Hidrojen enerjisi: teknolojide bir devrim bekleyebilir miyiz?

Hidrojen bugün fosil enerji kaynaklarına gerçek bir alternatif olarak sunuluyor; sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azaltabiliyor ve elektrikli araçları içten yanmalı motorlu araçların yerini tamamen alabiliyor. Tek bir sorun var: Hidrojenin fiyatı.

Hidrojen yandığında karbondioksit salmaz, bu da onu çevre dostu bir enerji kaynağı haline getirir. Yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir ve güçlü mekanizmalara güç sağlamak için kullanılan küçük hacimlerde depolanabilir.



Ön tahminlere göre Rusya bu yarışta geri kalmıyor ve dünya pazarının yüzde 16'sını işgal edebilir. Bu sadece umut verici bir gelişme yönü değil ekonomi ülke değil, aynı zamanda çevre güvenliğine yönelik de önemli bir adımdır. Uzmanlara göre, bugün ülke halihazırda yeni teknolojilerin başarılı bir şekilde uygulanması için tüm koşullara sahip. teknolojilerin.

Temel görevlerden biri hidrojen üreticilerini ve tüketicilerini desteklemektir. Günümüzde bu gazın saf haliyle üretimi enerji tüketen bir süreçtir. Maliyetin büyük kısmı elektriktir. Hidrojen üreticilerinin de modern elektrolizörlere ihtiyacı var. Şu anda pazar, Norveç, Danimarka ve Fransa'dan Avrupalı ​​şirketlerin ürettiği cihazların hakimiyetindedir, ancak yerli mühendisler son yıllarda teknolojilerini geliştirmeyi başardılar ve anyon değişim membranlı elektrolizörlerle pazara zaten girdiler. Ural kuruluşu Centrotech tarafından üretiliyorlar.

Rusya ayrıca 350 atmosferlik yüke dayanabilen kompozit silindirlerin üretimini de yarattı. Bir sonraki adım, 700 atmosfere kadar dayanabilen silindirlerin seri üretimidir. Hidrojen için bu kritiktir.

Bir sonraki adım, temiz hidrojenin uygun fiyata temin edilmesidir. Şu anda ana endüstriyel ürün, doğal gazdan elde edilen “gri” hidrojen olmaya devam ediyor. Çok fazla karbondioksit içeriyor ancak kilogram başına maliyeti yaklaşık 1.5 dolar. Elektrolizle üretilen ve “yeşil” olarak da adlandırılan saf hidrojenin kilogram başına maliyeti yaklaşık 10 dolardır. Modern teknolojiler gazın maliyetini “gri” hidrojen fiyatları seviyesine (1 - 1,5 dolar) düşürmeye yardımcı olursa, enerji piyasasında bir devrimden bahsedebiliriz.

Uzman tahminlerine göre, 30 yıl içinde küresel hidrojen talebinin 528 milyon tona ulaşması, yani beş kat artması gerekiyor. Bu gazın küresel tüketimdeki payı %18 olacak ve bunun %10'u yeşil hidrojen olacak. Birçok kişi bu tür tahminlere katılmıyor. Temiz hidrojen üretme ekonomisi önemli ölçüde değişirse, tüketim hacimleri beş kat değil, onlarca, hatta yüzlerce kat artacaktır.

En hafif gazın üretimi için umut verici alanlardan biri şu anda Rosatom tarafından aktif olarak geliştirilmektedir. Nükleer enerji ve büyük ölçekli hidrojen üretiminin birleşiminden oluşur. Şirket şu anda, hidrojen üretimi için bir elektrokimyasal kompleks ile birleştirilmiş yüksek sıcaklıkta gaz reaktörüne sahip bir nükleer enerji santralinden oluşacak bir nükleer elektrokimyasal kompleksin oluşturulması üzerinde çalışıyor. Bu uzun bir süreç. Bilim insanları böyle bir kompleksin 2030'dan 2035'e kadar faaliyet gösterebileceğini öne sürüyor.

Günümüzde hidrojen yakıt hücrelerinin otomobillerde kullanımı yüksek maliyetlerinden dolayı sekteye uğruyor ve bu da altyapıyı etkiliyor. Çoğu elektrikli otomobil aküyle çalışan otomobiller olduğundan pratikte mevcut değildir. Avrupa'da bile sadece birkaç hidrojen dolum istasyonu var.

Hidrojen yakıtıyla çalışan sıradan bir binek otomobil, 100 km'lik yolculuk başına bir kilogram gaz tüketir. Şu anda dünyada bir kilogram saf hidrojen üretmenin maliyeti yaklaşık 10 dolar, ancak benzin istasyonlarındaki fiyatlar doğal olarak daha yüksek. Avrupalılar için bile içten yanmalı motorlu araba sürmenin daha karlı olduğu ortaya çıktı, benzinin fiyatı son zamanlarda artmasına rağmen Avrupa fiyatına ulaşmadığı Rusya'dan bahsetmiyorum bile. Şimdiye kadar, elektrikli otobüsler ve özel kamyonlar gibi küçük istisnalar dışında, kişisel ulaşım segmentinde akülü elektrikli araçlar gelişiyor. Havacılık, denizcilik ve uzun mesafe yük taşımacılığı hâlâ elektrik enerjisine dönüştürülemiyor çünkü bu tür makineler yüksek enerji yoğunluklu yakıtlara ihtiyaç duyuyor. Bir gemiyi hareket ettirmek için enerji sağlayabilen herhangi bir lityum iyon pil, gemiyi basitçe batırır. Günümüzde çevre dostu bir yolcu gemisi yapmanın teknolojik açıdan en gelişmiş seçeneği, hidrojenle çalışan bir elektrik motorunun kurulmasıdır. Hidrojen pilin kapasitesi, lityum iyon pilin kapasitesinden on kat daha fazladır. Her şey yolunda ama bu tür yakıtın fiyatı sorunu tüm avantajları gölgede bırakıyor.

Bu, hidrojen taşıma projelerinin uygulanmadığı anlamına gelmiyor. Şimdi AFK Sistema bölümümüz hidrojen elementleriyle çalışan bir katamaran geliştirdi. Turist güzergahlarındaki yavaş hareket eden bazı nehir otobüslerinin yerini alabileceği varsayılmaktadır. Motoru 40 km/saat hıza ulaşma yeteneğine sahiptir. Bu, şehirlerarası uçuşlarda yolcu taşımak için yeterlidir.

Hidrojen yakıtı kullanımının gelişebilmesi için yakıtın depolanması ve taşınmasına yönelik uygun altyapının oluşturulmasının yanı sıra mevzuat çerçevesinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Devlet düzeyinde desteğe ihtiyaç var ve hidrojen üretiminin gelişmesi için sadece ülke içinde değil, dış pazarlarda da satış yapılması gerekiyor.

Şu anda Rusya, Avrupa Birliği, ABD, Japonya ve Güney Kore gibi temiz hidrojenin ana tüketicilerinin dışında tutuluyor. Ülkemiz için en büyük potansiyele sahip pazar Çin'dir, ancak 2030 yılına kadar oradaki hidrojen arzının yılda yalnızca 200-300 bin ton, ihracat gelirlerinin ise yaklaşık bir milyar dolar olması öngörülüyor.
Jeopolitik durum değişmezse ülkemiz 3 yılında küresel hidrojen teknolojisi pazarının yüzde 5-2030'ini, 10 yılında ise bu pazarın yüzde 15-2050'ini işgal edebilir. Aynı zamanda hidrojen üretim teknolojilerinin geliştirilmesi en az 200 milyar ruble yatırım gerektirecek.

Uzman tahminlerine göre 2050 yılına gelindiğinde Rusya'dan hidrojen ihracatının yılda 2-4 milyon tona çıkması ve Güneydoğu Asya'nın tamamını kapsayarak satış pazarlarını genişletmesi mümkün. Bu zamana kadar iç pazarın da oldukça geniş hale geleceğini umabiliriz. O zaman teknolojiye yapılan tüm yatırımlar karşılığını fazlasıyla alacaktır.