Инновации в области производства, хранения, транспортировки и использования водорода могут превратить его в конечный источник чистой энергии. Столетие назад британский ученый Джон Холдейн увидел энергетическое будущее, в котором энергия ветра будет использоваться для производства водорода. Топливо, которое он описал, наиболее эффективный известный способ хранения энергии.
Он считал, что эта технология станет реальностью через 400 лет, но так называемая «водородная экономика» может появиться намного раньше, благодаря недавнему появлению инноваций в производстве, хранении, транспортировке и использовании водорода. И это могло бы открыть новый рынок экспорта энергии для Австралии.
Газ вырабатывается путем разделения молекул воды на водород и кислород посредством процесса электролиза. Водород затем конденсируется под давлением и при очень низких температурах в жидкость, которую можно использовать так же, как бензин или дизельное топливо, или ее можно применять в топливных элементах.
Преобразование солнечной, ветровой или энергии ГЭС в жидкий водород также позволяет транспортировать ее туда, где это необходимо. Наибольшим преимуществом водорода является его потенциал быть основным источником чистой энергии.
Главное свойство водорода заключается в том, что он не выделяет углекислый газ, когда он сжигается. Поэтому, если водород может быть получен с использованием только энергии из возобновляемых источников, таких как ветер, солнечная энергия или гидроэнергия, тогда вообще можно не беспокоиться о выбросах двуокиси углерода.
Интерес к водороду резко возрос в 1970-х годах в ответ на нефтяной кризис, а затем упал по мере ослабления кризиса. Затем надвигающаяся угроза изменения климата и подорожания нефти привела к возрождению интереса в начале 2000-х годов.
— В области автомобильной промышленности водород может предложить автомобили с теми же характеристиками, что и сегодняшние бензиновые и дизельные транспортные средства. При пяти килограммах водорода в баке дозаправка потребуется только через 600 километров, — отметил профессор RMIT Джон Эндрюс.
У автомобилей с водородным топливом есть дополнительное преимущество — требуется гораздо меньше времени для заправки — всего пять минут по сравнению с электрическим транспортным средством, для зарядки которого может потребоваться от шести до восьми часов.
Эндрюс также считает, что водород можно применять для хранения избыточного электричества в сети или даже отдельного домохозяйства. Затем в случае необходимости его можно хотите вернуть обратно в топливный элемент или сеть.
Использование водорода в больших масштабах — либо для производства электроэнергии, либо для транспортировки топлива — требует значительных инвестиций в инфраструктуру. Например, нужно много заправочных станций для водорода.
Поэтому Австралия могла бы сосредоточиться на более достижимой перспективе, и стать крупнейшим в мире экспортером энергии в виде водорода. Доктор Майкл Долан, главный научный сотрудник CSIRO, отметил, что это привлекательный сценарий, поскольку Австралия обладает огромной способностью генерировать возобновляемые источники энергии. К примеру, полученную энергию можно было бы доставлять в Японию.
Но водород непросто перевозить. Для этого его требуется сжать, а это предусматривает охлаждение газа примерно до -250 ° С, что является энергоемким процессом. Другим вариантом является соединение водорода с азотом для получения аммиака. Эта техника, которая хорошо зарекомендовала себя и была опробована в промышленных масштабах почти как столетие назад. Аммиак можно сжимать в жидкость при гораздо более умеренных температурах и относительно легко транспортировать.
Действительно, в январе 2017 года Австралия и Япония объявили о стандартах безопасности для доставки жидкого водорода оптом в первый раз.
То, чего не хватало до недавнего времени — это технологии выделения водорода из аммиака на другом конце. Однако CSIRO недавно объявила о создании экспериментальной установки для тестирования технологии, которая может очищать 100% чистый поток водорода из газифицированного аммиака с использованием металлической мембраны.
Тестирование начнется с производства всего пять килограммов водорода в день из аммиака. Однако эта концепция может станет последним звеном в цепи, которая позволит Австралии экспортировать солнечный свет на японский, корейский или даже европейский берег.