Ce este hidrogenul?

Aici, pe Pământ, un număr mare de atomi de hidrogen sunt conținuți în apă, plante, animale și, bineînțeles, în oameni. Dar, deși este prezent în aproape toate moleculele din ființele vii, este foarte rar ca gaz – mai puțin de o parte pe milion în volum.

Hidrogenul poate fi produs dintr-o varietate de resurse, cum ar fi gazele naturale, energia nucleară, biogazul și energia regenerabilă, cum ar fi energia solară și eoliană. Provocarea constă în valorificarea hidrogenului ca gaz la scară largă pentru a ne alimenta locuințele și întreprinderile.

De ce este important hidrogenul ca viitoare sursă de energie curată?

Un combustibil este un produs chimic care poate fi „ars” pentru a furniza energie utilă. Arderea înseamnă, în mod normal, că legăturile chimice dintre elementele din combustibil sunt rupte, iar elementele se combină chimic cu oxigenul (adesea din aer).

De mulți ani, folosim gazul natural pentru a ne încălzi locuințele și întreprinderile și pentru ca centralele electrice să genereze electricitate; în prezent, 85% din locuințe și 40% din electricitatea din Regatul Unit se bazează pe gaz. Metanul este principalul constituent al „gazului natural” provenit din zăcămintele de petrol și gaze.

Am continuat să folosim gazul natural deoarece este o resursă ușor disponibilă, este rentabilă și reprezintă o alternativă mai curată la cărbune – cel mai murdar combustibil fosil pe care ne-am bazat în mod istoric pentru încălzire și pentru a genera electricitate.

Când gazul natural este ars, el furnizează energie termică. Dar un produs rezidual, alături de apă, este dioxidul de carbon, care, atunci când este eliberat în atmosferă, contribuie la schimbările climatice. Atunci când ardem hidrogenul, singurul produs rezidual este vaporul de apă.

Care este diferența dintre hidrogenul albastru și hidrogenul verde?

Hidrogenul albastru este produs din surse de energie neregenerabilă, prin utilizarea uneia dintre cele două metode principale. Reformarea cu abur a metanului este cea mai comună metodă de producere a hidrogenului vrac și reprezintă cea mai mare parte a producției mondiale. Această metodă utilizează un reformator, care face să reacționeze aburul la o temperatură și presiune ridicate cu metanul și un catalizator de nichel pentru a forma hidrogen și monoxid de carbon.

Alternativ, reformarea autotermică utilizează oxigen și dioxid de carbon sau abur pentru a reacționa cu metanul pentru a forma hidrogen. Dezavantajul acestor două metode este că produc carbon ca produs secundar, astfel încât captarea și stocarea carbonului (CCS) este esențială pentru a capta și stoca acest carbon.

Hidrogenul verde este produs prin utilizarea energiei electrice pentru a alimenta un electrolizator care descompune hidrogenul din moleculele de apă. Acest proces produce hidrogen pur, fără subproduse nocive. Un beneficiu suplimentar este că, deoarece această metodă folosește electricitatea, oferă, de asemenea, potențialul de a redirecționa orice surplus de electricitate – care este greu de stocat (cum ar fi surplusul de energie eoliană) – către electroliză, folosindu-l pentru a crea hidrogen gazos care poate fi stocat pentru nevoi energetice viitoare.

Se folosește deja hidrogenul ca și combustibil?

Da. Există deja mașini care funcționează cu pile de combustie cu hidrogen. În Japonia există 96 de stații publice de alimentare cu hidrogen, care vă permit să alimentați la fel ca la benzină sau motorină și în același interval de timp ca o mașină cu combustibil tradițional. Germania are 80 de astfel de stații de alimentare cu hidrogen, iar Statele Unite sunt pe locul al treilea, cu 42 de stații.

Hidrogenul este, de asemenea, o opțiune interesantă de combustibil ușor pentru transportul rutier, aerian și maritim. Compania internațională de livrări DHL are deja o flotă de 100 de „furgonete cu panouri H2”, capabile să parcurgă 500 km fără realimentare.

Care sunt potențialele frâne în calea accelerării utilizării hidrogenului ca energie curată?

Pentru ca hidrogenul să fie o alternativă viabilă la metan, trebuie să fie produs la scară largă, în mod economic, iar infrastructura actuală trebuie adaptată.

Veștile bune sunt că hidrogenul poate fi transportat prin conducte de gaz, minimizând întreruperile și reducând cantitatea de infrastructură costisitoare necesară pentru a construi o nouă rețea de transport a hidrogenului. De asemenea, nu ar fi nevoie de o schimbare de cultură în viețile noastre casnice, deoarece oamenii sunt obișnuiți să folosească gazul natural pentru gătit și încălzire, iar echivalentul hidrogenului este în curs de apariție.

Ce face National Grid pentru a avansa hidrogenul ca și combustibil verde alternativ?

Ne-am angajat să atingem un nivel net zero până în 2050, ceea ce înseamnă că trebuie să începem să ne pregătim pentru a ne schimba utilizarea gazului în următorii ani. Una dintre modalitățile pe care ne propunem să facem acest lucru este prin intermediul hidrogenului.

Actualul Sistem Național de Transport (NTS) transportă gazele naturale în Marea Britanie, iar oamenii, întreprinderile și industria se bazează pe rețeaua noastră.

NTS este o rețea unică și complexă care utilizează conducte de oțel pentru a transporta gazele naturale la presiuni ridicate. Trebuie să înțelegem pe deplin impactul pe care expunerea la hidrogen la înaltă presiune l-ar putea avea asupra țevilor, înainte ca rețeaua să poată fi convertită. Sunt necesare teste extinse și încercări detaliate pentru a stabili ce modificări ar putea fi necesare pentru a transporta hidrogenul în condiții de siguranță.

Sub egida HyNTS – Hydrogen in the NTS – am derulat deja mai multe proiecte care analizează capacitățile fizice ale NTS de a transporta hidrogen. Aceste proiecte nu au analizat doar impactul pe care hidrogenul l-ar putea avea asupra conductelor noastre, ci și asupra tuturor echipamentelor asociate, cum ar fi compresoarele și supapele, precum și modalitățile prin care o rețea de hidrogen ar putea fi nevoită să funcționeze diferit în viitor.