Зелен водород

Зелен водород (GH2 или GH<sub>2</sub>) е водород произведен користејќи електролиза на вода со помош на обновлива електрична енергија. Производството на зелен водород предизвикува значително пониски емисии на стакленички гасови од производството на сив водород, кој се добива од фосилни горива без заробување на јаглерод.
Главната цел на зелениот водород е ограничување на глобалното затоплување, намалување на зависноста од фосилни горива со замена на сивиот водород и обезбедување на проширен сет на крајни употреби во специфични економски сектори, потсектори и активности. Овие крајни употреби може да бидат технички тешки за декарбонизација преку други средства како што е електрификација со обновлива енергија. Неговите главни примени веројатно би биле во тешката индустрија (на пр. процеси на висока температура заедно со електрична енергија, суровини за производство на зелен амонијак и органски хемикалии, како што е директно редуцирање на производството на челик), превозот и долгорочното складирање на енергија.
1 Дефиниција
Најчесто,''зелениот водород'' се дефинира како водород произведен користејќи електролиза на вода, со помош на обновлива електрична енергија. Во оваа статија, терминот ''зелен водород'' се користи со ова значење.
Пошироката, помалку користена, дефиниција за ''зелен водород,'' го вклучува водородот произведен преку разни други методи кои произведуваат релативно ниски емисии и ги исполнуваат другите критериуми за одржливост. Ваквите методи на производство може да вклучуваат нуклеарна енергија или суровини од биомаса.
2 Електролиза
Зелениот водород првенствено се произведува со помош на електролиза, при што електричната енергија добиена од обновливи извори се користи за разградување на водата (H<sub>2</sub>O) на водород (H<sub>2</sub>) и кислород (O<sub>2</sub>). Процесот е ефикасен до 80%. За производство на килограм водород преку електролиза се потребни околу девет литри вода.
2.1 Алтернативни начини на производство
Следните методи се во фаза на истражување и сѐ уште не се користат за производство на големо.
* Фотоелектрохемиско (PEC) разделување на вода: Спојување на зафаќање на светлина и електролиза со употреба на полупроводнички клетки за имитирање на фотосинтезата. Стабилни фотоелектроди и скалабилен дизајн на уреди.* Биолошко производство на водород: Користењето на алги и бактерии во биофотолиза или темна ферментација е под активно истражување. Иако еколошки ветувачки, ниските приноси остануваат пречка.* Термохемиско разделување на водата: Користење на висока топлина од нуклеарни или сончеви извори за активирање на хемиски реакции на разделување на водата во региони богати со сончева енергија и индустриска симбиоза.* Со помош на биојаглен: Електролизата на вода со помош на биојаглен (BAWE) ја намалува потрошувачката на енергија со замена на реакцијата на ослободување на кислород (OER) со реакција на оксидација на биојаглен (BOR). Електролитот го раствора биојагленот како што се одвива реакцијата. Студија од 2024 година тврди дека реакцијата е 6 пати поефикасна од конвенционалната електролиза, која работи на <1 V, без Производство на користејќи ~ 250 mA/gcat Струја со 100% Фарадеева ефикасност . Процесот може да се движи со мала сончева или ветерна енергија. Биојагленот од кравјо ѓубриво работи на само 0,5 V, подобро од материјали како што се лушпи од шеќерна трска, отпад од коноп и отпад од хартија. Речиси 35% од биојагленот и сончевата енергија се претвораат во водород. Производството на биојаглен (преку пиролиза ) не е јаглеродно неутрално.* Отпадно железо: Генерирањето на зелен водород е можно од отпадно железо со реакција со вода во егзотермна реакција. Тоа се нарекува процес на пареа-железо, а методот на производство се нарекува производител на водород Лејн. Магнетит со добар квалитет, е вреден нуспроизвод.* Отпад од алуминиум: Производството на зелен водород е можно од отпаден алуминиум со реакција со вода во егзотермна реакција. Алуминиум хидроксидот со добар квалитет и топлината се вредни нуспроизводи.
Од 2022 година, глобалниот пазар на водород беше проценет на 155 милијарди долари и се очекуваше да расте со просечен ( CAGR ) од 9,3% помеѓу 2023 и 2030 година. Од овој пазар, зелениот водород учествуваше со околу 4,2 милијарди долари (2,7%). Поради повисоките трошоци за производство, зелениот водород претставува помал дел од произведениот водород во споредба со неговиот удел во пазарната вредност. Поголемиот дел од водородот произведен во 2020 година беше добиен од фосилни горива. 99% доаѓа од извори базирани на јаглерод. Производството со електролиза претставува помалку од 0,1% од вкупниот број, од кои само дел се напојува со обновлива електрична енергија.