Wodór, będąc jednym z najczęściej występujących pierwiastków w przyrodzie, posiada ogromny potencjał energetyczny. Mimo jego powszechności, wyizolowanie go w czystej formie jest procesem wymagającym zaawansowanych technologii i znacznego nakładu energii. W związku z tym, trwają globalne prace na rzecz opracowania metod, które pozwolą na efektywną i ekonomiczną produkcję wodoru, umożliwiając jego szerokie wykorzystanie jako nośnika energii. Równocześnie, kluczowe znaczenie ma rozwój rozwiązań związanych z magazynowaniem wodoru, aby maksymalnie wykorzystać jego potencjał w różnych sektorach gospodarki.
Energia z wodoru już tu jest
Energia z wodoru to przyszłość, ale nie wcale tak odległa, bo już dzisiaj korzysta się z jego zasobów. Przykładem są stacje wodorowe dla samochodów - obecne także w Polsce. Powstaje ich coraz więcej, a plany są bardzo ambitne. Wedle założeń Polskiej Strategii Wodorowej już do 2025 roku mają być w Polsce 32 takie punkty, aktualnie jest ich 6 (stan na 30.01.2024 r.). Ale technologie wodorowe to dużo więcej - to niezwykle ciekawa inicjatywa tworzenia dolin wodorowych. Jedną z nich jest Centralna Dolina Wodorowa, otwarte forum współpracy, do którego zaprasza się wszystkie podmioty chętne do działań na rzecz rozwoju zeroemisyjnych źródeł energii i produkcji zielonego wodoru.
Energia z wodoru - jakie są plany Komisji Europejskiej?
W lipcu 2020 r. Komisja Europejska przedstawiła strategię wodorową dla Europy neutralnej dla klimatu. W dokumencie tym wodór ma kluczowe znaczenie, dlatego też stawiany jest w centrum, jako podstawa dla neutralnego klimatu systemu energetycznego do 2050 roku. Wodór to niezwykle ważne źródło energii, zwłaszcza w kontekście OZE, a przede wszystkim walki ze zmianami klimatycznymi. Najcenniejszy jest czysty wodór, określany też jako wodór odnawialny i zielony wodór. Wytwarza się go za pomocą elektrolizy wody przy użyciu energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Podczas jego produkcji nie są emitowane żadne gazy cieplarniane.
Jakie są sposoby magazynowania wodoru?
Pozyskiwanie wodoru to jedno, równie ważne jest to - jak go magazynować. Jak podkreślają eksperci, ten doskonały nośnik energii jest niestety trudny do przechowywania. Biorąc to pod uwagę, możemy wymienić dwie główne kategorie - metody fizyczne i metody chemiczne.
Do pierwszej grupy zaliczamy sprężanie i skraplanie H2. Trzeba przyznać, że są one dość łatwe do wdrożenia, dlatego też obecnie dość powszechne. Mają jednocześnie wiele niedociągnięć technicznych, które znacznie ograniczają ich potencjał.
Metody chemiczne (materiałowe) opierają się głównie na fizykosorpcji i chemisorpcji. W porównaniu do metod fizycznych są wolne od mankamentów, lecz obecnie za słabo rozwinięte, by móc je powszechnie stosować. Warto jednak zwrócić uwagę na to, iż są intensywnie badane i rozwijane, więc można być pewnym, że za jakiś czas wejdą do powszechnego użytku.
Magazynowanie wodoru - jaka przyszłość się rysuje?
Jak już wiemy, żeby móc w pełni wykorzystać potencjał wodoru, musimy usprawnić procesy jego pozyskiwania i magazynowania. Nie chodzi tu tylko o kwestie techniczne, ale i ekonomiczne. Po prostu to się musi opłacać. Nauka nie stoi w miejscu, więc możemy być pewni, że za jakiś czas magazynowanie energii stanie się usprawnione na tyle, aby stosować przyjęte rozwiązania w różnych obszarach: przemyśle, transporcie, energetyce itp.
Ostatnie badania, zwłaszcza zespołu międzynarodowych naukowców z Lancaster University w Wielkiej Brytanii, dają dużą nadzieję. Odkryli oni bowiem nowy materiał wykonany z wodorku manganu o ogromnym potencjale, ponieważ może on przechowywać czterokrotnie więcej wodoru o tej samej objętości, w porównaniu do obecnych technologii ogniw paliwowych. Co więcej, nie wymaga też ani zewnętrznego ogrzewania, ani chłodzenia.
Obiecująco też prezentują się badania Sandia National Laboratories, w których szeregach są zarówno naukowcy zajmujący się materiałami, jak i informatycy. Ta współpraca dała ciekawe wyniki. Stworzono nie tylko 12 nowych stopów, ale i poczyniono działania związane z modelowaniem setek innych. Dzięki temu można zaobserwować, jak wiele daje uczenie maszynowe, jak można tym sposobem wspomóc i przyspieszyć rozwój energii wodorowej, kładąc nacisk na stworzenie odpowiedniej infrastruktury wodorowej dla konsumentów.
Podsumowując, wyzwania dotyczące magazynowania wodoru są duże i takie pozostaną jeszcze przez wiele lat. Niemniej, pojawiają się coraz lepsze rozwiązania, które będą bardzo pozytywnie wpływać na ten ważny obszar działania.
