Grüner Wasserstoff: Eine Alternative, die Emissionen reduziert und unseren Planeten schont

Dec 09, 2020

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Quelle:iberdrola.com


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Die Dekarbonisierung des Planeten ist eines der Ziele, die sich Länder auf der ganzen Welt für 2050 gesetzt haben. Um dies zu erreichen, ist die Dekarbonisierung der Produktion eines Elements wie Wasserstoff, wodurch grüner Wasserstoff entsteht, einer der Schlüssel, da dies derzeit für mehr als 2 % des weltweiten GesamtvolumensCO2Emissionen. Erfahren Sie, wie dies erreicht wird und welche Auswirkungen dies in den nächsten Jahrzehnten haben wird.


Unsere Lebensweise benötigt immer mehr Watt, um zu funktionieren. Das sagen die neuesten Schätzungen der Internationalen Energieagentur (IEA), die Ende 2019 veröffentlicht wurden, vorausder weltweite Energiebedarf bis 2040 um 25 % bis 30 % steigen wird,was in einer von Kohle und Öl abhängigen Wirtschaft mehr CO . bedeuten würde2, verschärft den Klimawandel. Die Dekarbonisierung des Planeten deutet jedoch auf eine andere Welt im Jahr 2050 hin: eine, die zugänglicher, effizienter und nachhaltiger ist und vonsaubere Energienenergiewie grüner Wasserstoff.

WAS IST GRÜNER WASSERSTOFF UND WIE WIRD ES ERHALTEN?

Diese Technologie basiert aufdie Erzeugung von Wasserstoff – einem universellen, leichten und hochreaktiven Brennstoff – durch einen chemischen Prozess, der als Elektrolyse bezeichnet wird.Diese Methode verwendet einen elektrischen Strom, um den Wasserstoff vom Sauerstoff im Wasser zu trennen. Wenn dieser Strom aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird, produzieren wir also Energieohne Kohlendioxid zu emittierenin die Atmosphäre.

Wie die IEA betont, ist diese Methode zur Gewinnung von grünem Wasserstoffwürde die 830 Millionen Tonnen CO . einsparen2die jährlich emittiert werden, wenn dieses Gas mit fossilen Brennstoffen hergestellt wird.Ebenso würde das Ersetzen des gesamten grauen Wasserstoffs der Welt erfordern3.000 TWh/Jahr aus neuen erneuerbaren Energien— entspricht der aktuellen Nachfrage in Europa. Es gibt jedoch einige Fragen zur Lebensfähigkeit von grünem Wasserstoff aufgrund seinerhohe Produktionskosten;begründete Zweifel, die mit fortschreitender Dekarbonisierung der Erde und damit der Verbilligung der Erzeugung erneuerbarer Energien verschwinden werden.

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Um grünen Wasserstoff durch Elektrolyse aus erneuerbaren Quellen herzustellen, werden Wassermoleküle (H2O) in Sauerstoff (O2) und Wasserstoff (H2).
1.Das bei der Elektrolyse verwendete Wasser
Most enthält Salze und Mineralien
um den Strom zu leiten.
2.Zwei Elektroden werden in das Wasser eingetaucht und an eine Stromquelle angeschlossen und ein Gleichstrom wird angelegt.
3.Die Dissoziation von Wasserstoff und Sauerstoff tritt auf, wenn die Elektroden mit einer entgegengesetzten Ladung anziehen.
4.Während der Elektrolyse tritt aufgrund der Einwirkung des Stroms eine Oxidations-Reduktions-Reaktion auf.
VERLÄNGERBARENERGIEN
MEMBRAN
WASSERSTOFF
SAUERSTOFF
KATHODISCHE REAKTION
4H++4e-➔ 2H2
ANODISCHE REAKTION
2H2O ➔ O2+4H++4e-
Quelle: US Department of Energy and Wood Mackenzie.


SIEHE INFOGRAFIK: Wie wird grüner Wasserstoff gewonnen? [PDF]Externer Link, öffnet in neuem Fenster.

WASSERSTOFF ALS SAUBERE ENERGIE

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende chemische Element in der Natur.Wie von der IEA festgestellt, hat sich die weltweite Nachfrage nach Wasserstoff als Kraftstoff seit 1975 verdreifacht und erreichte 2018 70 Millionen Tonnen pro Jahr. Darüber hinaus ist es eine saubere Energiequelle, diegibt nur Wasserdampf abund hinterlässt im Gegensatz zu Kohle und Öl keine Rückstände in der Luft.

Wasserstoff hat eine langjährige Beziehung zur Industrie.Dieses Gas wird seit Anfang des 19. Jahrhunderts zum Betanken von Autos, Luftschiffen und Raumschiffen verwendet.Die nicht aufschiebbare Dekarbonisierung der Weltwirtschaft wird Wasserstoff an Bedeutung gewinnen. Sollten die Produktionskosten bis 2030 um 50 % sinken, wie vom World Hydrogen Council prognostiziert, werden wir zweifellos daraufeiner der Treibstoffe der Zukunft.

Iberdrola hat die größte Anlage zur Herstellung von grünem Wasserstoff für die industrielle Nutzung in Europa in Betrieb genommen.DasPuertollano-Pflanzein Ciudad Real wird aus einer 100-MW-Photovoltaik-Solaranlage, einem Lithium-Ionen-Batteriesystem mit einer Speicherkapazität von 20 MWh und einer der größten elektrolytischen Wasserstofferzeugungsanlagen der Welt (20 MW) bestehen.Alles aus 100 % erneuerbaren Quellen.

Der Bau dieses Komplexes ist der Beginn von aumfassender Planwobei Iberdrola, im Bündnis mitFertiberia,plant800 MW grünen Wasserstoff mit einer Investition von 1,8 Milliarden Euro bis 2027 entwickeln, die 15.000 Tonnen grünen Wasserstoff produzieren wird.

Die Innovationsinitiative, wenn sie zustande kommt,würde Spanien an die Spitze des grünen Wasserstoffs in Europa setzenund machen es zu einem technologischen Benchmark bei der Herstellung und Nutzung dieser Ressource, insbesondere im Bereich der Elektrolyse.

2021 wird in Spanien bereits die erste MW installiert,mit weiteren Initiativen in anderen Ländern ergänzt werden. Inzwischen,das Unternehmen wird die Entwicklung einer Lieferkette leitendie Einführung neuer Elektrolyseurhersteller zu unterstützen und gleichzeitig Allianzen mit anderen Industriekonzernen zu fördern.

In diesem Zusammenhang hat Iberdrola eine Vereinbarung mit dem norwegischen Unternehmen Nel, dem größten Hersteller von Elektrolyseuren der Welt, unterzeichnet, umGroßelektrolyseure entwickelnund die Schaffung einer Kette von Anbietern dieser Technologie in Spanien zu fördern. Für dieses Projekt hat sich das Versorgungsunternehmen mit dem baskischen Unternehmen Ingeteam zusammengetan, umIberlyzer,ein Unternehmen, das wirdSpanien's erster Massenhersteller von Elektrolyseuren.

Iberlyzer wird 2021 den Betrieb aufnehmen und liefern200 MW Elektrolyseure im Jahr 2023.Diese Leistung – die bis zu diesem Datum mehr als 50 % der in Spanien geplanten installierten Elektrolyseurkapazität ausmachen wird – wird im zweiten Projekt verwendet, das aus der Allianz zwischen Iberdrola und Fertiberia hervorgeht, das grünen Wasserstoff für die Anlage in Palos de . produzieren wird la Frontera (Huelva). Das Industrieprojekt dieses Unternehmens&wird eine Investition von fast100 Millionen Euround wird schaffenqualifizierte Arbeitsplätze für 150 Personen.

VOR- UND NACHTEILE VON GRÜNER WASSERSTOFF

Diese Energiequelle hat Vor- und Nachteile, deren wir uns bewusst sein müssen. Lassen Sie's einige der wichtigsten guten Punkte durchgehen:

  • 100 % nachhaltig:grüner Wasserstoffemittiert keine umweltschädlichen Gaseentweder während der Verbrennung oder während der Produktion.

  • Speicherbar:Wasserstoff lässt sich leicht speichernspäter verwendetzu anderen Zwecken und zu anderen Zeiten als unmittelbar nach der Herstellung

  • Vielseitig:grüner Wasserstoff kann seinin Strom oder synthetisches Gas umgewandeltund für häusliche, kommerzielle, industrielle oder Mobilitätszwecke verwendet werden.

  • Transportabel:es kann mit Erdgasanteilen bis zu 20 % gemischt werden und durch diegleiche Gasleitungen und Infrastruktur- Eine Erhöhung dieses Prozentsatzes würde eine Änderung verschiedener Elemente in den bestehenden Gasnetzen erfordern, um sie kompatibel zu machen.

Grüner Wasserstoff hat aber auchnegative Aspektedas sollte man bedenken:

  • Hohe Kosten:Energieaus erneuerbaren Quellen,die der Schlüssel zur Erzeugung von grünem Wasserstoff durch Elektrolyse sind, ist teurer in der Herstellung, was wiederum die Gewinnung von Wasserstoff verteuert.

  • Hoher Energieverbrauch:die Herstellung von Wasserstoff im Allgemeinen und grünem Wasserstoff im Besonderenbraucht mehr Energieals andere Kraftstoffe.

  • Sicherheitsprobleme:Wasserstoff ist aleichtflüchtiges und brennbares ElementDaher sind umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen erforderlich, um Leckagen und Explosionen zu verhindern.

AUSWIRKUNG DES GRÜNEN WASSERSTOFFS

Wasserstoff als Kraftstoff ist in Ländern wie den USA, Russland, China, Frankreich und Deutschland Realität. Andere wie Japan gehen sogar noch weiter und streben danach, einWasserstoffwirtschaft.Nachfolgend erläutern wir, welche Auswirkungen dies in Zukunft haben wird:

Strom- und Trinkwassergenerator

Diese beiden Elemente werden durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in einer Brennstoffzelle gewonnen. Dieser Prozess hat sich sehr bewährtnützlich bei Weltraummissionen,B. durch die nachhaltige Versorgung der Besatzungen mit Wasser und Strom.

Energiespeicher

Druckwasserstofftankssind in der Lage, Energie über einen langen Zeitraum zu speichern und sind zudem einfacher zu handhaben als Lithium-Ionen-Akkus, da sie leichter sind.

Verkehr und Mobilität

Wasserstoff's große Vielseitigkeitermöglicht den Einsatz in sehr schwer dekarbonisierbaren Konsumnischen wie Schwerverkehr, Luft- und Seeverkehr. In diesem Bereich gibt es bereits mehrere Projekte wie Hycarus und Cryoplane, die von der Europäischen Union (EU) gefördert werden und die Einführung in Passagierflugzeuge zum Ziel haben.




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