Vesinikuenergeetika

Vesinikuenergeetika on vesiniku kasutamine kütusena, eriti kütteks, sõidukites[1], energia hoiustamiseks ja pika vahemaa taha transportimiseks.

Vesinikuenergeetikat on välja pakutud tuleviku väikese süsiniku jalajäljega majanduse osana. Vesiniku kaalutakse globaalse soojenemise piiramiseks fossiilkütuste asendajana, sest vesiniku põlemine ei tekita süsihappegaasi vaid ainult puhast vett. 2019. aastal kasutatakse vesinikku põhiliselt ainult tööstuses lähteainena, põhiliselt ammoniaagi, metanooli tootmiseks ja nafta töötlemiseks.[viide?]

Vesinikgaasi ei leidu looduslikult kättesaadavates kohtades. 2019. aastal toodeti 70 miljonit tonni vesinikku aastas, millest peaaegu kõik toodeti auru metaani ümbertöötamisel maagaasist.[2] Ülejäänu toodeti elektrolüüsi käigus kõrvalsaadusena. Väheses koguses vesinikku toodetakse ka spetsiaalselt veest. Nii auru metaani ümbertöötamine kui ka elektrolüüs on praegu ebaefektiivsed protsessid. Auru metaani ümbertöötamine tekitab kõrvalsaadusena ka süsihappegaasi.[3]

Vesiniku tootmise liigidRedigeeri

Vesinikku saab toota väga paljudel viisidel. Peamiselt eristatakse kolme: halli, sinist ja rohelist vesinikku. Suurem osa vesinikust toodetakse maagaasist ja muudest fossiilsetest kütustest. Selles protsessi tekib aga süsihappegaas, mis paiskub õhku. Sellest tulenevalt nimetatakse sellisel protsessil toodetud vesinikku halliks vesinikuks. Sinine vesinik on hallist vesinikust puhtam, sest süsihappegaas püütakse kinni ja ladustatakse. Kõige puhtam tootmisviis on taastuvatel energia allikatel põhinev ehk roheline vesinik. Kõige odavam on neist praegu hall vesinik, kuid aja jooksul peaks puhas ehk nn roheline vesinik muutuma oluliselt konkurentsivõimelisemaks. [4]

Vesiniku kasutusvõimalused Eestis ja sellega seotud probleemidRedigeeri

Majandus- ja kommunikatsiooniministeerium otsib aktiivselt vesiniku näidisprojekti. Ühe variandina kaalutakse näidisprojektina Tallinna-Viljandi raudteeliini, kuid ka vesinikupraami või -bussi kasutamist. [5] Vesiniku võimaliku kasutusena nähakse Eestis eelkõige keeruliste sektorite dekarboniseerimist, näiteks rasketranspordis (merenduses), klaasitootmisel ja tsemenditootmisel. Vesinik oleks hea lahendus ka elektrisüsteemi varustuskindluse suurendamisel. Vesiniku kasutamist kõikides sektorites takistab vesiniku salvestustehnoloogia väike efektiivsus: 40%. Akudel jääb näitaja 80–90% ning pump-akumulatsioonijaamadel 70–85% juurde. [6] Vesiniku komprimeerimine ehk kokkusurumine on väga energiamahukas, mistõttu tuleks vesiniku tootmine viia võimalikult lähedale tarbimisele. Elektrist vesiniku ja taas elektriks muundamine on suure energiakaoga, mistõttu pikaajaliselt ei pruugi selline lahendus olla otstarbekas. [7]

Euroopa Liidu plaanid vesinikuenergeetikagaRedigeeri

2020. aasta suvel tuli Euroopa Komisjon välja vesinikustrateegiaga. Kuivõrd vesinik moodustab praegu veel marginaalse osakaalu Euroopa Liidu energiaportfellist, näeb Euroopa Komisjon kliimaeesmärkide saavutamisel vesinikus just võtmerolli. Näiteks suudab vesinik stabiliseerida energiatootmist, olles taastuv energia allikate toodetud energiale salvestiks. Kui päike paistab ja tuul puhub, aga nõudlus energia järele on väike, saab energia konverteerida vesinikuks ja soovi korral hiljem ka tagasi. Lisaks on vesinik võimalik lahend keerulistes sektorites, nagu raske-, keemiatööstus või transport, aidates dekarboniseerida nimetatud valdkondi. Euroopa Komisjon näeb oma kavas ette, et vesiniku osakaal tõuseb 2020. aasta 2%-lt 2050. aastaks 13–14%-ni. Mõne analüütiku hinnangul võib roheline vesinik moodustada 2050. aastaks 24% maailma kogu energianõudlusest. Vesiniku osakaalu tõstmisel energiaportfellis on Euroopa Komisjonil välja kujunenud väga edasipüüdlik plaan. 2030. aastaks on plaan jõuda elektrolüüserite puhul võimsuseni 2 x 40 GW ning toodangus 10 miljoni tonnini. Euroopa Komisjon näeb, et koguinvesteeringud rohelisse vesinikku võivad 2050. aastaks küündida 180–470 miljardi euroni ja 3–18 miljardi euroni madala süsihappegaasiheitega vesiniku puhul. Euroopa Komisjon lõi investeeringute toetamiseks eraldi organisatsiooni European Clean Hydrogen Alliance, mis teostab Euroopa Komisjoni strateegiat ning aitab kaasa rohelise vesiniku nõudluse suurendamisele. Liidu ülesanne on hoida ka vesiniku rakendusalane teadusarendus ja tehnoloogia areng Euroopas. Suurim probleem, millega seisab Euroopa Komisjon vesiniku puhul silmitsi seisab, on vesinikuturu loomine. Selleks soovitab Euroopa Komisjon otsida vesinikule kasutusviise ühistranspordis, lühimaade praamides ja suurendada rohelise vesiniku kasutust rafineerimises ja ammoniaagi tootmise protsessis. [8]

OhutusRedigeeri

Vesinik on õhuga kokkupuutel üks kõige kergemini plahvatavaid gaase. See tähendab, et mis tahes proportsioonis vesiniku ja õhu segu põlemise asemel plahvatab süütamisel. See muudab vesiniku kasutamise suletud kohtades (tunnelid, maaalused parklad) väga ohtlikuks.[9] Puhta vesiniku leek põleb ultraviolett värvi leegiga, mis muudab selle palja silmaga nähtamatuks, mis tähendab, et põlengu avastamiseks on vajalik kasutada leegiandurit. Vesinik on ka lõhnatu, mis muudab lekete tuvastamise lõhna järgi võimatuks.

Vaata kaRedigeeri

ViitedRedigeeri

  1. "A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis". Failitüüp: PDF. Vaadatud 06.10.2019. Inglise.
  2. John Snyder. "Hydrogen fuel cells gain momentum in maritime sector". Vaadatud 06.10.2019. Inglise.
  3. Committee on Climate Change. "Hydrogen in a low-carbon economy". Failitüüp: PDF. Vaadatud 06.10.2019. Inglise.
  4. Hulst, van N. (2019). The Clean hydrogen future has already begun. IEA. Kasutatud 14.11.2020, https://www.iea.org/commentaries/the-clean-hydrogen-future-has-already-begun
  5. Tooming, M. (2020). MKM: vesinikrongi pilootlõiguks sobib Tallinn-Viljandi. ERR, 3. juuli 2020. Kasutatud 14.11.2020, https://www.err.ee/1109120/mkm-vesinikrongi-pilootloiguks-sobib-tallinn-viljandi
  6. Tatar, T. (2020, 22. oktoober) Vesiniku roll Eesti rohepöördes mi(k)s? kus? millal? [Konverentsi ettekanne]. Arenguseire Keskuse ja Riigikogu suur vesinikupäev „Kas Eesti on vesinikurongist maha jäämas?”, Tallinn, Eesti. Kasutatud 14.11.2020,  https://www.riigikogu.ee/wpcms/wp-content/uploads/2020/10/vesinik_Timo-Tatar.pdf
  7. Pokk, P. & Korv, N. (2020, 13. juuli). Vesiniku kasutamisel väga häid lahendusi Eestis hetkel ei tundu olevat [Raadiosaade]. Äripäev. Kasutatud 14.11.2020, https://www.aripaev.ee/saated/2020/07/13/vesiniku-kasutamisel-vaga-haid-lahendusi-eestis-hetkel-ei-ole
  8. Euroopa Komisjon. (2020). COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE COUNCIL, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS. A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe. Kasutatud 14.11.2020, https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/hydrogen_strategy.pdf
  9. Utgikar, Vivek P; Thiesen, Todd (2005). "Safety of compressed hydrogen fuel tanks: Leakage from stationary vehicles". technology in Society 27 (3): 315–320. doi:10.1016/j.techsoc.2005.04.005.