Hidrogenul ecologic: ce este și de ce este important?

Ariston | modified: 29 septembrie 2023

Tranziția ecologică este un proces care nu trebuie amânat, pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră prin înlocuirea combustibililor fosili cu energie regenerabilă. Hidrogenul ecologic joacă un rol cheie în decarbonizare, deoarece este o sursă de energie curată, nelimitată și accesibilă pe scară largă.

Utilizarea hidrogenului este deja posibilă în diverse aplicații, dar majoritatea cantității de hidrogen este produs prin procese care necesită utilizarea combustibililor fosili. Pentru ca tehnologiile care folosesc hidrogenul să devină neutre din punct de vedere al carbonului, este necesar un proces sustenabil de producere a hidrogenului care să utilizeze doar energie regenerabilă.

Ce este hidrogenul ecologic?

Hidrogenul ecologic este hidrogenul obținut din surse regenerabile. Această abordare produce o amprentă de carbon zero, fără emisii de gaze cu efect de seră. Hidrogenul (H2) nu este disponibil în natură ca atare, așa cum este petrolul, astfel încât că trebuie produs prin separare din alți compuși pentru a obține molecule de H2.

Aceste procese necesită o cantitate mare de energie, care poate fi obținută folosind combustibili fosili precum gazele naturale sau surse regenerabile precum energia solară fotovoltaică sau energia eoliană. Utilizarea energiei electrice ecologice produce hidrogen curat, evitând generarea de emisii de CO2 care modifică clima Pământului și sunt cauza principală a încălzirii globale și a schimbărilor climatice.

Hidrogenul ecologic poate acționa ca o alternativă ecologică la energia termică obținută din combustibilii fosili, precum gazele naturale, petrolul și cărbunele. Majoritatea surselor regenerabile pot fi folosite pentru a produce energie electrică, astfel că este necesar un proces de electrificare pentru a utiliza aceste surse de energie.

Cu toate acestea, nu este posibilă electrificarea întregilor nevoi energetice ale lumii, astfel că unele procese necesită energie termică, adică căldură. În acest context, hidrogenul joacă un rol fundamental în carbonizare. Producerea sustenabilă a hidrogenului poate accelera tranziția energetică, astfel încât atât energia electrică, cât și energia termică să fie disponibile și ambele să fie produse în mod ecologic, fără a influența clima Pământului.

Cum se produce hidrogenul ecologic

Hidrogenul poate fi obținut în diferite moduri, deși există un singur proces care permite obținerea sustenabilă a hidrogenului:

Hidrogenul ecologic este produs prin electroliza apei, folosind sisteme numite electrolizoare sau celule electrolitice. În electrolizor, este posibil să se utilizeze energia electrică produsă de sistemele ecologice, cum ar fi sistemele fotovoltaice sau eoliene, pentru a separa hidrogenul de oxigenul din apă. Acest proces are loc atunci când apa intră în contact cu doi electrozi, unul încărcat pozitiv (anod) și celălalt încărcat negativ (catod).

Trecerea curentului electric prin apă separă moleculele de hidrogen în ioni de hidrogen (H+) și ioni de hidroxid (OH-). La electrodul încărcat pozitiv, ionii de hidroxid eliberează electroni și se formează oxigenul, în timp ce la electrodul încărcat negativ, ionii de hidrogen dobândesc electroni și se transformă în molecule de hidrogen gazos. Hidrogenul gazos poate fi folosit pentru a produce energie termică, de exemplu poate fi folosit drept combustibil pentru furnizarea de căldură.

Avantajele hidrogenului ecologic

Hidrogenul ecologic este important din mai multe motive:

  • este un combustibil foarte eficient datorită densității sale mari de energie.
  • producerea hidrogenului folosind surse regenerabile nu generează emisii de CO2, astfel încât rezultatul este un combustibil 100% ecologic și complet neutru din punct de vedere al carbonului.
  • dacă este folosit drept carburant, oferă performanțe excelente, ajungând până la 60% la autovehiculele alimentate cu celule de carburant.
  • este un carburant foarte versatil, care poate fi folosit pentru producția de oțel, încălzirea locuințelor și industria auto.
  • combustia hidrogenului nu cauzează emisii de gaze cu efect de seră; vaporii de apă reprezintă singurul produs rezidual.

Utilizări ale hidrogenului ecologic

Există o mare varietate de utilizări ale hidrogenului ecologic: poate fi folosit pentru a genera energie și căldură, în industrie, pentru clădiri și în transport. Hidrogenul este folosit pentru a produce oțel, aliaje, componente electronice și sticlă și acționează ca reactiv în diferite reacții chimice. Un alt domeniu în care este folosit este producția de bicarbonat, un proces care necesită multă energie și care ar putea deveni sustenabil datorită hidrogenului ecologic.

Acest carburant 100% ecologic poate fi folosit și drept carburant pentru avioane, nave maritime și autovehicule, precum și ca sursă de energie pentru încălzirea locuințelor și prepararea apei calde menajere. În momentul de față sunt deja disponibile centrale termice cu hidrogen care utilizează un amestec de gaze și 20% hidrogen. Cu toate acestea, sunt deja în dezvoltare centrale termice cu hidrogen noi, de ultimă generație, care vor putea folosi 100% hidrogen, eliminând în totalitate utilizarea gazelor naturale.

Cheia succesului hidrogenului drept combustibil ecologic este producția sustenabilă de hidrogen, dar procesul trebuie să fie mai simplu și mai ieftin pentru a putea fi utilizat la scară globală și în toate sectoarele. Acest lucru va face posibilă combinarea energiei electrice ecologice produsă de sistemele fotovoltaice și eoliene cu energia termică furnizată de hidrogen ecologic, completând tranziția energetică și realizând decarbonizarea totală.