Azərbaycan
Deutschland
Lietuva
Malta
ශ්රී ලංකාව
Türkmenistan
Türkiyə
Украина
Vandenilio ekonomika hipotetinė ekonomika kurioje energijos kaupimui ir pernešimui būtų naudojamos vandenilio dujos Toki
Vandenilio ekonomika
Vandenilio ekonomika – hipotetinė ekonomika, kurioje energijos kaupimui ir pernešimui būtų naudojamos vandenilio dujos. Tokios ekonomikos tikslas būtų atsisakyti aplinką teršiančio iškastinio kuro ir sušvelninti įtaką spartėjančiai biosferos kaitai, taip pat sumažinti ekonominę ir politinę priklausomybę nuo energetiniais resursais turtingų valstybių ir tokiu būdu subalansuoti tam tikrų regionų geopolitinę nelygybę.
Įžanga
Vandeniliu buvo žavėtasi ištisų kartų per šimtmečius, įskaitant tokius vizionierius, kaip Jules Verne. Vandenilio ekonomika dažnai laikoma tobulu sprendimu gamtosaugos ir energijos poreikių patenkinimo atžvilgiu.
Vandenilis gali būti išgaunamas naudojant vandenį ir elektros srovę. Jo virsmas į šilumą arba elektros srovę yra paprastas ir švarus. Deginamas su deguonimi vandenilis neišskiria teršalų, o tiktai vandenį, kuris reakcijai įvykus gali būti grąžinamas į gamtą. Tačiau vandenilis, dažniausiai planetoje sutinkamas elementas, neegzistuoja grynoje formoje, o visais atvejais gamtoje randamas cheminių junginių sudėtyje. Norint išgauti gryną vandenilį iš vandens naudojamas elektrolizės metodas, o išgavimui iš ar kitų junginių atitinkamai kitos cheminės reakcijos. Elektra elektrolizei gali būti gaunama iš švarių, atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių, kaip saulės kolektoriai, vėjo jėgainės, geoterminės energijos ir pan.. Taigi vandenilis galėtų tapti svarbiu elementu leidžiančiu kaupti ir pernešti švarią energiją.
Kaip ir kiekvieno kito produkto gamybos procese, vandenilis turi būti talpinamas į talpykles, transportuojamas, saugomas ir pan. Šiems standartiniams procesams reikalinga energija. Šių dienų iškastinio kuro ekonomikoje, energijos nuostoliai tarp šaltinio ir vartotojo yra maždaug 12 % naftai ir apie 5 % dujoms. Norint vandenilį naudoti kaip energijos nešiklį, energijos išeigos ir nuostolių skaičiavimai būtų esminiai tokios ekonomikos tikslingumo įvertinimui.
Nūdienos vandenilio rinka
Vandenilio gamyba yra didelė ir auganti industrija. 2004 m. pasaulyje buvo pagaminta apie 50 mln. tonų vandenilio. Augimo tempas yra apie 10 % per metus. JAV 2004 m. pagamino apie 11 mln. tonų, kurio energetinė vertė būtų adekvati 48-iems gigavatams elektros energijos (palyginimui, JAV 2003 m. pagamino apie 442 gigavatus elektros energijos). Skaičiuojant nuo 2005 m. pasaulyje pagaminto vandenilio vertė būtų apie $135 mlrd. per metus.
Šiuo metu vandenilis daugiausia naudojamas dviem tikslams:
- Maždaug pusė pagaminto vandenilio skiriama amoniako (NH3) gamybai; išgaunamas amoniakas tiesiogiai ar netiesiogiai naudojamas žemės ūkyje, dirvos tręšimui. Dėl pasaulio žmonių populiacijos augimo ir žemės ūkio produkcijos didinimo amoniako paklausa sparčiai didėja.
- Kita pusė pagaminto vandenilio naudojama naftos pramonėje – sunkiosios žaliavos perdirbimui į lengvesnias substancijas. Pastarasis procesas vadinamas . Hidrokrekingas turi dar didesnį augimo potencialą, kadangi dėl sparčiai mažėjančių naftos telkinių ir didėjančių naftos kainų, naftos kompanijos imasi eksploatuoti sunkiai išgaunamos naftos telkinius tokius kaip (tar sands) ir (oil shale). Nedideli kiekiai vandenilio taip pat gaminami pardavimui smulkiems vartotojams.
Pastaruoju metu apie 48 % vandenilio išgaunama naudojant gamtines dujas, 30 % – naftą ir 18 % – anglį; viso labo 4 % vandenilio išgaunama elektrolizės būdu. Šie rodikliai byloja, jog su šių laikų technologijomis ir energijos kainomis, gamtinių dujų panaudojimas vandenilio gavyboje yra praktiškiausias.
Vandenilio gavyba
Vandenilis dažniausiai išgaunamas cheminiu būdu iš angliavandenilinio iškastinio kuro. Taip pat vandenilis gali būti išgaunamas iš vandens biologinių procesų, vykstančių dumblių , metu, be to naudojant elektrą – elektrolizės arba kaitrą – būdais; pastarieji du metodai kol kas laikomi brangiais ir neekonomiškais lyginant su pirmuoju.
Nors vandenilis yra bespalvės dujos, energetikos pramonėje jis klasifikuojamas pagal spalvas, atsižvelgiant į gamybos būdą ir poveikį aplinkai. Ši klasifikacija padeda suprasti skirtingų vandenilio gamybos metodų tvarumą.
- Žaliasis vandenilis gaminamas elektrolizės būdu, naudojant atsinaujinančią energiją, pavyzdžiui, saulės ar vėjo energiją. Šio proceso metu vanduo skaidomas į vandenilį ir deguonį, neišskiriant anglies dioksido, todėl tai yra švariausias vandenilio gamybos būdas.
- Mėlynasis vandenilis gaminamas iš gamtinių dujų, naudojant garų metano reformingą. Šio proceso metu susidaro anglies dioksidas, tačiau jis surenkamas ir saugomas naudojant anglies dioksido surinkimo ir saugojimo (CCS) technologijas, taip sumažinant emisijas.
- Pilkas vandenilis gaminamas taip pat kaip mėlynasis, tačiau be anglies dioksido surinkimo. Tai yra labiausiai paplitęs vandenilio gamybos būdas, tačiau jis sukelia dideles anglies dioksido emisijas.
- Juodasis ir rudasis vandenilis gaminamas naudojant juodąją anglį arba lignitą (rudąją anglį). Šie metodai yra labiausiai kenksmingi aplinkai dėl didelių anglies dioksido emisijų.
- Rožinis vandenilis gaminamas elektrolizės būdu, naudojant branduolinę energiją. Kartais taip pat vadinamas purpuriniu arba raudonuoju vandeniliu.
- Turkio spalvos vandenilis gaminamas metano pirolizės būdu, kurio metu susidaro vandenilis ir kieta anglis. Šis metodas dar nėra plačiai išvystytas, tačiau turi potencialą tapti mažai emisijų sukeliančiu vandenilio gamybos būdu, jei procesas bus maitinamas atsinaujinančia energija, o susidaręs anglis bus tinkamai saugomas ar naudojamas.
- Geltonasis vandenilis – terminas, naudojamas apibūdinti vandenilį, gaminamą elektrolizės būdu, naudojant saulės energiją.
- Baltasis vandenilis natūraliai susidaręs geologiniuose telkiniuose po žeme. Šiuo metu nėra strategijų šio vandenilio išgavimui.
Vandenilio gavyba iš angliavandenilių
Vandenilis gali būti generuojamas iš gamtinių dujų pasiekiant maždaug 80 % efektyvumą, taip pat iš kitų angliavandenilių atitinkamai skirtingu efektyvumu. Angliavandenilių perdirbimo metu išsiskiria šiltnamio efektą sukeliančios dujos. Kadangi gamyba vykdoma vienoje vietoje, dėl to galima surinkti kenksmingas dujas ir jų tinkamai atsikratyti; pavyzdžiui, metodu, t. y. suskystinti ir įpumpuoti į išnaudotus naftos arba dujų telkinius. Tokį projektą Šiaurės jūroje, Sleipner telkinyje vykdo norvegų bendrovė , tačiau paprastai ši galimybė nėra įgyvendinama dėl sąlyginio brangumo.
Garų kaupčiavimo (steam reforming) metodas
Didžioji dalis komercinio vandenilio yra išgaunama garų kaupčiavimo metodu iš gamtinių dujų. Maždaug 700–1100 °C temperatūroje, garas (H2O) reaguoja su metanu (CH4), šia reakcija gaunamos : CH4 + H2O → CO + 3 H2 – 191,7 kJ/mol. Procesui reikalinga kaitra dažniausiai gaunama deginant dalį metano dujų.
Anglies monoksido gazifikavimo metodas
Vandenilis gali būti išgaunamas iš vandens 1300 °C temperatūroje vykdomoje anglies monoksido (CO) ir vandens reakcijoje: CO + H2O → CO2 + H2 + 40,4 kJ/mol. Tokioje reakcijoje deguonies (O) atomas atskiriamas nuo vandens (garų) ir oksiduojasi su anglimi (C), išlaisvindamas gryną vandenilį.
Anglies gazifikavimo metodas
Anglis gali būti perdirbama į ir metaną anglies gazifikavimo būdu.
Vandenilio gavyba iš vandens
Biologinė gavyba
Vandenilis gali būti išgaunamas iš dumblių . 1939 m. vokiečių mokslininkas , dirbdamas Čikagos universitete, pastebėjo, jog jo tiriami , tam tikromis aplinkybėmis vietoje paprastai išskiriamo deguonies gamindavo vandenilį. Priežastis nebuvo atskleista iki XX a. 10-o dešimtmečio, kai Kalifornijos Berkeley universiteto profesorius pastebėjo, jog dumblių terpėje pašalinus sierą, fotosintezės metu vietoje paprastai išskiriamo deguonies dumbliai išskiria vandenilį.
Vandenilis taip pat gali būti ir yra išgaunamas bioreaktoriuose, kuriuose naudojamos kitos biologinės žaliavos nei dumbliai, dažniausiai naudojamos biologinės atliekos. Proceso metu bakterijos, maitinamos angliavandeniliais, išskiria vandenilį ir anglies dvideginį. Tokio tipo bandomasis vandenilio bioreaktorius yra pastatytas šiaurės rytų Pensilvanijoje, Welch vynuogių sulčių spaudykloje; čia naudojamos vynuogyno biologinės atliekos.
Vandens elektrolizė
Vandens elektrolizės metu elektros srovė leidžiama per vandenį, kuris skaidosi į deguonį ir vandenilio dujas. Proceso metu visi 100 % elektros energijos nėra paverčiami chemine vandenilio energija. Energijos nuostoliai atsiranda kadangi jonai pernešantys elektrą turi judėti įkaitindami vandenį. Kai kurie tvirtina pasiekę 50–70 % efektyvumo, tuo tarpu kiti – 80–94 %. Šie skaičiai nenurodo energijos sunaudotos elektros gamybai nuostolio. Įskaičiuojant energiją sunaudojamą elektros gamybai vandenilio gavybos efektyvumas būtų apie 25–45 %.
Vandens elektrolizė:
2H2O(s)-> 2H2(d)+O2(d)
A(+) 2H2O -> O2(d)+4H(teigiami jonai)+ 4e – oksidacija
K(-) 2H2O + 2e -> H2(d)+ 2OH(neigiami jonai) – redukcija
Aukštos temperatūros elektrolizė (ATE)
ATE procesai numatomi tik turint atominės reakcijos kaitros šaltinį, kadangi kiti aukštos temperatūros šaltiniai nebūtų pakankamai rentabilūs. Mokslinių tyrimų rezultatai leidžia tikėtis, jog ateityje ATE vykdoma aukštos temperatūros atominėse jėgainėse taps pakankamai ekonomiška ir prilygs garų kaupčiavimo (steam reforming) metodui.
Naujai bandomų IV-os kartos, atominių jėgainių reaktoriai dirba 850–1000 °C temperatūroje, gerokai aukštesnėje temperatūroje nei šiuolaikinių jėgainių. Branduolinės fizikos bendrovė , remdamasi savo atliktais tyrimais, pranašauja, jog vandenilis gaminamas aukštos temperatūros dujų aušinimo reaktoriuje (ATDAR) kainuotų apie $1,53/kg. 2003 m. garų kaupčiavimo metodu išgaunamas vandenilis kainavo $1,40/kg, tačiau 2005 m. dujų kainoms pakilus vandenilio kaina atitinkamai pakilo iki $2,70/kg.
Vienas pagrindinių tokios sistemos privalumų būtų tas, jog reaktorius gaminantis elektrą, taip pat ir vandenilį, galėtų keisti gamybą pagal momentinį poreikį. Pavyzdžiui, elektrą gaminti dieną, o vandenilį – naktį.
Termocheminė gavyba
Tam tikri termocheminiai procesai, tokie kaip sieros ir jodo ciklas, gali išskirti vandenilį ir deguonį iš vandens nenaudojant elektros energijos. Kol kas termocheminiai bandymai atlikti tik cheminėse laboratorijose.
Laikymas
Laikymas suspaustame būvyje
Kambario temperatūroje ir spaudime, vandenilio tankis yra toks žemas, jog tūrio vieneto energijos kiekis prilygtų 1/300 benzino energijos kiekiui. Tam, kad sutalpinti į tinkamo naudojimui dydžio talpą, vandenilis turi būti suspaudžiamas padidinant jo tankumą. Kai kurie vandeniliu varomi automobiliai turi kuro bakus, kuriuose vandenilis suspaudžiamas iki neįtikėtinai didelio 10000 psi. The Sequel, General Motors pagamintas automobilis, talpina 8 kg tokiu būdu suspausto vandenilio, leidžiančio nuvažiuoti apie 500 km. Kuro papildymas tokiu būdu yra sąlyginai paprastas, tačiau netgi suspaustas vandenilis reikalauja didelių kuro talpų, užimančių atitinkamai keturis, penkis kartus daugiau vietos, nei įprastiniai benzino bakai. varomi automobiliai galėtų talpinti didesnius kuro bakus, kadangi jų varikliai yra kompaktiškesni.
Suskystintas vandenilis
Vietoj suspausto vandenilio galima būtų naudoti ir suskystintą vandenilį. Atšaldytos iki beveik absoliutaus nulio, vandenilio dujos tampa skystomis ir lyginant su benzinu atitinkamas tūrio vienetas turi 1/4 energijos kiekio. Techonologija yra žinoma ir naudojama gan seniai aeronautikos srityje. Šaldymo procesas eikvoja daug energijos (apie trečdalį vandenilyje turimos energijos). Laikymo talpos yra didelės, sunkios ir brangios.
Laikymas kietame būvyje
Tam tikri cheminiai junginiai pasižymi savybe sulaikyti vandenilio molekules kambario temperatūroje ir spaudime, po to, tam tikrose aplinkybėse jas išlaisvinti. Iki šiol daugiausiai žadantys tyrimai buvo atlikti su . Šie metalai yra pastovūs, tačiau sunkūs: apie 400 kg sverianti kuro talpa laikytų maždaug 2-iem valandom automobilio varymui užtenkančios energijos. Šiuo metu tyrinėjami 'egzotiški' cheminai junginiai gali parodyti jog įmanomas tikrai praktiškas vandenilio laikymas. 'Apsistojame prie aukšto spaudimo kuro talpų, kol išrasime medžiagas leidžiančias efektyviai laikyti vandenilį kietame būvyje', sako General Motors vandeniliu varomų automobilių progarmos direktorius Dan O’Connell.
Tiekimas
Pervežimas
Pernešti vandenilį iš vietos į vietą yra gana sudėtinga. Vandenilis gali susilpninti embrittle plieną ir kitas medžiagas iki skilimo. Šiuo metu didžioji dalis vandenilio yra transportuojama tanklaiviais skystame pavidale arba autocisternomis – suspaustame. Abu metodai yra neefektyvūs. Pavyzdžiui, pervežus medžiagą 300 km išeikvojama 11 % jos turimos energijos.
Tiekimas vamzdynu
Vienas iš būdų išvengti pervežimo neefektyvumo yra tiekti vandenilį vamzdžiais. JAV šiuo metu yra nutiesta apie 1500 km vandenilio vamzdynų, paprastai greta vandenilio vartotojų, tokių kaip naftos perdirbimo įmonių ar pan. Ilgiausias pasaulyje vandeniltiekis yra apie 500 km ilgio linija tarp Belgijos ir Prancūzijos. Vamzdynų grūdinimas apsaugant jas nuo irimo ir aukšto spaudimo yra labai brangus, apie 0.5$ mln. už tiesinį kilometrą. Tačiau įdiegus toks metodas laikomas pigiausiu.
Vietinė gamyba
Šiuo metu JAV dirba maždaug 36-ios vandenilį tiekiančios degalinės, beveik visos jų vandenilį gamina vietoje. Keturios iš jų naudoja dujas, likusios gamina elektrolizės metodu. 2003 m. Honda pristatė Namų Energijos Stotį Home Energy Station – į savininko garažą telpantį, vandenilio gamybos aparatą, gamybai naudojantį gamtines dujas. Kai kurie pagaminti automobilių prototipai turi įmontuotus vandenilio gaminimo įrenginius. Pavyzdžiui, DaimlerChrysler NECAR 3 gamina vandenilį iš metanolio. Tyrėjai taip pat atlieka eksperimentus su futuristinėmis gamybos technologijomis, kuriose vykdomos reakcijos tarp vandens ir tokių reagentų, kaip boras arba aliuminis. Tokios technologijos turi gerokai pažengti į priekį iki praktinio realizavimo galimybės.
Išnašos
- www.independent.co.uk 'Too late to avoid global warming,' say scientists 2007-08-19 Archyvuota kopija 2007-11-28 iš Wayback Machine projekto.
- www.bernardinai.lt S. Rahmstorf: „Ryžtis veikti liko dešimtmetis“ 2007-07-01
- “The Future of the Hydrogen Economy: Bright or Bleak?”, Baldur Eliasson and Ulf Bossel, Proceedings, THE FUEL CELL WORLD, Lucerne / Switzerland, 2002-07
- www.independent.co.uk 'Shell could take nuclear option to mine oil from Canadian tar sands' 2007-09-09 Archyvuota kopija 2008-10-11 iš Wayback Machine projekto.
- „Hydrogen Colour Spectrum“. National Grid. Nuoroda tikrinta 2024-12-30.
- www.popularmechanics.com 'The Truth About Hydrogen' 2006-11-01[neveikianti nuoroda]
Nuorodos
- „Hydrogen Council“ - Vandenilio taryba, pasaulinė pirmaujančių energetikos, transporto ir pramonės įmonių iniciatyva, turinti vieningą vandenilio viziją ir ilgalaikes ambicijas skatinti perėjimą prie vandenilio energetikos
- „HyWays“ (Vandenilio poreikių ir infrastruktūros 10 Europos šalių įvertinimas) projekto galimybių studija, parengta 2007 m. Ludwig-Bolkow-Systemtechnik GmbH Archyvuota kopija 2007-10-24 iš Wayback Machine projekto.
- „HyWays“ projekto tinklalapis Archyvuota kopija 2006-04-02 iš Wayback Machine projekto.
Autorius: www.NiNa.Az
Išleidimo data:
vikipedija, wiki, lietuvos, knyga, knygos, biblioteka, straipsnis, skaityti, atsisiųsti, nemokamai atsisiųsti, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, pictu, mobilusis, porn, telefonas, android, iOS, apple, mobile telefl, samsung, iPhone, xiomi, xiaomi, redmi, pornografija, honor, oppo, Nokia, Sonya, mi, pc, web, kompiuteris, Informacija apie Vandenilio ekonomika, Kas yra Vandenilio ekonomika? Ką reiškia Vandenilio ekonomika?
Vandenilio ekonomika hipotetine ekonomika kurioje energijos kaupimui ir pernesimui butu naudojamos vandenilio dujos Tokios ekonomikos tikslas butu atsisakyti aplinka tersiancio iskastinio kuro ir susvelninti įtaka spartejanciai biosferos kaitai taip pat sumazinti ekonomine ir politine priklausomybe nuo energetiniais resursais turtingu valstybiu ir tokiu budu subalansuoti tam tikru regionu geopolitine nelygybe Praxair vandenilio gamyklaĮzangaVandeniliu buvo zavetasi istisu kartu per simtmecius įskaitant tokius vizionierius kaip Jules Verne Vandenilio ekonomika daznai laikoma tobulu sprendimu gamtosaugos ir energijos poreikiu patenkinimo atzvilgiu Vandenilis gali buti isgaunamas naudojant vandenį ir elektros srove Jo virsmas į siluma arba elektros srove yra paprastas ir svarus Deginamas su deguonimi vandenilis neisskiria tersalu o tiktai vandenį kuris reakcijai įvykus gali buti grazinamas į gamta Taciau vandenilis dazniausiai planetoje sutinkamas elementas neegzistuoja grynoje formoje o visais atvejais gamtoje randamas cheminiu junginiu sudetyje Norint isgauti gryna vandenilį is vandens naudojamas elektrolizes metodas o isgavimui is ar kitu junginiu atitinkamai kitos chemines reakcijos Elektra elektrolizei gali buti gaunama is svariu atsinaujinanciu energijos saltiniu tokiu kaip saules kolektoriai vejo jegaines geotermines energijos ir pan Taigi vandenilis galetu tapti svarbiu elementu leidzianciu kaupti ir pernesti svaria energija Kaip ir kiekvieno kito produkto gamybos procese vandenilis turi buti talpinamas į talpykles transportuojamas saugomas ir pan Siems standartiniams procesams reikalinga energija Siu dienu iskastinio kuro ekonomikoje energijos nuostoliai tarp saltinio ir vartotojo yra mazdaug 12 naftai ir apie 5 dujoms Norint vandenilį naudoti kaip energijos nesiklį energijos iseigos ir nuostoliu skaiciavimai butu esminiai tokios ekonomikos tikslingumo įvertinimui Nudienos vandenilio rinkaVandenilio gamyba yra didele ir auganti industrija 2004 m pasaulyje buvo pagaminta apie 50 mln tonu vandenilio Augimo tempas yra apie 10 per metus JAV 2004 m pagamino apie 11 mln tonu kurio energetine verte butu adekvati 48 iems gigavatams elektros energijos palyginimui JAV 2003 m pagamino apie 442 gigavatus elektros energijos Skaiciuojant nuo 2005 m pasaulyje pagaminto vandenilio verte butu apie 135 mlrd per metus Siuo metu vandenilis daugiausia naudojamas dviem tikslams Mazdaug puse pagaminto vandenilio skiriama amoniako NH3 gamybai isgaunamas amoniakas tiesiogiai ar netiesiogiai naudojamas zemes ukyje dirvos tresimui Del pasaulio zmoniu populiacijos augimo ir zemes ukio produkcijos didinimo amoniako paklausa sparciai dideja Kita puse pagaminto vandenilio naudojama naftos pramoneje sunkiosios zaliavos perdirbimui į lengvesnias substancijas Pastarasis procesas vadinamas Hidrokrekingas turi dar didesnį augimo potenciala kadangi del sparciai mazejanciu naftos telkiniu ir didejanciu naftos kainu naftos kompanijos imasi eksploatuoti sunkiai isgaunamos naftos telkinius tokius kaip tar sands ir oil shale Nedideli kiekiai vandenilio taip pat gaminami pardavimui smulkiems vartotojams Pastaruoju metu apie 48 vandenilio isgaunama naudojant gamtines dujas 30 nafta ir 18 anglį viso labo 4 vandenilio isgaunama elektrolizes budu Sie rodikliai byloja jog su siu laiku technologijomis ir energijos kainomis gamtiniu duju panaudojimas vandenilio gavyboje yra praktiskiausias Vandenilio gavybaVandenilis dazniausiai isgaunamas cheminiu budu is angliavandenilinio iskastinio kuro Taip pat vandenilis gali buti isgaunamas is vandens biologiniu procesu vykstanciu dumbliu metu be to naudojant elektra elektrolizes arba kaitra budais pastarieji du metodai kol kas laikomi brangiais ir neekonomiskais lyginant su pirmuoju Nors vandenilis yra bespalves dujos energetikos pramoneje jis klasifikuojamas pagal spalvas atsizvelgiant į gamybos buda ir poveikį aplinkai Si klasifikacija padeda suprasti skirtingu vandenilio gamybos metodu tvaruma Zaliasis vandenilis gaminamas elektrolizes budu naudojant atsinaujinancia energija pavyzdziui saules ar vejo energija Sio proceso metu vanduo skaidomas į vandenilį ir deguonį neisskiriant anglies dioksido todel tai yra svariausias vandenilio gamybos budas Melynasis vandenilis gaminamas is gamtiniu duju naudojant garu metano reforminga Sio proceso metu susidaro anglies dioksidas taciau jis surenkamas ir saugomas naudojant anglies dioksido surinkimo ir saugojimo CCS technologijas taip sumazinant emisijas Pilkas vandenilis gaminamas taip pat kaip melynasis taciau be anglies dioksido surinkimo Tai yra labiausiai paplites vandenilio gamybos budas taciau jis sukelia dideles anglies dioksido emisijas Juodasis ir rudasis vandenilis gaminamas naudojant juodaja anglį arba lignita rudaja anglį Sie metodai yra labiausiai kenksmingi aplinkai del dideliu anglies dioksido emisiju Rozinis vandenilis gaminamas elektrolizes budu naudojant branduoline energija Kartais taip pat vadinamas purpuriniu arba raudonuoju vandeniliu Turkio spalvos vandenilis gaminamas metano pirolizes budu kurio metu susidaro vandenilis ir kieta anglis Sis metodas dar nera placiai isvystytas taciau turi potenciala tapti mazai emisiju sukelianciu vandenilio gamybos budu jei procesas bus maitinamas atsinaujinancia energija o susidares anglis bus tinkamai saugomas ar naudojamas Geltonasis vandenilis terminas naudojamas apibudinti vandenilį gaminama elektrolizes budu naudojant saules energija Baltasis vandenilis naturaliai susidares geologiniuose telkiniuose po zeme Siuo metu nera strategiju sio vandenilio isgavimui Vandenilio gavyba is angliavandeniliuVandenilis gali buti generuojamas is gamtiniu duju pasiekiant mazdaug 80 efektyvuma taip pat is kitu angliavandeniliu atitinkamai skirtingu efektyvumu Angliavandeniliu perdirbimo metu issiskiria siltnamio efekta sukeliancios dujos Kadangi gamyba vykdoma vienoje vietoje del to galima surinkti kenksmingas dujas ir ju tinkamai atsikratyti pavyzdziui metodu t y suskystinti ir įpumpuoti į isnaudotus naftos arba duju telkinius Tokį projekta Siaures juroje Sleipner telkinyje vykdo norvegu bendrove taciau paprastai si galimybe nera įgyvendinama del salyginio brangumo Garu kaupciavimo steam reforming metodas Didzioji dalis komercinio vandenilio yra isgaunama garu kaupciavimo metodu is gamtiniu duju Mazdaug 700 1100 C temperaturoje garas H2O reaguoja su metanu CH4 sia reakcija gaunamos CH4 H2O CO 3 H2 191 7 kJ mol Procesui reikalinga kaitra dazniausiai gaunama deginant dalį metano duju Anglies monoksido gazifikavimo metodas Vandenilis gali buti isgaunamas is vandens 1300 C temperaturoje vykdomoje anglies monoksido CO ir vandens reakcijoje CO H2O CO2 H2 40 4 kJ mol Tokioje reakcijoje deguonies O atomas atskiriamas nuo vandens garu ir oksiduojasi su anglimi C islaisvindamas gryna vandenilį Anglies gazifikavimo metodas Anglis gali buti perdirbama į ir metana anglies gazifikavimo budu Vandenilio gavyba is vandensBiologine gavyba Vandenilis gali buti isgaunamas is dumbliu 1939 m vokieciu mokslininkas dirbdamas Cikagos universitete pastebejo jog jo tiriami tam tikromis aplinkybemis vietoje paprastai isskiriamo deguonies gamindavo vandenilį Priezastis nebuvo atskleista iki XX a 10 o desimtmecio kai Kalifornijos Berkeley universiteto profesorius pastebejo jog dumbliu terpeje pasalinus siera fotosintezes metu vietoje paprastai isskiriamo deguonies dumbliai isskiria vandenilį Vandenilis taip pat gali buti ir yra isgaunamas bioreaktoriuose kuriuose naudojamos kitos biologines zaliavos nei dumbliai dazniausiai naudojamos biologines atliekos Proceso metu bakterijos maitinamos angliavandeniliais isskiria vandenilį ir anglies dvideginį Tokio tipo bandomasis vandenilio bioreaktorius yra pastatytas siaures rytu Pensilvanijoje Welch vynuogiu sulciu spaudykloje cia naudojamos vynuogyno biologines atliekos Vandens elektrolize Vandens elektrolizes metu elektros srove leidziama per vandenį kuris skaidosi į deguonį ir vandenilio dujas Proceso metu visi 100 elektros energijos nera paverciami chemine vandenilio energija Energijos nuostoliai atsiranda kadangi jonai pernesantys elektra turi judeti įkaitindami vandenį Kai kurie tvirtina pasieke 50 70 efektyvumo tuo tarpu kiti 80 94 Sie skaiciai nenurodo energijos sunaudotos elektros gamybai nuostolio Įskaiciuojant energija sunaudojama elektros gamybai vandenilio gavybos efektyvumas butu apie 25 45 Vandens elektrolize 2H2O s gt 2H2 d O2 d A 2H2O gt O2 d 4H teigiami jonai 4e oksidacija K 2H2O 2e gt H2 d 2OH neigiami jonai redukcija Aukstos temperaturos elektrolize ATE ATE procesai numatomi tik turint atomines reakcijos kaitros saltinį kadangi kiti aukstos temperaturos saltiniai nebutu pakankamai rentabilus Moksliniu tyrimu rezultatai leidzia tiketis jog ateityje ATE vykdoma aukstos temperaturos atominese jegainese taps pakankamai ekonomiska ir prilygs garu kaupciavimo steam reforming metodui Naujai bandomu IV os kartos atominiu jegainiu reaktoriai dirba 850 1000 C temperaturoje gerokai aukstesneje temperaturoje nei siuolaikiniu jegainiu Branduolines fizikos bendrove remdamasi savo atliktais tyrimais pranasauja jog vandenilis gaminamas aukstos temperaturos duju ausinimo reaktoriuje ATDAR kainuotu apie 1 53 kg 2003 m garu kaupciavimo metodu isgaunamas vandenilis kainavo 1 40 kg taciau 2005 m duju kainoms pakilus vandenilio kaina atitinkamai pakilo iki 2 70 kg Vienas pagrindiniu tokios sistemos privalumu butu tas jog reaktorius gaminantis elektra taip pat ir vandenilį galetu keisti gamyba pagal momentinį poreikį Pavyzdziui elektra gaminti diena o vandenilį naktį Termochemine gavyba Tam tikri termocheminiai procesai tokie kaip sieros ir jodo ciklas gali isskirti vandenilį ir deguonį is vandens nenaudojant elektros energijos Kol kas termocheminiai bandymai atlikti tik cheminese laboratorijose LaikymasLaikymas suspaustame buvyje Kambario temperaturoje ir spaudime vandenilio tankis yra toks zemas jog turio vieneto energijos kiekis prilygtu 1 300 benzino energijos kiekiui Tam kad sutalpinti į tinkamo naudojimui dydzio talpa vandenilis turi buti suspaudziamas padidinant jo tankuma Kai kurie vandeniliu varomi automobiliai turi kuro bakus kuriuose vandenilis suspaudziamas iki neįtiketinai didelio 10000 psi The Sequel General Motors pagamintas automobilis talpina 8 kg tokiu budu suspausto vandenilio leidziancio nuvaziuoti apie 500 km Kuro papildymas tokiu budu yra salyginai paprastas taciau netgi suspaustas vandenilis reikalauja dideliu kuro talpu uzimanciu atitinkamai keturis penkis kartus daugiau vietos nei įprastiniai benzino bakai varomi automobiliai galetu talpinti didesnius kuro bakus kadangi ju varikliai yra kompaktiskesni Suskystintas vandenilis Vietoj suspausto vandenilio galima butu naudoti ir suskystinta vandenilį Atsaldytos iki beveik absoliutaus nulio vandenilio dujos tampa skystomis ir lyginant su benzinu atitinkamas turio vienetas turi 1 4 energijos kiekio Techonologija yra zinoma ir naudojama gan seniai aeronautikos srityje Saldymo procesas eikvoja daug energijos apie trecdalį vandenilyje turimos energijos Laikymo talpos yra dideles sunkios ir brangios Laikymas kietame buvyje Tam tikri cheminiai junginiai pasizymi savybe sulaikyti vandenilio molekules kambario temperaturoje ir spaudime po to tam tikrose aplinkybese jas islaisvinti Iki siol daugiausiai zadantys tyrimai buvo atlikti su Sie metalai yra pastovus taciau sunkus apie 400 kg sverianti kuro talpa laikytu mazdaug 2 iem valandom automobilio varymui uztenkancios energijos Siuo metu tyrinejami egzotiski cheminai junginiai gali parodyti jog įmanomas tikrai praktiskas vandenilio laikymas Apsistojame prie auksto spaudimo kuro talpu kol israsime medziagas leidziancias efektyviai laikyti vandenilį kietame buvyje sako General Motors vandeniliu varomu automobiliu progarmos direktorius Dan O Connell TiekimasPervezimas Pernesti vandenilį is vietos į vieta yra gana sudetinga Vandenilis gali susilpninti embrittle pliena ir kitas medziagas iki skilimo Siuo metu didzioji dalis vandenilio yra transportuojama tanklaiviais skystame pavidale arba autocisternomis suspaustame Abu metodai yra neefektyvus Pavyzdziui pervezus medziaga 300 km iseikvojama 11 jos turimos energijos Tiekimas vamzdynu Vienas is budu isvengti pervezimo neefektyvumo yra tiekti vandenilį vamzdziais JAV siuo metu yra nutiesta apie 1500 km vandenilio vamzdynu paprastai greta vandenilio vartotoju tokiu kaip naftos perdirbimo įmoniu ar pan Ilgiausias pasaulyje vandeniltiekis yra apie 500 km ilgio linija tarp Belgijos ir Prancuzijos Vamzdynu grudinimas apsaugant jas nuo irimo ir auksto spaudimo yra labai brangus apie 0 5 mln uz tiesinį kilometra Taciau įdiegus toks metodas laikomas pigiausiu Vietine gamyba Siuo metu JAV dirba mazdaug 36 ios vandenilį tiekiancios degalines beveik visos ju vandenilį gamina vietoje Keturios is ju naudoja dujas likusios gamina elektrolizes metodu 2003 m Honda pristate Namu Energijos Stotį Home Energy Station į savininko garaza telpantį vandenilio gamybos aparata gamybai naudojantį gamtines dujas Kai kurie pagaminti automobiliu prototipai turi įmontuotus vandenilio gaminimo įrenginius Pavyzdziui DaimlerChrysler NECAR 3 gamina vandenilį is metanolio Tyrejai taip pat atlieka eksperimentus su futuristinemis gamybos technologijomis kuriose vykdomos reakcijos tarp vandens ir tokiu reagentu kaip boras arba aliuminis Tokios technologijos turi gerokai pazengti į priekį iki praktinio realizavimo galimybes Isnasoswww independent co uk Too late to avoid global warming say scientists 2007 08 19 Archyvuota kopija 2007 11 28 is Wayback Machine projekto www bernardinai lt S Rahmstorf Ryztis veikti liko desimtmetis 2007 07 01 The Future of the Hydrogen Economy Bright or Bleak Baldur Eliasson and Ulf Bossel Proceedings THE FUEL CELL WORLD Lucerne Switzerland 2002 07 www independent co uk Shell could take nuclear option to mine oil from Canadian tar sands 2007 09 09 Archyvuota kopija 2008 10 11 is Wayback Machine projekto Hydrogen Colour Spectrum National Grid Nuoroda tikrinta 2024 12 30 www popularmechanics com The Truth About Hydrogen 2006 11 01 neveikianti nuoroda Nuorodos Hydrogen Council Vandenilio taryba pasauline pirmaujanciu energetikos transporto ir pramones įmoniu iniciatyva turinti vieninga vandenilio vizija ir ilgalaikes ambicijas skatinti perejima prie vandenilio energetikos HyWays Vandenilio poreikiu ir infrastrukturos 10 Europos saliu įvertinimas projekto galimybiu studija parengta 2007 m Ludwig Bolkow Systemtechnik GmbH Archyvuota kopija 2007 10 24 is Wayback Machine projekto HyWays projekto tinklalapis Archyvuota kopija 2006 04 02 is Wayback Machine projekto