Cad is Hidrigin Glas ann agus Cén Fáth a bhfuil É de Dhíth orainn

Is é an t-am ceart leas a bhaint as acmhainneacht na hidrigineachta chun príomhról a ghlacadh chun dul i ngleic le dúshláin ríthábhachtacha fuinnimh. Léirigh rathúlacht na dteicneolaíochtaí fuinnimh in-athnuaite agus feithiclí leictreacha le déanaí go bhfuil an chumhacht ag nuálaíocht beartais agus teicneolaíochta tionscail fuinnimh ghlan domhanda a thógáil.

Tá hidrigin ag teacht chun cinn mar cheann de na príomhroghanna chun fuinneamh ó fhoinsí in-athnuaite a stóráil le breoslaí hidrigine a d’fhéadfadh fuinneamh a iompar ó fhoinsí in-athnuaite thar achair fhada – ó réigiúin a bhfuil acmhainní flúirseacha fuinnimh iontu, go ceantair ina bhfuil ocras ar fhuinneamh na mílte ciliméadar uathu.

Bhí hidrigin ghlas le sonrú i roinnt gealltanas maidir le laghdú astuithe ag Comhdháil Aeráide na NA, COP26, mar mhodh chun an tionscal trom, lasta cianaistir, loingeas agus eitlíocht a dhícharbónú. D'admhaigh rialtais agus tionscal araon hidrigin mar cholún tábhachtach de gheilleagar glan-nialas.

D’fhógair an Catapult Hidrigin Glas, tionscnamh de chuid na Náisiún Aontaithe chun costas na hidrigin ghlais a laghdú, go bhfuil sé beagnach dúbailt a sprioc le haghaidh leictrealaitheoirí glasa ó 25 gigawatt a leagtar anuraidh, go 45 gigawatt faoi 2027. Tá sraith reachtach glactha ag an gCoimisiún Eorpach. tograí chun margadh gáis an AE a dhícharbónú trí ghlacadh na ngás in-athnuaite agus ísealcharbóin a éascú, lena n-áirítear hidrigin, agus chun slándáil fuinnimh a áirithiú do shaoránaigh uile na hEorpa. Tá Aontas na nÉimíríochtaí Arabacha ag ardú uaillmhéine freisin, agus tá sé mar aidhm ag straitéis nua hidrigine na tíre an ceathrú cuid den mhargadh domhanda hidrigine ísealcharbóin a choinneáil faoi 2030 agus d’fhógair an tSeapáin le déanaí go n-infheisteoidh sí $3.4 billiún óna ciste nuálaíochta glas chun taighde agus forbairt a luathú agus úsáid hidrigine a chur chun cinn sna 10 mbliana atá romhainn.

D’fhéadfá teacht ar na téarmaí ‘liath’, ‘gorm’, ‘glas’ agus tú ag cur síos ar theicneolaíochtaí hidrigine. Tagann sé go léir síos ar an mbealach a tháirgtear é. Ní astaíonn hidrigin ach uisce nuair a dhóitear é ach cruthaíonn sé é a bheith dian ar charbón. Ag brath ar mhodhanna táirgthe, is féidir le hidrigin a bheith liath, gorm nó glas - agus uaireanta fiú bándearg, buí nó turquoise. Mar sin féin, is í hidrigin ghlas an t-aon chineál a tháirgtear ar bhealach atá neodrach ó thaobh na haeráide de, rud a fhágann go bhfuil sé ríthábhachtach glan-nialas a bhaint amach faoi 2050.

D'iarramar ar an Dr Emanuele Taibi, Ceann na Straitéisí um Chlaochlú na hEarnála Cumhachta, an Ghníomhaireacht Idirnáisiúnta um Fhuinneamh In-athnuaite (IRENA) a mhíniú cad is hidrigin ghlas ann agus conas a d'fhéadfadh sé an bealach a réiteach i dtreo glanastaíochtaí nialasacha. Tá sé bunaithe faoi láthair le hIonad Nuálaíochta agus Teicneolaíochta IRENA i Bonn, an Ghearmáin, áit a bhfuil sé freagrach as cabhrú le Ballstáit straitéisí a cheapadh chun an earnáil chumhachta a chlaochlú, agus an obair ar sholúbthacht an chórais chumhachta, an hidrigin agus an stóráil a bhainistiú mar eochair faoi láthair. cumasóirí don aistriú fuinnimh. Tá an Dr Taibi ina chomhchoimeádaí freisin ar ardán Faisnéise Straitéisí an Fhóraim Eacnamaíoch Dhomhanda, áit ar fhorbair a fhoireann an léarscáil claochlaithe ar Hidrigin.

Teicneolaíochtaí hidrigine glasa

Cad a spreag tú chun do shaineolas i dteicneolaíochtaí fuinnimh a fhorbairt agus conas a chuireann do chuid oibre in IRENA leis?

Ba le linn mo thráchtas Máistir. Rinne mé intéirneacht i nGníomhaireacht Náisiúnta na hIodáile um Fhuinneamh agus an Comhshaol (ENEA), áit ar fhoghlaim mé faoi fhorbairt inbhuanaithe agus fuinneamh, agus an nasc idir an dá cheann. Scríobh mé mo thráchtas san innealtóireacht bhainistíochta faoi agus chinn mé gurb é seo an réimse a raibh mé ag iarraidh mo shaol oibre a dhíriú air. Go tapa ar aghaidh beagnach 20 bliain de thaithí i bhfuinneamh agus comhar idirnáisiúnta, PhD i dTeicneolaíocht Fuinnimh agus am a chaitear san earnáil phríobháideach, taighde agus gníomhaireachtaí idir-rialtasacha, táim i gceannas ar fhoireann claochlaithe na hearnála cumhachta ag IRENA ó 2017 i leith.

Is é mo chuid oibre ag IRENA ná rannchuidiú, le m’fhoireann agus i ndlúthchomhar le comhghleacaithe ar fud na gníomhaireachta agus le comhpháirtithe seachtracha amhail an Fóram Eacnamaíoch Domhanda, chun tacú lenár 166 Ballstát san aistriú fuinnimh, le fócas ar sholáthar leictreachais in-athnuaite agus a úsáid chun an earnáil fuinnimh a dhícharbónú trí leictreoin ghlasa chomh maith le móilíní glasa amhail hidrigin agus a díorthaigh.

Cad is hidrigin ghlas ann? Cén difríocht atá idir é agus hidrigin ‘liath’ traidisiúnta atá dian ar astuithe agus hidrigin ghorm?

Is í hidrigin an eilimint is simplí agus is lú sa tábla peiriadach. Is cuma conas a tháirgtear é, críochnaíonn sé suas leis an móilín céanna saor ó charbón. Mar sin féin, tá na bealaí chun é a tháirgeadh an-ilghnéitheach, agus is amhlaidh atá astaíochtaí gás ceaptha teasa amhail dé-ocsaíd charbóin (CO2) agus meatán (CH4).

Sainmhínítear hidrigin ghlas mar hidrigin a tháirgtear trí uisce a roinnt ina hidrigin agus ocsaigin ag baint úsáide as leictreachas in-athnuaite. Is cosán an-difriúil é seo i gcomparáid le liath agus gorm.

Go traidisiúnta déantar hidrigin liath a tháirgeadh ó mheatán (CH4), roinnte le gal isteach i CO2 – an príomh culprit d’athrú aeráide – agus H2, hidrigin. Tá hidrigin liath á dtáirgeadh níos mó agus níos mó ó ghual freisin, agus tá astuithe CO2 i bhfad níos airde in aghaidh an aonaid hidrigine a tháirgtear, an oiread sin ar a dtugtar hidrigin dhonn nó dubh in ionad liath. Déantar é a tháirgeadh ar scála tionsclaíoch sa lá atá inniu ann, agus astuithe gaolmhara inchomparáide leis na hastuithe comhcheangailte sa RA agus san Indinéis. Níl aon luach trasdula fuinnimh aige, a mhalairt ar fad.

Leanann hidrigin ghorm an próiseas céanna le liath, leis na teicneolaíochtaí breise is gá chun an CO2 a tháirgtear nuair a scoiltear hidrigin ó meatán (nó ó ghual) a ghabháil agus a stóráil go fadtéarmach. Ní dath amháin é ach grádú an-leathan, toisc nach féidir 100 faoin gcéad den CO2 a tháirgtear a ghabháil, agus níl gach modh chun é a stóráil chomh héifeachtach céanna san fhadtéarma. Is é an pointe is mó go bhfuil cuid mhór den CO2 a ghabháil, is féidir an tionchar aeráide ar tháirgeadh hidrigine a laghdú go suntasach.

" tuar ceatha tacsanomaíocht hidrigine", hidrigine turquoise. Mar sin féin, tá pirealú meatáin fós ag céim phíolótach, agus tá hidrigin ghlas ag méadú go tapa bunaithe ar dhá phríomhtheicneolaíochtaí - cumhacht in-athnuaite (go háirithe ó PV gréine agus gaoithe, ach ní hamháin) agus leictrealú.

Murab ionann agus cumhacht in-athnuaite, arb í an fhoinse leictreachais is saoire sa chuid is mó de thíortha agus de réigiúin an lae inniu, ní mór leictrealú le haghaidh táirgeadh hidrigine glas a mhéadú go suntasach agus a chostas a laghdú trí huaire ar a laghad sna deich mbliana nó dhó atá romhainn. Mar sin féin, murab ionann agus CCS agus pirealú meatáin, tá leictrealú ar fáil go tráchtála inniu agus is féidir é a fháil ósoláthróirí idirnáisiúnta iolracha faoi láthair.

Réitigh fuinnimh hidrigine glas

Cad iad na buntáistí a bhaineann le réitigh aistrithe fuinnimh i dtreo geilleagair hidrigine ‘glas’? Conas a d’fhéadfaimis aistriú go geilleagar hidrigine glas ón áit ina bhfuilimid faoi láthair le hidrigin liath?

Is píosa tábhachtach den aistriú fuinnimh í hidrigin ghlas. Ní hé an chéad chéim eile í, mar ní mór dúinn ar dtús dlús a chur le himscaradh leictreachais in-athnuaite chun córais chumhachta atá ann cheana a dhícharbónú, leictriú na hearnála fuinnimh a luathú chun leictreachas in-athnuaite ar chostas íseal a ghiaráil, sula ndéanfar dícharbónú ar deireadh ar earnálacha atá deacair a leictriú – amhail tionscal trom, loingseoireacht agus eitlíocht – trí hidrigin ghlas.

Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara go dtáirgeann muid méid suntasach hidrigin liath inniu, le hastuithe ard CO2 (agus meatán): bheadh ​​sé mar thosaíocht tús a chur le dícharbónú a dhéanamh ar an éileamh hidrigine atá ann cheana, mar shampla trí amóinia glas a chur in ionad amóinia ó ghás nádúrtha.

Spreag staidéir a rinneadh le déanaí díospóireacht faoi choincheap na hidrigin ghorm mar bhreosla trasdula go dtí go mbeidh hidrigin ghlas iomaíoch ó thaobh costais de. Conas a thiocfadh hidrigin ghlas chun bheith iomaíoch ó thaobh costais de i gcomparáid le hidrigin ghorm? Cén cineál infheistíochtaí straitéiseacha is gá a dhéanamh sa phróiseas forbartha teicneolaíochta?

Is é an chéad chéim ná comhartha a chur ar fáil do hidrigin ghorm a chur in ionad liath, mar gan praghas chun CO2 a astú, níl aon chás gnó ann do chuideachtaí infheistíocht a dhéanamh i gcóras gabhála carbóin (CCS) atá casta agus costasach agus i stórais gheolaíochta CO2. Nuair a bheidh an creat den sórt sin go bhfuil hidrigin ísealcharbóin (gorm, glas, turquoise) iomaíoch le hidrigin liath, éiríonn an cheist: ar cheart dúinn infheistíocht a dhéanamh i CCS má tá an baol ann go mbeidh sócmhainní sáinnithe againn, agus cé chomh luath agus a éireoidh glas níos saoire ná? gorm.

Ar ndóigh beidh an freagra difriúil ag brath ar an réigiún. I ndomhan glan-nialais, cuspóir a bhfuil níos mó agus níos mó tíortha ag tabhairt gealltanas dó, chaithfí na hastaíochtaí atá fágtha ó hidrigin gorm a fhritháireamh le hastaíochtaí diúltacha. Tiocfaidh sé seo ar chostas. Ag an am céanna, bhí praghsanna gáis an-luaineach le déanaí, rud a d'fhág go bhfuil an praghas hidrigine gorm comhghaolmhar go mór le praghas an gháis, agus faoi lé ní hamháin neamhchinnteacht praghais CO2, ach freisin luaineacht praghsanna gáis nádúrtha.

Maidir le hidrigin ghlas, áfach, d'fhéadfaimis scéal cosúil le scéal PV gréine a fheiceáil. Tá sé dian ar chaipiteal, dá bhrí sin ní mór dúinn an costas infheistíochta chomh maith le costas na hinfheistíochta a laghdú, trí mhonarú teicneolaíochtaí in-athnuaite agus leictrealaitheoirí a mhéadú níos mó, agus ag an am céanna cion riosca íseal a chruthú chun costas caipitil infheistíochtaí hidrigine glasa a laghdú. Mar thoradh air sin beidh costas hidrigine glas, cobhsaí, laghdaithe, i gcomparáid le costas luaineach agus a d’fhéadfadh a bheith ag méadú ar hidrigin ghorm.

Shroich teicneolaíochtaí fuinnimh in-athnuaite leibhéal aibíochta cheana féin inniu a cheadaíonn giniúint iomaíoch leictreachais in-athnuaite ar fud an domhain, réamhriachtanas do tháirgeadh iomaíoch hidrigine glas. Tá leictrealaitheoirí fós á n-imscaradh ar scála an-bheag, áfach, agus teastaíonn scála suas de thrí ord méadaíochta de dhíth orthu sna trí scór bliain atá romhainn chun a gcostas a laghdú faoi thrí.

Sa lá atá inniu ann tá an phíblíne do thionscadail hidrigine glas ar an mbóthar ceart le haghaidh laghdú faoi leath den chostas leictrilíseora roimh 2030. Mar thoradh air seo, in éineacht le tionscadail mhóra atá lonnaithe ina bhfuil na hacmhainní in-athnuaite is fearr, d’fhéadfadh hidrigin ghlas iomaíoch a bheith ar fáil ar scála sa chéad {{1 eile). }} bliana. Ní fhágann sé sin mórán ama ag hidrigin gorm – atá fós ag an gcéim phíolótach sa lá atá inniu ann – scála suas ó scála píolótach go scála tráchtála, tionscadail chasta a imscaradh (m.sh. stóráil fhadtéarmach CO2 geolaíoch) ar scála tráchtála agus costas iomaíoch, agus na hinfheistíochtaí a rinneadh san earnáil a ghnóthú. 10-15 bliana seo chugainn.

Tá teicneolaíochtaí breosla hidrigine curtha san áireamh anois ag go leor rialtas ina gcuid straitéisí náisiúnta. I bhfianaise na n-éileamh méadaitheach ar aistriú i dtreo dícharbónú an gheilleagair agus teicneolaíochtaí cumasúcháin a bhfuil rátaí gabhála carbóin níos airde acu, cén chomhairle a bheadh ​​agat do lucht déanta beartas agus do chinnteoirí atá ag déanamh meastóireachta ar na buntáistí agus na míbhuntáistí a bhaineann le hidrigin ghlas?

Beidh gá againn le hidrigin ghlas chun glan-astaíochtaí nialasacha a bhaint amach, go háirithe don tionscal, don loingeas agus don eitlíocht. Is é an rud is práinní atá uainn, áfach:

1) éifeachtacht fuinnimh;

2) leictriú;

3) fás luathaithe ar ghiniúint cumhachta in-athnuaite.

Nuair a bheidh sé seo bainte amach, fágtar muid le ca. Dícharbónú 40 faoin gcéad den éileamh, agus seo an áit a bhfuil gá againn le hidrigin ghlas, bithfhuinneamh nua-aimseartha agus úsáid dhíreach fuinnimh in-athnuaite. Chomh luath agus a bheimid in ann cumhacht in-athnuaite a mhéadú tuilleadh chun leictreachas a dhícharbónú, beimid in ann an cumas cumhachta in-athnuaite a leathnú tuilleadh chun hidrigin ghlas iomaíoch a tháirgeadh agus earnálacha atá deacair a dhícharbónú ar chostas breise íosta.

Cá bhfeiceann tú teicneolaíochtaí fuinnimh a bhaineann le hidrigin ag teacht chun cinn faoi 2030? An bhféadfaimis feithiclí tráchtála faoi thiomáint hidrigine a réamh-mheas?

Feicimid an deis le hidrigin ghlas a ghlacadh go tapa sna deich mbliana atá romhainn nuair a bhíonn éileamh hidrigine ann cheana féin: dícharbónú amóinia, iarann ​​agus tráchtearraí eile atá ann cheana féin. Is féidir glas nó gorm a chur in ionad liath le go leor próiseas tionsclaíochta a úsáideann hidrigin, ar choinníoll go bhfuil praghas leordhóthanach ar CO2 nó go gcuirtear meicníochtaí eile i bhfeidhm chun na hearnálacha sin a dhícharbónú.

Maidir le loingseoireacht agus eitlíocht, tá an scéal beagán difriúil. Is féidir breoslaí buail-isteach, atá bunaithe ar hidrigin ghlas ach atá comhionann go bunúsach le scairdbhreosla agus meatánól a tháirgtear ó ola, a úsáid in eitleáin agus longa atá ann cheana féin, gan choigeartuithe íosta. Mar sin féin, tá CO2 sna breoslaí sin, a chaithfear a ghabháil ó áit éigin agus a chur leis an hidrigin, le scaoileadh arís le linn dócháin: laghdaíonn sé seo ach ní réitíonn sé fadhb na n-astaíochtaí CO2. Féadfar breoslaí sintéiseacha a imscaradh roimh 2030, má tá na dreasachtaí cearta i bhfeidhm chun údar a thabhairt don chostas breise a bhaineann le hastaíochtaí laghdaithe (nach bhfuil deireadh leo).

Sna blianta amach romhainn, is féidir le longa aistriú chuig amóinia glas, breosla a tháirgtear ó hidrigin ghlas agus nítrigin ón aer, nach bhfuil CO2 ann, ach beidh gá le hinfheistíochtaí chun innill agus umair a athsholáthar, agus tá amóinia glas i bhfad níos daoire faoi láthair ná ola bhreosla.

Tá eitleáin hidrigine (nó amóinia) níos faide ar shiúl, agus go bunúsach is eitleáin nua a bheidh iontu seo a chaithfear a dhearadh, a thógáil agus a dhíol le haerlínte chun na heitleáin scairdbhreosla atá ann cheana a athsholáthar – is léir nach bhfuil sé indéanta faoi 2030: sa chiall seo, scaird ghlas breosla – arna tháirgeadh le meascán de hidrigin ghlas agus bithfhuinneamh inbhuanaithe – is réitigh é is féidir a úsáid go luath.

Mar fhocal scoir, is iad na príomhghníomhartha chun dícharbónú a luathú idir seo agus 2030 ná 1) éifeachtúlacht fuinnimh 2) leictriú le fuinneamh in-athnuaite 3) giniúint cumhachta in-athnuaite a luasghéarú go tapa (a laghdóidh an costas íseal atá cheana féin ar leictreachas in-athnuaite) 4) scála suas inbhuanaithe. , bithfhuinneamh nua-aimseartha, ag teastáil - i measc nithe eile - breoslaí glasa a tháirgeadh a éilíonn CO2 5) dícharbónú hidrigin liath le hidrigin ghlas, rud a thabharfadh scála agus a laghdódh costas leictrealaithe, rud a d'fhágfadh go mbeadh hidrigin ghlas iomaíoch agus réidh le haghaidh tuilleadh a mhéadú sna 2030idí, i dtreo an chuspóra maidir le glanastaíochtaí nialasacha a bhaint amach faoi 2050.

Tá an Fóram Eacnamaíoch Domhanda ag tacú le fada an lá leis an gclár oibre um hidrigin ghlan ó 2017 i leith, tar éis dó cuidiú - inter alia- le cruthú na Comhairle Hidrigineachta, le bunú Dúshlán Nuálaíochta hidrigine i gcomhpháirtíocht le Mission Innovation, agus le cruthú, mar aon leis an An Coimisiún um Aistrithe Fuinnimh, ón ardán Mission Posible chun cuidiú le haistriú earnálacha ar deacair iad a laghdú go dtí glanastaíochtaí nialasacha faoi 2050. Léigh tuilleadh faoin Tionscnamh Hidrigin Glan a Luathú anseo.