Професор Майкл Фреба: Водень - важлива опора енергетичного переходу
Листопад 2019 | «Постачання енергоносіїв завтра суттєво зміниться порівняно з сьогоднішнім днем. З переходом енергії ми зараз переживаємо зміни в енергетичних системах ".
"Зараз ми перебуваємо у фазі переходу від енергетичної системи на основі палива до енергетичної системи, що базується на електроенергії", - сказав професор Майкл Фреба, випускник хіміка та дослідник енергетики Гамбургського університету, розпочинаючи свою лекцію для зацікавленої аудиторії.
Лекційний захід відбувся 20 листопада 2019 року за ініціативи та організації місцевої групи BUND Reinbek/Wentorf та ініціативи із захисту клімату Sachsenwald, підтриманої керівництвом з питань охорони клімату міста Reinbek, у великому залі засідань мерії Рейнбека, яке було заповнене до останнього місця.
"Використання викопних видів палива, таких як вугілля, сира нафта та природний газ для виробництва енергії, зменшиться до 2050 року з 90% сьогодні до приблизно 50% на користь відновлюваних джерел енергії, таких як електроенергія, головним чином від енергії вітру, фотоелектрики та сонячної теплової енергії", - продовжив професор Фреба. «Коли ми перетворимо своє енергопостачання на відновлювані джерела енергії, ми будемо виробляти відносно великі обсяги електроенергії в майбутньому. Оскільки всі вони не можуть бути використані негайно, зберігання електроенергії має важливе значення ». Енергія може зберігатися різними способами: літій-іонний акумулятор добре підходить для невеликих кількостей енергії, наприклад, водень (H2) більше підходить для більшої кількості середній.
"Аспект захисту клімату щодо декарбонізації завжди повинен бути врахований у подальших міркуваннях", - говорить професор Фреба. "Отже, у довгостроковій перспективі водень повинен вироблятися не з природного газу, як це було в минулому, а за допомогою відновлюваних джерел енергії (наприклад, електроенергії від енергії вітру) з води за допомогою електролізу, щоб досягти цілі захисту клімату щодо зменшення викидів CO2"., в якому вода розщеплюється на складові водень та кисень. З їх допомогою з 9 літрів води можна отримати 1 кг дуже чистого Н2, чого достатньо для подорожі автомобілем на 100 км. Ціна за 1 кг Н2 становить 9,50 євро, ціна, довільно встановлена політиками, виробничі витрати складають лише близько половини.
Для того, щоб мати можливість знову використовувати накопичену енергію водню, використовується паливний елемент. В принципі, це зворотний процес електролізу: водень і кисень виробляють воду, електрику і тепло. "Але не хвилюйтеся, процес відрізняється від звичної реакції оксигену", - сказав професор Фреба, заспокоюючи присутніх. У будь-якому випадку, достатньо досвіду роботи з легкозаймистими та вибухонебезпечними газами та рідинами, просто подумайте про природний газ або бензин. Водень може транспортуватися у вантажних автомобілях як газ під тиском, так і у вигляді глибокозамороженої рідини. Штучно створені порожнини в соляних куполах (соляні печери), оскільки вони тривалий час використовуються в США, ідеально підходять для зберігання водню.
Іншим часто використовуваним середовищем для зберігання електроенергії, також у галузі електромобільності, є літій-іонний акумулятор, який підходить для зберігання меншої кількості енергії. Через використаний кобальт, серед іншого, ця батарея є відносно важкою. На жаль, їх не можна зробити такими великими, як ви хочете, тому їх місткості вистачає лише на короткі поїздки. Ще одним недоліком літієвої батареї є проблема сировини. Деякі елементи, такі як індій, германій та галій, будуть недоступні приблизно через 50 років. Літій та кобальт також вже є у червоному списку. В даний час проводяться дослідження з розробки літій-сірчаних та металево-повітряних батарей, які могли б мати значно більшу ємність.
Для нашої мобільності на ринку доступні як автомобілі на базі акумуляторів, так і моделі на основі паливних елементів. Автомобіль, що працює від акумулятора, має запас ходу приблизно 300 км після зарядки на півгодини на станції швидкої зарядки (або до 14 годин у побутовій розетці), а автомобіль на паливних елементах має запас ходу від 3 до 5 хвилин дальність водневого насоса становить приблизно 500 км. Однак мережа заправних станцій для водню в Німеччині лише налагоджується. "У майбутньому будуть різні напрямки для різних сфер застосування", - так прогнозує професор Фреба. "Для мобільності паралельно потрібні акумулятори на короткі відстані та паливні елементи на великі відстані, а також для важкого транспорту".
У своїй лекції проф. Фреба показав переваги та недоліки, а також обмеження різних енергетичних систем та типів приводів у рухливості та дав зрозуміти, що водень є ідеальним носієм енергії. На жаль, німецька автомобільна промисловість поки що ігнорувала переваги. В азіатських країнах вони набагато далі. За підрахунками, за два роки ми зможемо купувати у нас більше автомобілів, що працюють на водні.
Широкі та численні запитання та внески до обговорень дуже зацікавленої, а в деяких випадках добре обізнаної аудиторії сприяли успішному заходу.