„Зеленият“ водород като източник на надежда

Водородът е широкоразпространен навсякъде около нас, но се среща най-често в съединения с други вещества. Поради тази причина производството му е скъпо и отнема огромно количество енергия. Най-често водородът се произвежда чрез електролиза. С помощта на електрически ток водата се разделя на водород и кислород. Ако електричеството се добива изцяло чрез възобновяеми ресурси като вятърна или слънчева енергия, става дума за „зелен“ водород.

По пътя ни към едно неутрално по отношение на климата общество, през последните години водородът се върна на преден план въпреки сравнително високите си цени. Също така благодарение на новаторските идеи на предприятията и подкрепата на политиците, най-новите разработки обещават истински пробив. Едно от ключовите предприятия в областта е thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH (tkUCE) – съвместно предприятие на thyssenkrupp Industrial Solutions AG и Industrie De Nora. Сред ключовите области на дружеството е разработката на иновативни процеси за електролиза за производство на водород.

„Като екологичен източник на енергия водородът има огромен потенциал. Високите му цени са само относителни. Добивът на нефт или природен газ чрез сондажи винаги ще е по-евтин, но нито петролът, нито природният газ могат да платят за пораженията, които нанасят на околната среда. Ако можеха, цената им внезапно щеше да се повиши драстично, но това все пак нямаше да промени разрушителния им характер. Така водородът остава значително по-„зеленото“ решение за планетата ни“,

- отбелязват Carsten Reuter, мениджър „Ключови клиенти“ за Централна Европа на Alfa Laval и Patrice Bourrier, търговски разработчик по водорода на Alfa Laval

За да се избегнат емисиите на CO₂, thyssenkrupp тества употребата на водород в производството на стомана в обекта си в Duisburg от 2019 г. насам. Единственото остатъчно вещество в процеса: обикновена водна пара. От 2016 г. в същия обект функционира и пилотна и изпитателна инсталация за алкална водна електролиза (AWE), разработена от thyssenkrupp UCE на базата на хлорно-алкална електролиза. Пилотният електролизатор е построен като част от изследователския проект Carbon2Chem®. Този проект, финансиран от германското правителство, използва металургичните газове, произведени по време на производството на стомана за производство на химикали, като по този начин намалява емисиите на CO₂ както в производството на стомана, така и в химическото производство.

Многото таланти на водорода

Водородът като гориво

При горенето на водорода не се отделят отработени газове. Това прави този газ идеален заместител на въглища, нефт и природен газ в транспорта и индустрията. Под налягане той има висока енергийна плътност и следователно е подходящ за захранване на транспорт на дълги разстояния по суша, по вода и вероятно дори по въздух. За тази цел може да се изгори или да се преобразува в електричество в горивна клетка. Акумулатори като тези, които се използват в електромобилите, са неподходящи за пътуване на дълги разстояния. Те са прекалено тежки и заемат прекалено голямо пространство.

Водородът като енергиен запас

Колкото повече възобновяема енергия използваме, толкова по-важно става да се справяме с нестабилността в наличността ѝ. Водородът е молекула, която може да се транспортира и съхранява по целия свят – напълно независима от това кога и къде е наличен възобновяемият източник на енергия.

Амоняк, получен със „зелен“ водород

Амонякът е не само един от най-често произвежданите химикали, но е подходящ и за енергиен запас. Ако необходимият за производството му водород се произвежда единствено чрез „зелено“ електричество и в по-нататъшния процес се използва само възобновяема енергия, става дума за „зелен“ амоняк. Амонякът има значително по-голяма енергийна плътност от водорода и следователно е още по-лесен за транспортиране и съхранение.

Водородът за производство на метанол

При взаимодействие с водород CO₂ може също да се преобразува в метанол. Преимуществото: метанолът е основен градивен елемент на много широкоразпространени химикали и – като амоняка – е лесен за транспортиране и съхранение.

Електролизата изисква охлаждане и кондензация. Различните материали и изисквания за налягане, температура и съпротивление трябва да се вземат предвид. Например водородният газ е свръхзапалим и при подходящи условия реагира бурно, когато влезе в контакт с въздух или кислород. Що се отнася до водата обаче, възможностите за пречистване играят основна роля, в зависимост от качеството на охлаждащата вода. Предизвикателствата са много и сложни, тъй като е от съществено значение да се разгледат въпроси като кое уплътнение е най-доброто, кой материал отговаря на всички изисквания, как най-добре да се контролира замърсяването и как най-оптимално да се използва ограниченото налично пространство за монтаж? Тук идва експертният опит на Alfa Laval

Основните задачи на топлообменниците на Alfa Laval включват охлаждането на водорода, кислорода и католита. В допълнение те кондензират влагата от водорода и кислорода. Така в крайна смета могат да се използват и двете вещества.

„От дълго време Alfa Laval е надежден и компетентен партньор за всичките ни технологични области. В Alfa Laval срещаме експерти, с който можем да разговаряме свободно, които работят усилено по нашите въпроси и намират най-добрите решения. Така за нас Alfa Laval е не просто доставчик на оборудване, но и участва активно в процеса по концептуализация и разработване“,

- отбелязва Stephan Liebscher, мениджър „Верига на доставки за „зелен“ водород“ на thyssenkrupp UCE.