Produkcja zielonej energii jest coraz łatwiejsza. Zyskuje też na popularności, a odnawialne źródła energii stanowią znaczący procent miksu energetycznego wielu państw. Jednak wciąż istnieje poważny problem z magazynowaniem wytwarzanego w przyjazny środowisku sposób prądu. Dlatego też magazynowanie energii w postaci wodoru może stanowić istotny przełom dla ochrony Ziemi.
Co łączy wodór z energią odnawialną?
Na pierwszy rzut oka trudno nazwać wodór odnawialnym źródłem energii. Nie można go w żaden sposób wydobywać czy zbierać z otoczenia – konieczna jest jego produkcja, do której wykorzystuje się prąd. Wystarczy jednak spojrzeć na energetykę jako całość oraz sprawdzić, jakie problemy powstrzymują dalszy rozwój energii odnawialnych. Dziś potrafimy pozyskiwać duże ilości zielonego prądu, ale problem stanowi nierównomierny rozkład podaży i popytu. Największą wydajność farm fotowoltaicznych uzyskuje się w godzinach popołudniowych, natomiast wiele gospodarstw i firm wykorzystuje prąd w dużych ilościach także wieczorami, gdy słońce zaczyna zachodzić. Z tego powodu kluczowym celem badań w ostatnich latach jest dostarczenie wydajnego sposobu magazynowania dla zielonej energii. Jedną z najbardziej obiecujących odpowiedzi są technologie wodorowe.
Jak magazynować wodór?
Energia z wodoru doczekała się również wielu krytyków. Aktualnie możemy gromadzić wodór w postaci gazu lub cieczy (skroplony wodór) – oba rozwiązania posiadają jednak pewne wady. Pierwiastek ten w naturalnej postaci ma niski ciężar właściwy, więc zmieszczenie opłacalnych jego ilości w zbiorniku wymaga silnego sprężenia, co oznacza duże nagromadzenie energii. Natomiast w postaci skroplonej wodór może być utrzymywany tylko w temperaturze -253°C.
Jednak w opracowaniu są także inne metody. Na przykład forma wodorków metali, substancji stałych, które łatwo się przechowuje. Takie magazyny posiadają dużą masę, dlatego też naukowcy starają się znaleźć inną reakcję chemiczną, która spowoduje wiązanie się atomów wodoru w taki sposób, by łatwo można było go uwolnić w razie potrzeby.
Magazynowanie wodoru to nadal duże wyzwanie. Wystarczy wspomnieć zagrożenia i trudności spotykane w tym zakresie:
- Sprawność wytwarzania wodoru w postaci gotowej do magazynowania oraz ponownej zamiany w paliwo musi być bardzo wysoka, aby przechowywanie w ten sposób zielonego prądu było opłacalne.
- Wodór jest gazem palnym i to w szerokim zakresie temperatur czy ciśnienia. Natomiast zbiorniki wodorowe muszą być całkowicie bezpieczne w czasie ich eksploatacji.
- Mała gęstość wodoru w stanie wolnym wymaga silnego jego sprężenia, by wielkość magazynów nie była zbyt duża.
- Wodór to najmniejszy pierwiastek w naturze, więc najmniejsza nieszczelność spowoduje jego ulatnianie się.
- Skraplanie cząstek wodorowych wymaga bardzo niskich temperatur (bliskich zera bezwzględnego), które bardzo trudno uzyskać.
Bezpieczeństwo i regulacje związane z przechowywaniem wodoru są zawsze na pierwszym miejscu, dlatego też wciąż poszukuje się nowych rozwiązań.
Technologia wodorowa w Polsce
Magazynowanie wodoru stanowi nadal główny kierunek rozwoju dla obszaru energetyki odnawialnej. Potencjał w tym zakresie jest bardzo duży, a wiele innowacyjnych i obiecujących badań toczy się także w Polsce. Wsparcie biznesu pozwoli przekuć te prace w największy przełom najbliższych lat, a może i dekad: energetykę wodorową. Szybszy rozwój infrastruktury wodorowej oraz zwiększenie inwestycji także w sektorze prywatnym stanowić będzie najlepsze paliwo dla rozwoju technologii wodorowych w Polsce.
Odkryj Tajniki Wodoru: Zanurz się w Naszej Bazy Wiedzy!
Ciekawi Cię przyszłość energii? Chcesz poznać rewolucyjne możliwości wodoru jako źródła czystej mocy? Kliknij poniżej i wejdź do naszej bazy wiedzy!
Magazynowanie energii w postaci wodoru pozwala na efektywne wykorzystanie nadwyżek energii z odnawialnych źródeł, takich jak farmy słoneczne i wiatrowe. Wodór może być produkowany w okresach niskiego zapotrzebowania na energię elektryczną, a następnie przechowywany i wykorzystywany w okresach wysokiego zapotrzebowania. Jest to sposób na zrównoważenie podaży i popytu na energię oraz redukcję emisji gazów cieplarnianych.
Magazynowanie wodoru wiąże się z kilkoma wyzwaniami, w tym z koniecznością wysokiego sprężania wodoru do magazynowania go w formie gazu, co wymaga dużej ilości energii. Przechowywanie wodoru w postaci skroplonej wymaga utrzymywania bardzo niskich temperatur (-253°C). Dodatkowo, wodór jest łatwopalny, a jego niska gęstość powoduje, że wymaga dużych zbiorników. Problematyczne jest także zapewnienie szczelności zbiorników, ponieważ wodór jest najmniejszym pierwiastkiem i łatwo się ulatnia.
Polska ma duży potencjał w rozwoju technologii wodorowych, zwłaszcza w kontekście magazynowania energii z odnawialnych źródeł. Trwają liczne badania nad nowymi metodami przechowywania wodoru, w tym w formie wodorków metali. Inwestycje w infrastrukturę wodorową oraz wsparcie ze strony rządu i sektora prywatnego mogą przyczynić się do znaczącego rozwoju energetyki wodorowej w Polsce, co przyczyni się do zrównoważonego rozwoju i redukcji emisji gazów cieplarnianych.
