グリーン水素-未来のエネルギー源?

グリーン水素-未来のエネルギー源?
写真: Tanaonte | Dreamstime
Ratmir Belov
Journalist-writer

グリーン水素は、さまざまなアプリケーションで柔軟に使用できる、輸送可能で簡単に保管できるエネルギーキャリアです。

この例としては、燃料電池暖房システム、ガス暖房システム、自動車などがあります。生産は再生可能エネルギー源から生成された電力に基づいているため、CO2排出を完全に排除します。これが、多くの専門家がクリーン水素を将来のエネルギー供給の基礎と見なす理由です。

水素ガスの種類

原料の色に関係なく、水素(H)ガスは常に無色無臭のガスです。化学元素(H)は宇宙で最も一般的な元素であり、水(H2O)の成分であり、地球上のほとんどすべての有機化合物です。自由形式では入手できないため、エネルギー源として使用する前に製造する必要があります。

Green hydrogen
写真: Scharfsinn86 | Dreamstime

色は製品タイプを象徴します

生産の種類に応じて、専門家は灰色、青、ターコイズ、緑の水素を区別します。灰色の水素は通常、天然ガスから生成され、熱によって水素ガスとCO2に分解されます。たとえば、天然ガスネットワークからエネルギーを得る燃料電池も同じように機能します。最大の欠点は、CO2が大気中に放出され、温室効果に寄与することです。

  • 青い水素も化石燃料から生成されます。ただし、メーカーは結果として生じるCO2を回収します。彼らはガスを貯蔵し、大気から遠ざけます。
  • ターコイズ水素は、植物がメタンを放出するときに形成され、固体炭素が副産物として形成されます。このプロセスがどれだけ安定しているかは、熱源によって異なります。
  • グリーン水素の場合、状況は異なります。水の電気分解中に形成されます。必要な電力は太陽光、風力、水力発電から供給されますが、副産物は酸素だけです。したがって、このプロセスは二酸化炭素の排出を必要とせず、環境に優しいです。

グリーン水素のメリット

持続可能なCO2を含まない生産に加えて、グリーン水素に切り替える理由は他にもあります。

  • 1キログラムのHには、2.1kgの天然ガスまたは2.8kgのガソリンと同じ量のエネルギーが含まれています(発熱量によって異なります)。
  • 極低温の液化形態では、大量のエネルギーを貯蔵および輸送することができます。
  • グリーン水素は、再生によって生成された電力を貯蔵し、それを幅広い用途(たとえば、暖房や輸送)で使用することを可能にします。
  • 燃焼(酸素との反応)は、有害な排出物をほとんど生成しません。低い燃焼温度で天然ガスや燃料油を燃焼させるよりも窒素排出量が少なく、低温燃料電池からの汚染物質の排出はありません(水のみが生成されます)。
スマートホーム-未来はここにあります
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水素の生成は多くの化学クラスで知られています。このため、専門家は2つの電極が液体に挿入され、電気が通過するときの水の電気分解に依存しています。これにより、水が水素と酸素に分解されます。両方のガスは、アノードまたはカソードに互いに別々に堆積し、そこから除去することができます。

グリーン水素の使用

グリーン水素は、従来のエネルギー源に代わる、環境に優しく、炭素を含まない代替エネルギーです。このため、政府の計画によれば、まず地方の需要が非常に高い場所で使用する必要があります。この一例は、産業部門です。ここで、緑色の水素はガラス、セメント、または鋼を燃やすことができます。また、排気ガスを肥料、プラスチック、燃料前駆体に変換する必要があります。

Green hydrogen
写真: Audioundwerbung | Dreamstime

モビリティセクターでは、多くのエネルギーを消費し、CO2排出量の約4分の1を占めるため、航空や海運などの分野に焦点が当てられています。

アプリケーションのもう1つの大きな領域は暖房です。ここでは、グリーン水素を使用して、現場で電気と熱を生成できます。さらに、今日、エネルギー源の特定の部分を天然ガスネットワークに供給することはすでに可能です。これにより現在、化石燃料の必要性は減少していますが、将来的にはガスグリッドを介した完全な水素供給も可能になります。メーカーはすでに、100%クリーンな水素で稼働できる安価で効率的なコンデンシングボイラーに取り組んでいます。

なぜ空は青いのですか?
なぜ空は青いのですか?

地球温暖化は世界中に深刻な影響を及ぼします。グリーン水素は、開発を停止し、持続可能なエネルギーシステムを構築するための1つの方法です。エネルギー源はCO2フリーで再生可能だからです。多くの地域で貯蔵、輸送、化石燃料との交換が可能です。

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