Конференция COP21 по проблемам климата, состоявшаяся в Париже в конце 2015 года, поставила проблему изменения климата во главу угла международных и экономических усилий. Водород и топливные элементы являются частью решения климатического кризиса и могут стать краеугольным камнем будущих энергетических и транспортных систем.
Ключевые отрасли, такие как нефтеперерабатывающие заводы, производство аммиака, производство стекла, пищевая промышленность, производство стекла, металла и электроники, используют водород на протяжении десятилетий. Фирма по исследованию рынка Markets ожидает, что текущий рынок водорода вырастет с нынешних 118 миллиардов долларов до 152 миллиардов долларов к 2021 году. В последние десятилетия экономические и экологические преимущества водорода побудили многих содействовать развитию водорода в качестве энергоносителя. В сочетании с кислородом в топливных элементах (устройствах электрохимического преобразования энергии) водород может производить безуглеродную электроэнергию и тепло и воду в качестве единственного побочного продукта. Водород – это чистая и эффективная альтернатива традиционным ископаемым видам топлива, которым он обладает в изобилии.
Автомобили остаются одной из самых привлекательных областей для применения топливных элементов, хотя это применение вызывает наибольшие проблемы с технологической и экономической точки зрения, поскольку использование водорода в качестве топлива для выработки энергии или запуска сталкивается с рядом проблем.
А именно, водород не является основным естественным источником энергии, но он является энергоносителем, таким как электричество, которому требуется внешний источник энергии для отделения атомов водорода от других атомов в сложных молекулах, таких как вода, углеводороды или биомасса. Сегодня более 95% водорода получают из ископаемого топлива с помощью процессов с высоким содержанием углерода, но уже начинают появляться альтернативные технологии производства, среди которых, в частности, водный электролиз обеспечивает многообещающий способ производства зеленого водорода – водорода, производимого с помощью возобновляемых источников энергии с низкими выбросами углерода. – и способствовать интеграции возобновляемых источников энергии в систему производства энергии.
Помимо водного электролиза, решение для более широкого использования автомобилей на топливных элементах может заключаться в скоординированном инвестиционном подходе между участниками инфраструктуры, производителями автомобилей и государственными органами на глобальном и местном уровнях, который обеспечит синхронизированную систему производства и распределения водорода и продажи топливных элементов. решит проблему взаимозависимости этих двух секторов, т. е. инвестиций в заправочные станции на топливных элементах и инвестиций в производство автомобилей на топливных элементах. Инициатива H2Mobility в Германии и аналогичные проекты в Японии и Калифорнии являются хорошими образцами для подражания для таких усилий.