Водородная энергетика

Водородная энергетика предполагает использование водорода или водородосодержащих соединений для выработки энергии, которая будет поставляться для любых практических целей.
Преимущества водородной энергетики:

• высокая энергоэффективность,
• огромные экологические и социальные преимущества,
• экономическая конкурентоспособность.

В настоящее время мир экспериментирует с водородной энергетикой во всех секторах экономики:

• генерация, хранение и распределение энергии;
• электричество, тепло и охлаждение для зданий и домашних хозяйств;
• отрасли промышленности;
• транспорт;
• добыча и производство сырья.

Энергоэффективность и устойчивость являются 2 важными факторами, определяющими энергетический переход от нынешней экономики, основанной на ископаемом топливе, к экономике замкнутого цикла.
Замкнутый цикл - устойчивое использования возобновляемого топлива.
Водородный энергетический ресурс является новым возобновляемым источником энергии (ВИЭ).
Снижение стоимости водородной энергетики - непростая задача.
Нужны работы в области:

• повышения производительности с помощью различных стратегий,
• повышения емкости хранения,
• повышения производительности различных видов силовых устройств.

Технологии конечного использования водородной энергии, в отличие от традиционных технологий, еще не отработаны.
Однако они предлагают значительные преимущества с точки зрения низкого или 0^го уровня выбросов и гибкости в отношении источников топлива.
Поскольку это неотработанные технологии, их стоимость высока, а надежность и долговечность еще не доказаны.
Однако есть обнадеживающие результаты:

• первые демонстрации водородных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и топливными элементами уже проводятся, и ожидается, что они получат более широкое распространение;
• водородные системы для производства электроэнергии и тепла уже работают в демонстрационных условиях;
• возможная интеграция хранения водородной энергии с ВИЭ открывает перспективы:
• экономически эффективных удаленных энергетических систем,
• снижения внешних затрат на энергию, связанных со многими видами ископаемого топлива.

В долгосрочной перспективе:

• водородная энергия, вероятно, будет использоваться во многих повседневных ситуациях;
• водородные энергетические технологии заменят многие традиционные технологии;
• экономика водородных технологий будет улучшаться по мере их широкого использования,
• добавленная стоимость низкого уровня загрязнения должна еще больше повысить ценность таких систем.

Все просто.
Солнечная энергия, энергия ветра, энергия воды и т. д. преобразуются в электрическую энергию, а затем электрическая энергия используется для электролиза воды с получением водорода.

Системы преобразования энергии водорода станут выбором будущих энергетических систем:

• у водорода есть потенциал для устойчивого удовлетворения растущих глобальных потребностей в энергии;
• варианты преобразования водородной энергии по сравнению с традиционными энергетическими системами:
• разнообразны: от физического преобразования до всех вариантов химического преобразования энергии, включая сжигание и электрохимическое преобразование,
• более просты и эффективны,
• более безопасны для окружающей среды,
• водород может поступает из различных источников энергии, поэтому не нужно полномочий регулировать подачу и распределение водорода,
• водород тоже энергоноситель, поэтому его можно использовать для хранения энергии, когда она не нужна, а затем сделать накопленную энергию доступной, когда первичный источник энергии недоступен или недостаточен:
• поэтому водород особенно хорошо подходит для систем ВИЭ:
• излишки производства ВИЭ можно было бы использовать для производства водорода в первую очередь,
• когда энергия ВИЭ в дефиците - можно использовать водородную энергетику,
• системы преобразования водородной энергии могут помочь всем конечным пользователям иметь доступ к этой энергии в любое время на устойчивой основе,
• помощью систем преобразования водородной энергии водород может быть преобразован во многие продукты для конечных пользователей: электроэнергия, отопление, охлаждение, чистая вода, фармацевтические препараты, пластмассы и др.
  

Американский институт инженеров-химиков (AIChE) утверждает, что основные области будущих рынков водородной энергетики, будут в основном зависеть от следующих 4 элементов:

• затраты на водородные энергетические системы (ВЭС);
• скорость развития различных технологий ВЭС;
• затраты на альтернативные энергетические системы;
• правила и нормы по выбросам парниковых газов.

Для внедрения водородной энергетики властям нужно постараться.
К примеру, в конце 19 века основной причиной перехода от конных транспортных средств к транспортным средствам с ДВС была потребность пользователей транспортных средств в возможности путешествовать на большие расстояния. Сейчас найти похожую потребность для конечного пользователя сложно, а думать об экологии он не всегда будет.
Большого потребительского спроса на транспортные средства, работающие на водороде, не было, поэтому ответственность за успешный переход к водородной экономике лежит на власти:

• поведенческий переход: чтобы водород был принят всеми конечными пользователями;
• технологические демонстрации: чтобы доказать, что рынок водородной энергетики готов;
• конкурсные оценки: продемонстрировать преимущество.