Sejak enjin pembakaran pertama dikuasakan oleh hidrogen 200 tahun yang lalu, teknologi hidrogen telah menarik perhatian orang ramai di seluruh dunia. Matlamat teknologi hidrogen adalah untuk mencipta dan menggunakan hidrogen sebagai sumber tenaga yang bersih dan boleh diperbaharui yang boleh digunakan untuk menggerakkan kereta, rumah dan pelbagai tujuan komersial yang lain.
Hidrogen adalah unik dalam keupayaannya untuk menjadi bahan api yang ringan dan padat tenaga tanpa pelepasan langsung bahan pencemar seperti gas rumah hijau. Ia penting kerana ia dijangka menjadikan dunia kurang bergantung kepada bahan api fosil dan menurunkan pelepasan gas rumah hijau pada masa yang sama.
Dalam masa terdekat, hidrogen berkemungkinan akan dibuat daripada pelbagai sumber tenaga, disimpan, dipindahkan ke tempat yang diperlukan, dan kemudian bertukar bersih menjadi haba dan elektrik, menjadikannya sumber tenaga utama dunia.
Jadual Kandungan
Keadaan semasa teknologi tenaga hidrogen
Perkembangan teknologi terkini dalam tenaga hidrogen
Masa depan teknologi tenaga hidrogen
Tenaga hidrogen: potensi dan cabaran
Keadaan semasa teknologi tenaga hidrogen
Hidrogen ialah pembawa tenaga serba boleh yang boleh digunakan untuk mengurangkan pelepasan karbon dalam pelbagai bidang, seperti pengangkutan, bahan kimia, logam, bangunan dan penjanaan kuasa. Sektor-sektor ini sebelum ini dipercayai sukar dari segi mengurangkan pelepasan.
Agensi Tenaga Antarabangsa (IEA) berkata bahawa hidrogen kebanyakannya digunakan dalam industri kimia dan petrokimia. Sebagai contoh, ia digunakan untuk menapis minyak dan membuat ammonia dan metanol. Ia juga digunakan untuk pemprosesan logam dan pengeluaran makanan. Satu lagi IEA melaporkan menyatakan bahawa hidrogen juga digunakan sebagai bahan api dalam penerokaan angkasa lepas dan sebagai penghapus oksigen dalam rawatan haba logam.
Berikut ialah beberapa lagi kes penggunaan aplikasi tenaga hidrogen yang sedang dalam pengeluaran besar-besaran atau sedang membuat kemajuan atau kejayaan yang ketara.
- Logistik gudang: Sel bahan bakar hidrogen boleh membersih trak, forklift, bicu palet dan kenderaan kilang dalaman lain yang memerlukan pengisian bahan api yang cepat dan masa jalan yang panjang.
- Rantaian bekalan global: Tenaga hidrogen boleh memberikan trak jarak jauh dan kenderaan penghantaran tempatan julat dan kuasa yang mereka perlukan sambil mengurangkan pelepasan karbon dan pencemaran bunyi.
- Pengeluaran kaca: Hidrogen digunakan untuk mencairkan bahan mentah seperti pasir silika pada suhu tinggi, menggantikan gas asli dan menurunkan pelepasan CO2.
- Pengeluaran elektronik: Hidrogen digunakan sebagai "gas pembawa" untuk meletakkan lapisan nipis bahan pada wafer silikon, membolehkan fabrikasi sel solar dan mikrocip.
Elektroliser ialah peranti yang menggunakan elektrik untuk membelah air kepada hidrogen dan oksigen. Peranti ini boleh memberikan fleksibiliti bahagian pasaran yang lebih baik, kerana ia boleh menghasilkan hidrogen apabila terdapat lebihan ketersediaan elektrik boleh diperbaharui dan menggunakan hidrogen untuk menjana elektrik apabila terdapat kekurangan tenaga elektrik boleh diperbaharui. Elektroliser juga boleh menghasilkan oksigen sebagai hasil sampingan. Ia boleh digunakan untuk pelbagai aplikasi industri atau dijual di pasaran.
Tidak seperti lain-lain sumber tenaga boleh diperbaharui, hidrogen boleh dibuat daripada banyak bahan api yang berbeza dan mudah diangkut dalam bentuk yang berbeza. Ia kemudian boleh diubah menjadi elektrik. Tetapi hidrogen pada masa ini dihasilkan terutamanya daripada bahan api fosil. Oleh itu, pelepasan CO2 daripada aplikasi semasa tenaga hidrogen akaun untuk lebih daripada 900 tan metrik setahun.
Hidrogen ialah sumber tenaga bersih jika ia diperbuat daripada sumber karbon rendah seperti tenaga boleh diperbaharui, kuasa nuklear atau bahan api fosil dengan tangkapan dan penyimpanan karbon (CCS). Satu-satunya cara untuk mengurangkan pelepasan karbon ialah beralih kepada kaedah pengeluaran hidrogen yang lebih bersih.
hari ini, pelaburan dalam teknologi hidrogen dan kerajaan menyokong sedang meningkat. Lebih daripada 30 negara mempunyai pelan hala tuju hidrogen, dan 228 projek hidrogen berskala besar telah diumumkan di seluruh rantaian nilai, berjumlah lebih $300 bilion dalam perbelanjaan sehingga 2030.
Perkembangan teknologi terkini dalam tenaga hidrogen
Beberapa penemuan dan inovasi terkini dikaitkan dengan teknologi tenaga hidrogen. Yang menonjol termasuk:
- Jabatan Tenaga AS (JAS) menumpukan pada membangunkan teknologi yang boleh menghasilkan hidrogen pada AS$ 2 sekilogram menjelang 2025 dan pada AS$ 1 sekilogram menjelang 2030 melalui bersih-sifar-karbon laluan.
- Penyelidik di Sekolah Kejuruteraan Schulich Universiti Calgary telah membangunkan jenis sel bahan api baharu yang boleh secara langsung menggunakan metana atau bahan api hidrokarbon lain untuk menjana elektrik dengan kecekapan tinggi dan kos rendah. Teknologi tenaga hidrogen yang inovatif ini menghapuskan keperluan untuk proses pembaharuan yang mahal dan kompleks.
- Hidrogen hijau revolusi semakin pantas berkat teknologi baharu seperti elektrolisis, sel bahan api, penyimpanan hidrogen dan pengadunan hidrogen. Hidrogen hijau ialah hidrogen yang dihasilkan daripada sumber tenaga boleh diperbaharui, seperti angin dan suria.
- Universiti Waterloo mempunyai maju sejenis sel bahan api baharu yang boleh bertahan sepuluh kali lebih lama daripada yang sedia ada. Sel bahan api menggunakan lapisan nipis platinum dan karbon untuk mengurangkan degradasi dan meningkatkan ketahanan. Inovasi ini berpotensi untuk mengurangkan kos kenderaan sel bahan api hidrogen (FCV) dan menjadikannya lebih berdaya saing dengan kenderaan tradisional.
Masa depan teknologi tenaga hidrogen
Momentum teknologi tenaga hidrogen sebagai sumber tenaga yang paling boleh dipercayai pada masa hadapan tidak dapat dihentikan. Ia boleh memainkan peranan penting dalam tenaga bersih peralihan dengan menyediakan sumber tenaga rendah karbon yang fleksibel untuk pelbagai sektor.
Teknologi tenaga hidrogen boleh memungkinkan untuk membuat dan menggunakan tenaga elektrik daripada sumber boleh diperbaharui secara besar-besaran sambil mengurangkan pelepasan karbon. Tetapi meningkatkan pengeluaran, infrastruktur, perdagangan dan penggunaan hidrogen datang dengan beberapa cabaran.
Tenaga hidrogen: potensi dan cabaran
Kos kemajuan teknologi yang tinggi untuk pengeluaran, pengangkutan, penyimpanan dan penggunaan hidrogen adalah salah satu cabaran teknologi tenaga hidrogen. Cabaran lain ialah untuk menarik lebih banyak pelaburan untuk projek hidrogen dan meningkatkan penyelarasan di kalangan pihak berkepentingan yang berbeza dalam rantaian nilai hidrogen.
Masalah ini boleh diselesaikan dengan menjadikan penyelidikan dan pembangunan lebih baik, mengurangkan kos modal, dan menjadikan hidrogen lebih berharga. Kita juga mesti membangunkan dasar dan peraturan yang menyokong, serta menggalakkan kerjasama dan komunikasi antara pelbagai aktor.
Dengan mengatasi cabaran ini, teknologi tenaga hidrogen boleh memainkan peranan penting dalam peralihan tenaga bersih dan menyumbang kepada matlamat iklim global, yang membawa kepada "Ekonomi Hidrogen."
