Електричната енергија учествува со околу 23 % од вкупната светска финална потрошувачка на енергија, а останатата се добива од нафтата, гасот и јагленот. Но, уделот на електричната енергија рапидно расте најмногу поради производството од обновливи извори (сонце и ветер), а со цел да се намалат емисиите на јаглерод диоксид (СО2) заради климатските промени. Во тој контекст денес се употребуваат термините електрификација и декарбонизација.

Но, постојат индустрии каде што електричната енергија технички не може да ги исполни барањата во некои технолошки процеси, а водородот е неопходен како хемиска суровина и истовремено е погоден како извор на енергија. Понатаму ќе бидат наведени кои се тие сектори во кои водородот претставува клучна алтернатива во важни технолошки процеси.

1. Производство на челик

Железото се добива со топење на рудата железен оксид со согорување на кокс (јаглен) кој ослободува голема топлина при многу висока температура. Но, истовремено јагленот има и хемиска улога на тој начин што го врзува кислородот од железниот оксид (рудата) за да се добие чисто железо, при што се ослободува огромно количество CO2. Електричните лачни печки можат да топат само веќе постојно старо железо, но не можат да произведат примарно железо директно од руда.
Со примена на нова технологија во која водородот целосно го заменува јагленот како хемиски реагенс, наместо CO2, како нуспроизвод од оваа хемиска реакција се испушта обична вода (пареа).

2. Хемиска индустрија и производство на вештачки ѓубрива (амонијак)

Вештачките азотни ѓубрива се добиваат од амонијак (NH3) кој се меша со некоја киселина. На тој начин се произведуваат следниве вештачки ѓубрива: амониум нитрат, уреа, амониум сулфат и други. Но, амонијакот се добива со хемиска реакција на азот и водород кој е незаменлива хемиска компонента (суровина). Денес има масовно производство на амонијак на база на хемиска реакција на азот и водород, при што се користи т.н. „сив“ водород кој е добиен од природен гас (метан), но притоа се ослободува CO2, а тоа не е еколошки процес.
Со воведување „зелен“ водород во процесот, индустријата може да продолжи да произведува ѓубрива без никакви емисии на јаглерод диоксид.

3. Рафинирање на нафта и петрохемиски производи

Рафинериите користат водород за процесите на разградување на тешките нафтени молекули за да се добие дизел и бензин и за отстранување на сулфурот од горивата. Електричната енергија не може да ја изврши оваа хемиска реакција на чистење на горивата.
Тука помогнува водородот. Иако целта е намалување на нафтените деривати, во транзицискиот период, чистиот водород е единствениот начин да се декарбонизира самиот процес на рафинирање.

4. Производство на цемент и стакло (екстремно високи температури)

За производство на цементен клинкер или за топење на стакло, потребни се континуирани температури од 1400 °C до 1500 °C. Иако постојат електрични грејачи, тие често не можат да ја постигнат потребната густина на топлина, рамномерност и форма на пламенот во огромните ротирачки печки, а електричните системи за ваков капацитет бараат прескапи преправки на мрежата.
Како помага водородот во овие процеси? Бидејќи има исклучително висока енергетска вредност по единица маса и согорува со интензивен пламен, водородот лесно ги постигнува овие екстремни температури. На тој начин директно го заменува природниот гас или јагленот во постојните печки.

5. Долголиниски тежок транспорт (авијација и поморски сообраќај)

За прекуокеански бродови и комерцијални авиони, батериите се едноставно претешки и преголеми. Ако еден голем товарен брод или авион се напојува целосно на батерии, тие би ја зголемиле тежината и би зафатиле поголем дел од просторот оставајќи малку место за патници или товар.
Во овие случаи водородот (или амонијак произведени од него) е многу погоден за употреба бидејќи има многу поголема густина на енергија во однос на тежината. Тој овозможува долги патувања со прифатлива тежина на резервоарите.

На крај да наведам дека клучна улога во енергетската транзиција во светот има производството на електрична енергија од обновливи извори, но посебно и сѐ поголемо учество ќе има „зелениот“ водород кој не може да стане универзална замена за фосилните горива. Но, треба да се нагласи дека е незаменлив во декарбонизација на тешката индустрија.


Автор: д-р Ристо Цицонков, редовен професор на Машински факултет – Скопје