Najważniejsze i najbardziej zaawansowane rozwiązania klasyfikowane są jako RFNBO ( Renewable Fuels of Non-Biological Origin ), czyli paliwa pochodzenia niebiologicznego. W tym artykule przybliżamy, co kryje się za tym terminem.
.
RFNBO: Produkcja Wodoru na miarę XXI wieku
Wodór kwalifikowany jako RFNBO jest używany z wytwarzany z energii odnawialnej w procesie niezwiązanym z biomasą lub innymi źródłami biologicznymi. Kluczowym źródłem energii jest źródło zasilania, takie jak energia wiatrowa, słoneczna lub wodna, przy spełnieniu restrykcyjnych norm dotyczących emisji gazów cieplarnianych.
Aby wodór był określany jako RFNBO w Unii Europejskiej, muszą obowiązywać warunki określone w dyrektywie RED II (dyrektywa w sprawie energii odnawialnej II) :
- Źródło energii odnawialnej : Energia używana do produkcji musi pochodzić z instalacji OZE w systemie energetycznym.
- Kontrola emisji CO2 : Cały proces produkcyjny musi być monitorowany pod kątem emisji CO₂ z, koniecznością minimalizacji śladu węgla.
- Czystość technologiczna : Proces produkcyjny nie może dotyczyć źródeł pochodzących z paliw kopalnych ani innych metod emisyjnych.
Technologie Produkcji Wodoru RFNBO
- Elektroliza Wody zasilana energią odnawialną
Elektroliza wody pozostaje najpowszechniejszym i najbardziej zaawansowaną technologią wytwarzania RFNBO. Technologia ta jest zasilana energią elektryczną i prowadzi do rozkładu wody (H₂O) na wodór (H₂) i tlen (O₂). Kluczowe typy elektrolizerów do:- 1. Elektrolizer PEM (membrana wymiany protonów)
- Elektrolizery PEM oparte o membranę wymiany protonów, wytwarzające wodór o bardzo wysokiej czystości (>99,999%). Charakteryzują się kompaktową budową, uwzględnieniem reakcji na zmianę mocy oraz kompatybilnością z odnawialnym źródłem energii. Ich ograniczeniem jest wysoki koszt materiałów, takich jak platyna i iryd.
- 2. Elektrolizery alkaliczne
- Najstarsza technologia elektrolizy, oparta na ciekłym elektrolicie alkalicznym (np. KOH). Elektrolizery te są powszechnie stosowane, zwykle najtańsze, co stanowi jeden z głównych powodów ich zastosowań przemysłowych.
- 3. Elektrolizer SOEC (ogniwo elektrolizy tlenkowej)
- Elektrolizery SOEC pracujące w temperaturze (500–800°C), oparte o komponenty stałe, ceramiczne jako elektrolit. Możliwość wykorzystania ciepła odpadowego. Ich komercjalizacja jest ograniczona przez wysokie koszty i wymagania materiałowe.
- Energia do tych technologii pochodzi z takich źródeł, jak:
- Turbiny wiatrowe (onshore i offshore),
- Instalacje fotowoltaiczne,
- Elektrownie wodne.
- Termochemiczny Rozkład Wody
Proces ten wykorzystuje wysokotemperaturową energię cieplną, często generowaną za pomocą systemów termicznych podłączonych do promieni słonecznych (CSP, Concentrated Solar Power ). Przy wysokich temperaturach następuje rozdzielenie wody na wodór i tlen. - Fotokataliza i Fotoelektrochemia
Technologie te transmitują światło słoneczne użyte do rozkładu wody przy udziale katalizatorów. - Plazmowe Procesy Rozkładu
Plazma generowana przy użyciu odnawialnej energii elektrycznej może być używana do inicjowania reakcji prowadzących do produkcji wodoru (np. w procesie zgazowywania plazmowego)
Przewagi Wodoru RFNBO
Wszechstronność zastosowań : Wodór tej klasy znajduje zastosowanie w procesach chemicznych (produkcja amoniaku, metanolu), hutnictwie (zastępowanie koksu) oraz transporcie drogowym (ciężarówki, koleje, statki).
Neutralność klimatyczna : wodór RFNBO wspiera realizację celu wyznaczonego w porozumieniu paryskim i europejskiej strategii „Fit for 55”.