Hidrogenul verde ca un far al speranței

Hidrogenul verde ca un far al speranței

Hidrogenul este disponibil din abundență și peste tot, dar mai ales sub formă legată. Acest lucru face ca producția sa să fie costisitoare și extrem de consumatoare de energie. Un proces foarte comun pentru producerea acestuia este electroliza. Cu ajutorul curentului electric, apa este împărțită în hidrogen și oxigen. Dacă această energie electrică provine exclusiv din surse regenerabile, cum ar fi energia eoliană sau solară, se numește hidrogen verde.

Pe drumul către o societate neutră din punct de vedere climatic, hidrogenul a revenit în atenție în ultimii ani, în ciuda valorii sale relative. În plus, conduse de pionieri vizionari și cu sprijinul politicienilor, cele mai recente evoluții promit o adevărată descoperire. Unul dintre jucătorii cheie este thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH (tkUCE) – un joint venture între thyssenkrupp Industrial Solutions AG și Industrie De Nora. Domeniile cheie ale companiei includ dezvoltarea de procese inovatoare de electroliză pentru producția de hidrogen.

„Hidrogenul, ca purtător de energie prietenos cu mediul, deține mult potențial. Valoarea sa este doar relativă. Ar fi întotdeauna mai ieftin să forați pentru petrol sau gaze, dar nici petrolul, nici gazul nu merită distrugerea pe care o produc mediului. Dacă ar face-o, ar fi dintr-o dată mult mai scumpe, dar oricum distructive. Prin urmare, hidrogenul rămâne soluția mult mai ecologică pentru planeta noastră.”

- Carsten Reuter, Key Account Manager Alfa Laval Mid Europe și Patrice Bourrier, Dezvoltator de Vânzări Hidrogen la Alfa Laval

Pentru a evita emisiile de CO₂, thyssenkrupp testează utilizarea hidrogenului în procesul de fabricare a oțelului la sediul Duisburg din 2019. Singura rămășiță din acest proces: simpli vapori de apă. Din 2016, o instalație pilot și de testare pentru electroliza apei alcaline (AWE), dezvoltată de thyssenkrupp UCE pe baza electrolizei clor-alcaline, a fost amplasată în același loc. Acest electrolizor pilot a fost construit ca parte a proiectului de cercetare Carbon2Chem®. Proiectul, care este finanțat de guvernul german, folosește gazele metalurgice produse în fabricarea de oțel pentru producerea de substanțe chimice și astfel reduce emisiile de CO₂ atât în producția de oțel, cât și în producția chimică.

Multiple talente ale hidrogenului

Hidrogenul drept combustibil

Hidrogenul nu lasă gaze de eșapament în urmă când este ars. Acest lucru face din gaz un substitut ideal pentru cărbune, petrol și gaze naturale în transport și industrie. În formă comprimată, are o densitate mare de energie și, prin urmare, este potrivit pentru alimentarea transporturilor pe distanțe lungi pe uscat, pe apă și, eventual, chiar și în aer. În acest scop, poate fi fie ars, fie transformat în energie electrică într-o pilă de combustie. Bateriile, cum ar fi cele folosite la mașinile electrice, sunt mai degrabă nepotrivite pentru distanțe lungi. Sunt mult prea grele și ocupă prea mult spațiu.

Hidrogenul ca stocare de energie

Cu cât folosim mai multă energie regenerabilă, cu atât devine mai important să facem față fluctuațiilor în disponibilitatea acesteia. Hidrogenul este o moleculă care poate fi transportată și stocată pe tot globul - complet independent de când și unde este disponibilă sursa de energie regenerabilă.

Amoniac produs cu hidrogen verde

Amoniacul nu este doar unul dintre cele mai comune produse chimice, dar este și potrivit pentru stocarea energiei. În cazul în care hidrogenul necesar pentru producție este produs exclusiv cu ajutorul energiei electrice verzi și numai energiile regenerabile sunt utilizate în procesul ulterior, este vorba de amoniac verde. Amoniacul are o densitate energetică semnificativ mai mare decât hidrogenul și, prin urmare, este chiar mai ușor de transportat și depozitat.

Hidrogen pentru producerea de metanol

CO2 poate fi, de asemenea, transformat în metanol prin reacția cu hidrogenul. Avantaj: metanolul este elementul de bază al multor substanțe chimice uzuale și - ca și amoniacul - este ușor de depozitat și transportat.

Electroliza necesită răcire și condensare. Trebuie luate în considerare diferitele materiale și cerințe de presiune, temperatură și rezistență. Hidrogenul gazos, de exemplu, este ultra-inflamabil și, în condițiile potrivite, reacționează violent când intră în contact cu aerul sau oxigenul. Pe partea apei însă, opțiunile de purificare joacă un rol primordial, în funcție de calitatea apei de răcire. Provocările sunt multe și complexe, deoarece este esențial să luăm în considerare aspecte precum care etanșare este cea mai bună, ce material îndeplinește toate cerințele, cum poate fi controlată cel mai bine murdăria și cum poate fi utilizat în mod optim spațiul limitat de instalare disponibil? Aici intervine experiența Alfa Laval.

Sarcinile centrale ale schimbătoarelor de căldură Alfa Laval includ răcirea hidrogenului, oxigenului și catolitului. În plus, condensează umiditatea atât din hidrogen, cât și din oxigen. Deci ambele substanțe pot ajunge să fie utilizate.

„Cunoaștem Alfa Laval de mult timp ca un partener de încredere și competent pentru toate domeniile noastre tehnologice. La Alfa Laval, întâlnim experți cu care putem discuta deschis, care se ocupă intens de problemele noastre și colaborează cu noi pentru a găsi cea mai bună soluție posibilă. Prin urmare, Alfa Laval nu este doar un furnizor de echipamente pentru noi, ci și un co-gânditor și co-dezvoltator.”

- Stephan Liebscher, Manager Lanț de Aprovizionare Hidrogen Verde la thyssenkrupp UCE