молекулами углерода (такими как CO2) для создания синтетического природного газа и заменителей бензина и авиационного топлива, вероятно, станет центральной особенностью следующего этапа мировая декарбонизация. Для компаний, работающих на ископаемом топливе, которые пытаются избавиться от зависимости от нефти и газа, синтетические заменители существующего топлива должны стать ключевым направлением их долгосрочного планирования.Производство водорода и создание возобновляемых видов топлива, использующих этот водород, — это деятельность, больше похожая на основной бизнес нефтегазовых компаний, чем на фотоэлектрическую или ветряную.

Я не предполагаю, что правила или международные соглашения приведут к переходу на возобновляемый водород, а скорее, что простая экономика подтолкнет крупных нефтяных компаний, производителей химической продукции и других к производству топлива из электролизованного водорода, а не из природного газа или сырой нефти.

Падение оптовых цен на электроэнергию продолжится

6 и 7 июня 2017 года в Северной Европе было ветрено.В течение долгих дней большую часть времени светило солнце. В Германии две трети общей выработки электроэнергии в полдень 7-го числа приходилось на ветер и фотоэлектрические панели. В Великобритании газовые электростанции были сокращены до немногим более 20% выработки электроэнергии. Угольные генераторы большую часть периода простаивали полностью.

Воздействие на рынки электроэнергии было поразительным. Средняя спотовая цена на электроэнергию для почти немедленной поставки упала до очень низкого уровня. Германия показала отрицательные показатели за ночь и почти нулевые показатели в течение большей части дня.Средняя цена в Великобритании с 15:00 вторника 6-го до 15:00 среды 7-го числа составляла чуть более 13 фунтов стерлингов за мегаватт-час, или 1,3 пенса за киловатт-час. Краткосрочные цены в Великобритании большую часть ночи были ниже нуля. До недавнего времени это были действительно очень редкие события, и они случаются всего несколько раз в неделю.

Но по мере того, как установленная мощность возобновляемых источников энергии продолжает расти, эта модель будет происходить все чаще. И Великобритания, и Германия продолжают расширять оффшорную ветроэнергетику и в меньшей степени фотоэлектрическую энергию.У Великобритании есть амбиции к 2030 году иметь 30 гигаватт морской ветровой энергии. Полная мощность морской ветроэнергетики сама по себе почти покроет летний полуденный спрос. Вклад фотоэлектрических модулей будет означать, что возобновляемые источники энергии покроют общую потребность в электроэнергии. Очень трудно представить себе, что оптовые цены не отражают этот избыток предложения в долгосрочной перспективе вниз.

Тем не менее, правительство Великобритании продолжает прогнозировать резкий рост оптовых розничных цен на электроэнергию. Ожидается, что со средней цены в 37 фунтов стерлингов за мегаватт-час в 2016 году более чем на 50% до 56 фунтов стерлингов в 2030 году. По прогнозам, к той же дате домохозяйства столкнутся с розничными счетами на долларов, эквивалентными 180 фунтам стерлингов за мегаватт-час. Давайте сопоставим это число с сегодняшней средней оптовой ценой: 13 фунтов стерлингов — это чуть более 7% от 180 фунтов стерлингов, невероятно большой разрыв. Прогнозы правительства откровенно бредовые: оптовые цены на электроэнергию снижаются, и они останутся ниже. Без значительного повышения налогов они никогда не достигнут 180 фунтов стерлингов для местных потребителей.

Важно отметить, что эта постоянная дефляция цен на электроэнергию неизбежно повлияет на цены на ископаемое топливо.Что касается генерации, мы привыкли рассматривать затраты на электроэнергию как производную от цен на ископаемое топливо. Например, более высокие затраты на газ используются для автоматического повышения оптовых и розничных тарифов на электроэнергию. Эта ссылка теперь начинает работать в обратном направлении; падение цен на электроэнергию ведет к снижению затрат на природный газ. Если меньше природного газа используется в производстве электроэнергии в результате роста возобновляемых источников энергии, общий спрос на товар будет ниже, и цена упадет. По мере того как электромобили становятся все более распространенными, такая же связь устанавливается с нефтью.Более низкие цены на электроэнергию делают электромобили более привлекательными, снижая потребность в бензине и дизельном топливе. Таким образом, со временем цена на электроэнергию станет важным фактором, определяющим цену на нефть.

Роль электричества как установщика цен на ископаемое топливо можно наиболее четко увидеть, сравнив оптовые цены в Великобритании 6-7 июня со стоимостью газа. Краткосрочная рыночная цена на уровне 13 фунтов была лишь немногим выше эквивалентной цены на оптовый газ, составляющей около 12,50 фунтов стерлингов за мегаватт-час. Другими словами, в течение одного 24-часового периода электричество, которое обычно считается источником энергии премиум-класса, было всего на несколько процентов дороже, чем топливо, которое обычно используется для его производства. (Между прочим, нефть за 50 долларов в энергетическом выражении эквивалентна примерно 25 фунтам стерлингов за мегаватт-час, что в два раза превышает цену газа. В долгосрочной перспективе возобновляемые источники энергии также будут сдерживать рост цен на нефть).

Большая часть электроэнергии покупается и продается по контрактам на несколько дней или месяцев вперед, и эти цены будут значительно выше, чем на спотовом рынке 7 июня. Но, тем не менее, краткосрочные индикаторы дают мощный сигнал инвесторам, которые думают об инвестировании в производство электроэнергии на ископаемом топливе.Поскольку ветер и солнечная энергия становятся преобладающими источниками электроэнергии, использование газа или угля для производства электроэнергии становится все более и более плачевным. Например, новая газовая генерация потребует крупных субсидий по всей Европе, если будут построены электростанции.

Тесная связь между ценами на ископаемое топливо и затратами на возобновляемые источники энергии станет более сильной, поскольку доля электроэнергии в общем потреблении энергии будет все больше. Во-первых, я хочу проиллюстрировать один пример, который, как мне кажется, не привлекает достаточно внимания: вероятный переход от использования метана к электролизу воды в качестве основного способа получения водорода.

Электролизный водород

В мире производится около 50 миллионов тонн водорода в год. (Некоторые источники предполагают, что это нечто большее). Газ используется в качестве добавки на нефтеперерабатывающих заводах, в качестве сырья для производства аммиака и для многих различных промышленных процессов, включая, например, производство маргарина.

Сегодня почти весь водород производится путем так называемого «парового риформинга», обычно из метана (основного компонента природного газа).Поток газа смешивается с высокотемпературным паром в присутствии катализатора. Конечный продукт процесса представляет собой смесь CO2 и водорода. Ценный водород собирается, а CO2 сбрасывается в атмосферу. Если мои расчеты верны, водород, производимый сегодня в процессе парового риформинга, приводит к примерно 500 миллионам тонн выбросов в год, или более 1% мировых парниковых газов. [1]

Водород можно также получить электролизом воды. Электричество используется для расщепления молекулы на водород и кислород.Если бы его производили с использованием водного электролиза, на мировое производство водорода сегодня потребовалось бы около 15% мирового производства электроэнергии. Когда производство h3 переключится с использования метана на использование излишков электроэнергии, водород станет важным методом уравновешивания мировых энергосистем. Когда электричество в избытке, электролизеры будут включены. Их работа прекратится, когда станет мало электричества.

В прошлом электролиз использовался очень редко, потому что источник энергии, электричество, был дороже, чем газ, используемый для парового риформинга.

Это все еще правда? Нам необходимо изучить энергоэффективность парового риформинга, его эксплуатационные и капитальные затраты, а также относительные цены на газ и электроэнергию.

· Грубо говоря, новая электролизная установка сегодня обеспечивает энергоэффективность около 80%. То есть энергетическая ценность производимого водорода составляет около 80% электричества, используемого для расщепления молекулы воды. Эффективность парового риформинга составляет около 65%.

· Однако капитальные затраты на установку парового риформинга в настоящее время ниже стоимости нового электролизера аналогичной мощности.В отчете о проекте по переоборудованию района Лидс в Северной Англии с природного газа на водород для бизнеса и бытового использования предполагалась стоимость установки парового риформинга около 600 000 фунтов стерлингов на мегаватт мощности. Как и многое другое в низкоуглеродной экономике, затраты на электролизеры быстро падают. Некоторые производители прогнозируют, что стоимость электролизера в течение следующего года составит около 700 000 фунтов стерлингов за мегаватт. ITM Power, производитель электролизеров в Шеффилде, заявляет, что его затраты уже ниже 1 миллиона евро (около 870 000 фунтов стерлингов) на каждый мегаватт мощности.По мере резкого увеличения размеров электролизеров — скоро мы можем увидеть устройства на 10 мегаватт — стоимость единицы мощности будет снижаться. В конечном итоге электролизеры будут значительно дешевле оборудования парового риформинга.

· Электролизеры не требуют значительного обслуживания или большого административного труда. Паровой риформинг требует более высоких эксплуатационных затрат, но мне не удалось получить точных оценок. (Если у вас есть хороший источник, я был бы очень благодарен об этом). Поэтому я проигнорировал это число.

· Независимо от того, производится ли водород путем парового риформинга или электролиза, потребуется хранение как под низким, так и под высоким давлением. Затраты будут эквивалентными, если, например, электролизер не будет работать только при низких ценах на электроэнергию. В этом случае путь электролиза неизбежно потребует большего объема памяти.

Мы можем приблизительно оценить относительные затраты на производство водорода с помощью электролиза при различных ценах на электроэнергию и сравнить их со средней ценой на водород в Европе сегодня.Насколько я могу судить, водород от парового риформинга в настоящее время стоит около 5 пенсов за киловатт-час энергетической ценности, поставляемой пользователю на месте. [2] Это число не связано с какими-либо затратами или налогами на выбросы CO2 в атмосферу. Даже при нынешних низких ценах на углерод это добавит к полностью рассчитанной стоимости h3.

Когда падение цен на электроэнергию сделает более экономичным получение водорода путем электролиза? Давайте посмотрим на элементы, составляющие стоимость водорода при электролизе

· Капитальные затраты на электролизер.Я предполагаю, что закупочная цена (включая установку) составляет 700 000 евро за МВт мощности для использования электроэнергии для производства водорода. Это ниже, чем цена, которая могла бы быть достигнута сегодня, но должна быть возможна к 2019/2020 году. Я предполагаю, что электролизер будет работать около 4000 часов в год, в основном, когда электроэнергия дешевая из-за обильного ветра или солнца. При ставке дисконтирования 7% владельцу необходимо будет зарабатывать 65 000 евро в год, чтобы покрыть расходы в течение 20 лет. Стоимость 1 МВт-ч электроэнергии в течение более 4000 часов составляет 16 евро. 25. Для простоты я переведу это в 14,15 фунтов стерлингов за МВтч по сегодняшнему обменному курсу

фунтов стерлингов / евро · Текущие расходы. Оценок для этого немного, но число невелико. Я оцениваю 5 евро за МВтч, или 4,35 фунта стерлингов. Я считаю это консервативным.

· Стоимость электроэнергии. Это критический элемент. До недавнего резкого падения оптовых цен на электроэнергию цена на электроэнергию казалась дорогостоящей. Я взял для анализа достаточно типичный день — вчера, 4 июля 2017 года.В отличие от дней в начале июня, упомянутых в начале статьи, здесь не было особенно солнечно или ветрено. Я думаю, что будет справедливо использовать этот день как образец летних цен на электроэнергию. Средняя цена на краткосрочном балансирующем рынке составила 35,87 фунта стерлингов в течение 24 часов. Однако за 11 часов с самой низкой ценой (22 получасовых периода) это было 23,92 фунта стерлингов. Поскольку я предполагаю, что электролизер работает 11 часов в день (около 4000 часов в год), я использую эту среднюю цену.

Цены на электроэнергию на «балансирующем рынке» Великобритании на 4 июля 2017 г.

Производство водорода при электролизе воды: роль катализаторов | Нано конвергенция

  • 1.

    M.A. Khan, H. Zhao, W. Zou, Z. Chen, W. Cao, J. Fang, J. Xu, L. Zhang, J. Zhang, Electrochem. Energy Rev. 1 (4), 483–530 (2018)

    Статья CAS Google Scholar

  • 2.

    A. Li, Y. Sun, T. Yao, H. Han, Chem. Евро. J. 24 (69), 18334–18355 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 3.

    Дж. Чжу, Л. Ху, П. Чжао, L.Y.S. Лук-порей.-Y. Wong, Chem. Ред. 120 (2), 851–918 (2019)

    Статья CAS Google Scholar

  • 4.

    J. Song, C. Wei, Z.-F. Хуанг, Ч. Лю, Л. Цзэн, X. Ван, З.Дж. Xu, Chem. Soc. Ред. 49 (7), 2196–2214 (2020)

    CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Н.-Т. Суен, С.-Ф. Hung, Q. Quan, N. Zhang, Y.-J. Сюй, Х. Chen, Chem. Soc. Ред. 46 (2), 337–365 (2017)

    CAS Статья Google Scholar

  • 6.

    Ф. Ю., Л. Ю., И. Мишра, Ю. Ю., З. Рен, Х. Чжоу, Mater. Сегодня Phys. 7 , 121–138 (2018)

    Статья Google Scholar

  • 7.

    X. Zou, Y. Zhang, Chem. Soc. Ред. 44 (15), 5148–5180 (2015)

    CAS Статья Google Scholar

  • 8.

    К. Ху, Л. Чжан, Дж. Гонг, Energy Environ. Sci. 12 (9), 2620–2645 (2019)

    CAS Статья Google Scholar

  • 9.

    З.П. Ву, X.F. Лу, С.К. Занг, X.W. Лу, адв. Функц. Матер. 30 (15), 1910274 (2020)

    КАС Статья Google Scholar

  • 10.

    E. Fabbri, T.J. Шмидт, ACS Catal. 8 (10), 9765–9774 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Y. Yan, B.Y. Xia, B. Zhao, X. Wang, J. Mater. Chem. А 4 (45), 17587–17603 (2016)

    CAS Статья Google Scholar

  • 12.

    C.J. Zhong, J. Luo, B. Fang, B.N. Ванджала, П. Нйоки, Р. Лукракпам, Дж. Инь, Нанотехнологии 21 (6), 062001 (2010)

    Статья CAS Google Scholar

  • 13.

    Р. Лоукракпам, Дж. Ло, Т. Хе, Ю. Чен, З. Сюй, П.Н. Нйоки, Б. Wanjala, B. Fang, D. Mott, J. Yin, J. Klar, B. Powell, C.J. Zhong, J. Phys. Chem. C 115 (5), 1682–1694 (2011)

    CAS Статья Google Scholar

  • 14.

    W. Wang, Z. Wang, J. Wang, C.J. Zhong, C.J. Liu, Adv. Sci. 4 (4), 1600486 (2017)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 15.

    C.J. Zhong, J. Luo, P.N. Нйоки, Д. Мотт, Б. Ванджала, Р. Лоукракпам, С. Лим, Л. Ван, Б. Фанг, З. Сюй, Energy Environ. Sci. 1 (4), 454–466 (2008)

    CAS Статья Google Scholar

  • 16.

    Р. Цзян, С.on Tung, Z. Tang, L. Li, L. Ding, X. Xi, Y. Liu, L. Zhang, J. Zhang, Energy Storage Mater. 12 , 260–276 (2018)

    Статья Google Scholar

  • 17.

    К. Чжан, Х. Шен, Ю. Пан, З. Пэн, Фронт. Energy Res. 11 (3), 268–285 (2017)

    Статья Google Scholar

  • 18.

    S. Sui, X. Wang, X. Zhou, Y. Su, S. Riffat, C.J. Liu, J. Mater. Chem.A 5 (5), 1808–1825 (2017)

    CAS Статья Google Scholar

  • 19.

    ZP Wu, DT Caracciolo, Y. Maswadeh, J. Wen, Z. Kong, S. Shan, JA Vargas, S. Yan, E. Hopkins, K. Park, A. Sharma, Y. Ren , В. Петков, Л. Ван, CJ Zhong, Nat. Commun. (2021 г.). https://doi.org/10.1038/s41467-021-21017-6

    Статья Google Scholar

  • 20.

    Ф. Чанг, З.Бай, М. Ли, М. Рен, Т. Лю, Л. Ян, Ч. Дж. Чжун, Дж. Лу, Nano Lett. 20 (4), 2416–2422 (2020)

    CAS Статья Google Scholar

  • 21.

    Z. Kong, Y. Maswadeh, J.A. Варгас, С. Шан, З.П. Ву, Х. Карим, А.С. Лефф, Д.Т. Тран, Ф. Чанг, С. Ян, С. Нам, X.F. Zhao, J.M. Lee, J. Luo, S. Shastri, G. Yu, V. Petkov, C.J. Zhong, J. Am. Chem. Soc. 142 (3), 1287–1299 (2019)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 22.

    З.П. Ву, С. Шан, З.-Х. Xie, N. Kang, K. Park, E. Hopkins, S. Yan, A. Sharma, J. Luo, J. Wang, V. Petkov, L.C. Ван, С.Дж. Чжун, ACS Catal. 8 (12), 11302–11313 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 23.

    Y. Xie, Y. Yang, D.A. Мюллер, Х. Абрунья, Н. Димитров, Дж. Фанг, ACS Catal. 10 (17), 9967–9976 (2020)

    CAS Статья Google Scholar

  • 24.

    З.П. Ву, С. Шан, С.К. Занг, К.Дж. Чжун, акк. Chem. Res. 53 , 1287–1299 (2020)

    Google Scholar

  • 25.

    S.L. Suib, Новые и будущие разработки в области катализа: батареи, хранение водорода и топливные элементы (Newnes, London, 2013).

    Google Scholar

  • 26.

    С. Шан, Дж. Ло, Дж. Ву, Н. Кан, В. Чжао, Х. Кронк, Ю. Чжао, П. Джозеф, В.Петков, С.Дж. Чжун, RSC Adv. 4 (80), 42654–42669 (2014)

    CAS Статья Google Scholar

  • 27.

    К. Сардар, Э. Петручко, С.И. Hiley, J.D. Sharman, P.P. Уэллс, А.Э. Рассел, Р.Дж. Kashtiban, J. Sloan, R.I. Walton, Angew. Chem. Int. Эд. 126 (41), 11140–11144 (2014)

    Артикул Google Scholar

  • 28.

    Д. Стрмчник, М. Учимура, К.Ван, Р. Суббараман, Н. Данилович, Д. Ван дер Влит, А.П. Пауликас, В. Стаменкович, Н.М.Маркович, Nat. Chem. 5 (4), 300–306 (2013)

    CAS Статья Google Scholar

  • 29.

    M. Huynh, T. Ozel, C. Liu, E.C. Lau, D.G. Nocera, Chem. Sci. 8 (7), 4779–4794 (2017)

    CAS Статья Google Scholar

  • 30.

    E. Skúlason, G.S.Карлберг, Дж. Россмейсл, Т. Блигаард, Дж. Грили, Х. Йонссон, Дж. К. Нёрсков, PCCP 9 (25), 3241–3250 (2007)

    Статья Google Scholar

  • 31.

    N.M. Markovića, S.T. Сарраф, Х.А. Гастайгер, П. Росс, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 92 (20), 3719–3725 (1996)

    Артикул Google Scholar

  • 32.

    S. Trasatti, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 39 (1), 163–184 (1972)

    CAS Статья Google Scholar

  • 33.

    T.R. Кук, Д. Догутан, С. Рис, Ю. Сурендранат, Т.С. Teets, D.G. Nocera, Chem. Ред. 110 (11), 6474–6502 (2010)

    CAS Статья Google Scholar

  • 34.

    W. Sheng, M. Myint, J.G. Чен, Янь Янь, Energy Environ. Sci. 6 (5), 1509–1512 (2013)

    CAS Статья Google Scholar

  • 35.

    Л. Се, К. Лю, X. Ши, А.М. Асири, Я. Луо, Х. Сан, Неорг. Chem. Фронт. 5 (6), 1365–1369 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 36.

    Z. Zhao, H. Liu, W. Gao, W. Xue, Z. Liu, J. Huang, X. Pan, Y. Huang, J. Am. Chem. Soc. 140 (29), 9046–9050 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 37.

    Y. Xie, J. Cai, Y. Wu, Y.Zang, X. Zheng, J. Ye, P. Cui, S. Niu, Y. Liu, J. Zhu, Adv. Матер. 31 (16), 1807780 (2019)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 38.

    П. Сяо, Ю. Янь, Х. Ге, З. Лю, Ж.-Й. Wang, X. Wang, Appl. Катал. В 154 , 232–237 (2014)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 39.

    W. Gao, Y. Shi, Y. Zhang, L. Zuo, H. Lu, Y. Huang, W. Fan, T.Лю, ACS Sustain. Chem. Англ. 4 (12), 6313–6321 (2016)

    CAS Статья Google Scholar

  • 40.

    E.J. Popczun, J.R. McKone, C.G. Рид, А.Дж. Бьякки, А. Уилтроут, Н. Льюис, Р. Schaak, J. Am. Chem. Soc. 135 (25), 9267–9270 (2013)

    CAS Статья Google Scholar

  • 41.

    R. Zhang, X. Wang, S. Yu, T. Wen, X. Zhu, F. Yang, X.Sun, X. Wang, W. Hu, Adv. Матер. 29 (9), 1605502 (2017)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 42.

    Дж. Се, Х. Чжан, С. Ли, Р. Ван, Х. Сунь, М. Чжоу, Дж. Чжоу, X.W. Лу, Ю. Се, адв. Матер. 25 (40), 5807–5813 (2013)

    CAS Статья Google Scholar

  • 43.

    M.S. Фабер, Р. Дзедзич, М.А.Луковский, Н.С. Кайзер, К. Дин, С.Джин, Дж. Ам. Chem. Soc. 136 (28), 10053–10061 (2014)

    CAS Статья Google Scholar

  • 44.

    J. Xie, J. Zhang, S. Li, F. Grote, X. Zhang, H. Zhang, R. Wang, Y. Lei, B. Pan, Y. Xie, J. Am. Chem. Soc. 135 (47), 17881–17888 (2013)

    CAS Статья Google Scholar

  • 45.

    З. Ван, Х. Рен, Ю. Луо, Л. Ван, Г. Цуй, Ф. Се, Х.Ван, Я. Се, X. Сунь, наномасштаб 10 (26), 12302–12307 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 46.

    Q. Li, L. Wu, G. Wu, D. Su, H. Lv, S. Zhang, W. Zhu, A. Casimir, H. Zhu, A. Mendoza-Garcia, Nano Lett . 15 (4), 2468–2473 (2015)

    CAS Статья Google Scholar

  • 47.

    X.-Y. Хуанг, А.Дж. Ван, Л. Чжан, К.-М. Фанг, Л.-J. Ву, Дж. Дж. Feng, J. Colloid Interface Sci. 531 , 578–584 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 48.

    Р. Суббараман, Д. Трипкович, Д. Стрмчник, К.-К. Чанг, М. Учимура, А.П. Пауликас, В. Стаменкович, Н.М. Маркович, Science 334 (6060), 1256–1260 (2011)

    CAS Статья Google Scholar

  • 49.

    Р. Леви, М. Будар, Science 181 (4099), 547–549 (1973)

    CAS Статья Google Scholar

  • 50.

    J.R. Китчин, J.K. Нёрсков, М.А.Барто, Ж.Г. Чен, Катал. Сегодня. 105 (1), 66–73 (2005)

    CAS Статья Google Scholar

  • 51.

    Х. Врубель, Х. Ху, Ангью. Chem. Int. Эд. 51 (СТАТЬЯ), 12703–12706 (2012)

    CAS Статья Google Scholar

  • 52.

    П. Лю, Дж. А. Родригес, Дж. Ам. Chem. Soc. 127 (42), 14871–14878 (2005)

    CAS Статья Google Scholar

  • 53.

    Б. Хиннеманн, П.Г. Моисей, Дж. Бонд, К.П. Йоргенсен, Дж. Нильсен, С. Хорх, И. Чоркендорф, Дж.К. Nørskov, J. Am. Chem. Soc. 127 (15), 5308–5309 (2005)

    CAS Статья Google Scholar

  • 54.

    T.F. Харамилло, К. Йоргенсен, Дж. Бонд, Дж. Х. Нильсен, С. Хорх, И. Чоркендорф, Science 317 (5834), 100–102 (2007)

    CAS Статья Google Scholar

  • 55.

    J.K. Nørskov, J. Rossmeisl, A. Logadottir, L. Lindqvist, J.R. Kitchin, T. Bligaard, H. Jonsson, J. Phys. Chem. B 108 (46), 17886–17892 (2004)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 56.

    I.C. Человек, H.Y. Су, Ф. Калле-Вальехо, Х.А. Хансен, Дж. Мартинес, Н. Иноглу, Дж. Китчин, Т.Ф. Харамилло, Дж. Нёрсков, Дж. Россмейсл, ChemCatChem 3 (7), 1159–1165 (2011)

    CAS Статья Google Scholar

  • 57.

    J.K. Нёрсков, Ф. Абильд-Педерсен, Ф. Стадт, Т. Блигаард, PNAS 108 (3), 937–943 (2011)

    Статья Google Scholar

  • 58.

    J. Su, R. Ge, K. Jiang, Y. Dong, F. Hao, Z. Tian, ​​G. Chen, L. Chen, Adv. Матер. 30 (29), 1801351 (2018)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 59.

    Ю. Ван, Л. Чжан, К. Инь, Дж. Чжан, Х. Гао, Н. Лю, З.Пэн, З. Чжан, ACS Appl. Матер. Интерфейсы 11 (43), 39728–39736 (2019)

    CAS Статья Google Scholar

  • 60.

    J. Park, Y.J. Sa, H. Baik, T. Kwon, S.H. Джу, К. Ли, ACS Nano 11 (6), 5500–5509 (2017)

    CAS Статья Google Scholar

  • 61.

    Дж. Лим, Д. Парк, С.С. Чон, К.В. Ро, Дж. Чой, Д. Юн, М. Парк, Х. Юнг, Х.Ли, адв. Функц. Матер. 28 (4), 1704796 (2018)

    Артикул CAS Google Scholar

  • 62.

    A. Lu, D.-L. Peng, F. Chang, Z. Skeete, S. Shan, A. Sharma, J. Luo, C.J. Zhong, ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8 (31), 20082–20091 (2016)

    CAS Статья Google Scholar

  • 63.

    Б. Чжан, Х. Чжэн, О. Возный, Р. Комин, М. Байдич, М.Гарсия-Мельчор, Л. Хан, Дж. Сюй, М. Лю, Л. Чжэн, Science 352 (6283), 333–337 (2016)

    CAS Статья Google Scholar

  • 64.

    L. Xu, Q. Jiang, Z. Xiao, X. Li, J. Huo, S. Wang, L. Dai, Angew. Chem. Int. Эд. 128 (17), 5363–5367 (2016)

    Статья Google Scholar

  • 65.

    Z. Lu, W. Xu, W. Zhu, Q. Yang, X. Lei, J. Liu, Y. Li, X. Sun, X. Duan, Chem. Commun. 50 (49), 6479–6482 (2014)

    CAS Статья Google Scholar

  • 66.

    Q. Zhou, Y. Chen, G. Zhao, Y. Lin, Z. Yu, X. Xu, X. Wang, H.K. Лю, W. Sun, S.X. Доу, ACS Catal. 8 (6), 5382–5390 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 67.

    X. Xu, F. Song, X. Hu, Nat. Chem. 7 (1), 1–7 (2016)

    Google Scholar

  • 68.

    А. Гримо, О. Диас-Моралес, Б. Хан, В. Т. Хонг, Ю.-Л. Ли, Л. Джордано, К.А. Штёрцингер, М. Копер, Ю. Шао-Хорн, Нац. Chem. 9 (5), 457–465 (2017)

    CAS Статья Google Scholar

  • 69.

    Y. Zhu, H.A. Тахини, З. Ху, З.Г. Chen, W. Zhou, A.C. Komarek, Q. Lin, H.J. Lin, C.T. Чен, Ю. Чжун, Adv. Матер. 32 (1), 1

  • 5 (2020)

    КАС Статья Google Scholar

  • 70.

    J.S. Ю, X. Rong, Y. Liu, A.M. Колпак, ACS Catal. 8 (5), 4628–4636 (2018)

    CAS Статья Google Scholar

  • 71.

    Z.F. Хуанг, Дж. Сон, Ю. Ду, С. Си, С. Доу, J.M.V. Нсанзимана, К. Ван, З.Дж. Сюй, X. Ван, Нат. Энергетика 4 (4), 329–338 (2019)

    CAS Статья Google Scholar

  • 72.

    С. Шан, Дж. Ли, Й. Масваде, К. О’Брайен, Х.Карим, Д.Т. Тран, И.С. Ли, З.П. Ву, С. Ван, С. Ян, Х. Кронк, Д. Мотт, Л. Ян, Дж. Луо, В. Петков, К. Дж. Чжун, Nat. Commun. 11 (1), 1–9 (2020)

    Статья CAS Google Scholar

  • 73.

    J.T. Меффорд, X. Ронг, A.M. Абакумов, В.Г. Хардин, С. Дай, А. Колпак, К. Джонстон, К.Дж. Стивенсон, Нат. Commun. 7 (1), 1–11 (2016)

    Статья CAS Google Scholar

  • Производство водорода — U.S. Управление энергетической информации (EIA)

    Как производится водород?

    Чтобы произвести водород, он должен быть отделен от других элементов в молекулах, в которых он находится. Есть много различных источников водорода и способов его производства для использования в качестве топлива. Двумя наиболее распространенными методами производства водорода являются паровой конверсии метана и электролиз (разделение воды на электричество. Исследователи изучают другие методы.

    Процессы производства водорода

    Источник: Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, Производство водорода (общественное достояние)

    Нажмите для увеличения

    Паровой риформинг метана — широко используемый метод получения коммерческого водорода

    Паровой риформинг метана составляет почти весь коммерчески производимый водород в Соединенных Штатах.Коммерческие производители водорода и нефтеперерабатывающие заводы используют паровой риформинг метана для отделения атомов водорода от атомов углерода в метане (Ch5). При паровом риформинге метана высокотемпературный пар (от 1300 ° F до 1800 ° F) под давлением 3–25 бар (1 бар = 14,5 фунтов на квадратный дюйм) реагирует с метаном в присутствии катализатора с образованием водорода, окиси углерода. , и относительно небольшое количество диоксида углерода.

    Природный газ является основным источником метана для производства водорода промышленными предприятиями и нефтеперерабатывающими заводами.Свалочный газ / биогаз, который можно назвать биометаном , является источником водорода для нескольких электростанций на топливных элементах в Соединенных Штатах. Биотопливо и нефтяное топливо также являются потенциальными источниками метана.

    Электролиз использует электричество

    Электролиз — это процесс отделения водорода от воды с помощью электрического тока. Электролиз обычно используется для демонстрации химических реакций и производства водорода на уроках естественных наук в средней школе. В крупном промышленном масштабе процесс может называться power-to-gas , где power — электричество, а водород — газ .Сам по себе электролиз не производит никаких побочных продуктов или выбросов, кроме водорода и кислорода. Электроэнергия для электролиза может поступать из возобновляемых источников, таких как гидроэнергия, солнечная энергия или энергия ветра. Если электричество для электролиза производится из ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти) или сжигания биомассы, то соответствующее воздействие на окружающую среду и выбросы углекислого газа косвенно связаны с электролизом.

    Другие способы получения водорода

    • Использование микробов, которые используют свет для производства водорода
    • Преобразование биомассы в газ или жидкость и отделение водорода
    • Использование технологий солнечной энергии для отделения водорода от молекул воды

    Категории водорода

    Производители водорода, продавцы, государственные учреждения и другие организации могут классифицировать или определять водород в соответствии с источниками энергии для его производства.Например, водород, произведенный с использованием возобновляемых источников энергии, может называться возобновляемым водородом или зеленым водородом . Водород, полученный из угля, может называться коричневым водородом , а водород, полученный из природного газа или нефти, может называться серым водородом . Производство коричневого или серого водорода в сочетании с улавливанием и хранением / секвестрацией углерода может обозначаться как синий водород .

    Последнее обновление: 7 января 2021 г.

    Производство водорода с помощью электролиза воды PEM — Обзор

    Основные моменты

    Электролиз воды — одна из наиболее многообещающих альтернатив для хранения энергии из возобновляемых источников энергии.

    Электролиз воды PEM обеспечивает устойчивое решение для будущего чистого производства водорода высокой степени чистоты.

    Обзор электролиза воды PEM, включая проблемы, научные и технологические достижения.

    Ясно обсуждаемые быстрые разработки в области электролиза воды на основе ПЭМ, включая высокоэффективные электрокатализаторы.

    Реферат

    Водород — самый эффективный энергоноситель. Водород можно получить из различных источников сырья, включая воду. Среди многих методов производства водорода экологически чистый и высокочистый водород можно получить путем электролиза воды. Однако с точки зрения устойчивости и воздействия на окружающую среду электролиз воды из ПЭМ считался наиболее многообещающим методом для высокоэффективного производства водорода из возобновляемых источников энергии и выделяет только кислород в качестве побочного продукта без каких-либо выбросов углерода. Более того, произведенные водород (H 2 ) и кислород (O 2 ) непосредственно используются для топливных элементов и промышленных применений.Однако общее расщепление воды приводит к тому, что только 4% мирового промышленного водорода производится путем электролиза воды, в основном из-за экономических проблем. В настоящее время возросшее стремление к производству зеленого водорода увеличило интерес к электролизу воды из PEM. Таким образом, недавно были завершены значительные исследования по разработке экономичных электрокатализаторов для электролиза воды на основе ПЭМ. В этом обзоре мы обсудили недавние разработки в области электролиза воды на основе ПЭМ, включая высокоэффективные и недорогие электрокатализаторы на основе HER и OER, а также решены новые и старые проблемы, связанные с электрокатализаторами и компонентами элементов PEM.Этот обзор будет способствовать дальнейшим усовершенствованиям исследований и дорожной карте, чтобы поддержать разработку водного электролизера PEM как коммерчески осуществимой цели производства водорода.

    Ключевые слова

    Производство водорода

    Электролиз воды PEM

    Электрокатализаторы

    Реакция выделения водорода (HER)

    Реакция выделения кислорода (OER)

    Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

    © 2019 Авторы. Производство и хостинг Elsevier B.V. от имени KeAi Communications Co., Ltd.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    Система разделения морской воды может увеличить производство возобновляемого водорода | Research

    Морская вода может быть использована для производства зеленого водорода с помощью системы, сочетающей электрохимическое расщепление воды с прямым осмосом. Такой подход может позволить увеличить производство водородного топлива с использованием преимущественно соленых природных источников воды на планете без предварительной обработки или очистки.

    Это определенно одна из тех статей, которые заставляют задуматься: «Почему никто не подумал об этом раньше?»

    Марк Саймс, Университет Глазго

    Использование солнечной энергии для электрохимического расщепления воды на кислород и водород, подобно тому, как фотосинтезируют растения, открывает большие перспективы для возобновляемых источников энергии. Образовавшийся водород затем можно смешать с диоксидом углерода для получения водородного топлива.

    Однако эффективное разделение воды зависит от каталитических электродов, для которых обычно требуется чистая вода в основных условиях, чтобы избежать повреждений.Таким образом, увеличение разделения воды для получения водородного топлива ограничено необходимостью дорогостоящих процессов опреснения и очистки для получения достаточного количества чистой деионизированной воды. Между тем, большинство природных источников воды нечистые. Около 96,5% воды на планете — это солоноватая или морская вода, содержащая растворенные соли и органические вещества, вызывающие коррозию стандартных катализаторов.

    Сэмюэл Вероно и Даниэль Ночера из Гарвардского университета, США, показали, как пассивный прямой осмос в сочетании с расщеплением воды означает, что катализаторы могут использоваться с источниками нечистой воды с минимальными потерями в эффективности.«Единственная удивительная проблема для нас заключается в том, что это не было подробно рассмотрено ранее, учитывая всю работу, проводимую в разделении воды», — говорит Ночера. «Большая часть работы сосредоточена на источниках чистой воды, а не на загрязненных».

    Ночера говорит, что он и его аспирант Вероно изначально искали новый способ получения кислорода из морской воды. В процессе они заметили, что прямой осмос может быть эффективным при расщеплении воды для использования энергии, что привело их к разработке ячейки прямого осмоса и расщепления воды (Fows).

    Чтобы сделать экспериментальную ячейку, исследователи отрезали дно пластиковой центрифужной пробирки и перевернули ее. Затем они просверлили отверстие в навинчивающейся крышке трубки, теперь на дне, прежде чем поместить полупроницаемую для прямого осмоса мембрану из ацетата целлюлозы внутрь винтовой крышки и навинтить ее. Затем они заполнили перевернутую трубку раствором электролита фосфата натрия перед тем, как вставить платиновые электроды, чтобы катализировать расщепление воды.

    Затем группа подготовила раствор хлорида натрия, имитирующий морскую воду.Когда ячейка Фауза была помещена в раствор соленой воды и приложен ток, образовались водород и кислород. По мере того, как вода в ячейке истощается, образуется градиент концентрации, позволяющий прямому осмосу вытеснять соленую воду через предварительно просверленное отверстие в крышке трубки внизу и через полупроницаемую мембрану для доставки чистой воды в ячейку. Уравновешивая скорость притока и оттока, чистую воду можно было бы непрерывно извлекать из соленой воды для подпитки водоразделительной ячейки.

    «Прелесть работы в том, что здесь нет движущихся частей или дополнительных затрат энергии, только недорогая полупроницаемая мембрана», — комментирует Марк Саймс, изучающий электрокатализ в Университете Глазго. «Это определенно одна из тех статей, которые заставляют задуматься:« Почему никто не подумал об этом раньше? » Я не удивлюсь, увидев быстрое развитие этой идеи в крупномасштабную систему для электролиза в неочищенной воде ».

    Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Зеленый водород набирает обороты, но он должен преодолеть большие препятствия

    Человечество столкнулось с трудной битвой, когда дело доходит до сохранения нашей планеты.Согласно Межправительственной группе экспертов по изменению климата, чтобы предотвратить некоторые из наихудших последствий изменения климата, нам необходимо остановить повышение глобальной температуры на 1,5 градуса Цельсия по сравнению с доиндустриальным уровнем.

    Еще один инструмент, который может помочь — зеленый водород.

    Зеленый водород получают в процессе, известном как электролиз. Здесь устройство, известное как электролизер, с помощью электрического тока расщепляет соединение на составляющие элементы. Чаще всего этим соединением является вода, которая делится на водород и кислород.Если используемое электричество поступает из возобновляемых источников, таких как ветер и солнце, последующий водород известен как «зеленый».

    По данным Международного энергетического агентства, сегодня менее 0,1% водорода производится путем электролиза воды, но это скоро может измениться.

    «Мы действительно видим полное снижение стоимости производства водорода», — говорит Хаим Исраэль, глобальный стратег и глава отдела тематических инвестиций BofA Securities. Он сказал, что цены на электролизеры упали на 50% по сравнению с пятилетней давностью, а затраты на возобновляемые источники энергии упали на 50% -60%.«Мы считаем, что до конца десятилетия они оба упадут еще на 60–70%», — сказал он.

    Большая часть водорода сегодня используется в промышленности, включая нефтепереработку и производство аммиака, метанола и стали. Но недавние достижения в области экологически чистой водородной технологии делают ее более привлекательной для ряда различных отраслей.

    На транспорте водородное топливо может служить прямой заменой газа и дизельного топлива. В отличие от электромобилей, для зарядки которых может потребоваться около 30 минут с помощью самых быстрых зарядных станций, автомобили на водородных топливных элементах могут быть готовы к работе за считанные минуты.Но топливные элементы, которые преобразуют водородное топливо в энергию, полезную для автомобилей, по-прежнему дороги. Инфраструктура водородных станций, необходимая для заправки автомобилей на водородных топливных элементах, по-прежнему развита недостаточно. Тем не менее, эксперты считают, что водород может быть особенно эффективным, когда речь идет о дальних грузовых перевозках и других секторах, таких как грузовые перевозки и дальние авиаперевозки, где использование тяжелых аккумуляторов было бы неэффективным.

    Еще одно возможное использование водорода — это хранение возобновляемой энергии, которая в противном случае была бы потрачена впустую.Mitsubishi Power и компания по хранению топлива Magnum Development работают над проектом в Юте по строительству хранилища на 1000 мегаватт чистой энергии, частично за счет хранения водорода в соляных пещерах. Проект Advanced Clean Energy Storage, запуск которого запланирован на 2025 год, станет крупнейшей системой хранения чистой энергии в мире.

    «Мы собираемся построить очень большую систему электролиза, которая сможет преобразовывать возобновляемую энергию в водород», — сказал Пол Браунинг, президент и генеральный директор Mitsubishi Power Americas.«Мы собираемся хранить этот водород в соляном куполе в течение длительных периодов времени, чтобы его можно было использовать, когда электросети требуется электричество, а не тогда, когда оно производится».

    Водород можно также использовать для обогрева наших домов и обезуглероживания ряда секторов, которые трудно было очистить в прошлом. Сюда входят химическая, металлургическая и металлургическая промышленность.

    Фактически, аналитики BofA Securities считают, что к 2050 году чистый водород может обеспечивать примерно 22% наших потребностей в энергии по сравнению с 4% энергии, которую водород поставляет сегодня.Но это потребует огромных объемов дополнительной выработки электроэнергии из возобновляемых источников.

    По оценкам BloombergNEF, для производства зеленого водорода, достаточного для удовлетворения четверти наших потребностей в энергии, потребуется больше электроэнергии, чем сегодня в мире, из всех источников вместе взятых, а также инвестиции в размере 11 триллионов долларов в инфраструктуру производства, хранения и транспортировки.

    «Я верю, что через 50 лет водород станет неотъемлемой частью нашей жизни», — сказал Израиль. «Если мы серьезно относимся к декарбонизации, у нас просто нет выбора, кроме как иметь водород в больших объемах.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *