6 zastosowań wodoru w przemyśle

Chociaż o wodorze mówi się obecnie najczęściej jako o paliwie przyszłości, w rzeczywistości H₂ jest dość powszechnie wykorzystywany w świecie przemysłu. W jakiej postaci? W jaki sposób? Dlaczego? Oto najważniejsze informacje.

Dlaczego wodór to paliwo, z którym wiąże się tak duży potencjał?

Wodór jest najlżejszym pierwiastkiem chemicznym, a zarazem najbardziej rozpowszechnionym we wszechświecie. Jego najważniejsze właściwości to:

• postać bezwonnego i bezbarwnego gazu,
• słaba rozpuszczalność w wodzie,
• wysoka wartość opałowa (od 3,0 do 3,54 kWh/Nm3) – znacznie wyższa od ropy naftowej, benzyny czy gazu ziemnego,
• skraplanie w temperaturze -252°C,
• zeroemisyjność przy spalaniu – w jego wyniku dochodzi do powstania energii cieplnej oraz pary wodnej. Nie wydzielają się żadne szkodliwe substancje,
• bardzo niska masa – ten gaz jest aż 14,4 razy lżejszy od powietrza.

Wodór jest więc z jednej strony wysoce „kaloryczny”, a z drugiej jego eksploatacja nie przynosi szkody dla środowiska. Już te cechy pokazują, jak wielki potencjał drzemie w tym paliwie.

Wbrew pozorom, historia wykorzystania wodoru jako paliwa jest długa – pierwsze próby jego wykorzystania podejmowano już pod koniec XVIII wieku, a w kolejnym stuleciu stało się niezwykle popularne. Kto wie, czy gdyby nie katastrofa największego na świecie sterowca, Hindenburga, na początku XX wieku, dziś to właśnie wodór nie byłby u szczytu popularności?

Jednak to, że wodór nie jest powszechnie znanym paliwem, nie oznacza, że nie jest wykorzystywany. Wręcz przeciwnie. Ten gaz pełni ogromną rolę w wielu sektorach przemysłu.

Wodór w przemyśle – gdzie jest wykorzystywany?

Wodór jest powszechnie wykorzystywany w kilku kluczowych gałęziach przemysłu. Zobacz, gdzie zapotrzebowanie na to paliwo jest największe.

 1. Wodór w przemyśle spożywczym

Chociaż to może być zaskoczenie, wodór jest dopuszczony jako dodatek do żywności, a jego symbol to E949. Wykorzystuje się go tutaj do ochrony żywności przed utlenieniem w szczelnych opakowaniach. Jest także stosowany w procesie utwardzania tłuszczów, a w szczególności podczas produkcji margaryny. Częściowo uwodornione oleje to jeden z podstawowych składników tego popularnego artykułu.

2. Wodór w przemyśle chemicznym

W przemyśle chemicznym wodór jest niezbędny przede wszystkim podczas produkcji amoniaku. Ten związek chemiczny ma ogromne znaczenie podczas wytwarzania nawozów sztucznych kluczowych dla wzrostu roślin. Bez tego pierwiastka trudno byłoby więc prowadzić nowoczesne gospodarstwa rolne.

3.Wodór w przemyśle petrochemicznym

Warto wiedzieć, że szacunkowe roczne zużycie wodoru w sektorze chemicznym i petrochemicznym w Polsce wynosi obecnie 7,4 mld Nm³.  W przemyśle naftowym korzysta się z niego przede wszystkim w trzech istotnych procesach. Są to:

• reforming – jego celem jest podniesienie liczby oktanowej paliwa,
• hydrorafinacja – pozwala na obniżenie zawartości związków siarki, azotu oraz tlenu i pozbycie się związków nienasyconych, które obniżają stabilność paliwa,
• hydrokraking – polega na przerobie ciężkich frakcji ropy naftowej, takich jak smary czy oleje ciężkie na oleje lekkie oraz benzynę.

4. Wodór w przemyśle metalurgicznym

Jest wykorzystywany podczas produkcji stali – zastosowanie H₂ zamiast węgla przy wytapianiu i tworzeniu stopów pozwala na obniżenie emisji CO2 do środowiska. Uznaje się go za wartościową alternatywę dla koksu.

5. Wodór w jubilerstwie

Palniki wodoro-tlenowe są stosowane podczas cięcia oraz spawania metali. Ich użycie umożliwia bardzo precyzyjną obróbkę srebra, złota czy platyny.

6. Wodór w przemyśle motoryzacyjnym

Samochody na paliwo wodorowe to już rzeczywistość, a nie plany. Pierwszy taki pojazd, Toyota Mirai, został wyprodukowany już w 2014 roku. Obecnie na popularności zyskują autobusy elektryczne napędzane wodorem – wykorzystujące ogniwa paliwowe. Wodór może być też wykorzystany jako paliwo w tradycyjnych silnikach, jednak to rozwiązanie jest stosowane rzadziej.

To nie koniec listy możliwych zastosowań wodoru w przemyśle. Jest ona znacznie dłuższa – wystarczy wspomnieć o paliwie rakietowym czy o wykorzystaniu tego gazu jako chłodziwa w turbogeneratorach w elektrowniach.

Już niedługo wodór ma odegrać znacznie ważniejszą rolę w systemie ogrzewania budynków. Aby jednak tak się stało, upowszechnić musi się produkcja tzw. zielonego wodoru. Dziś jego produkcja odbywa się przede wszystkim w rafineriach i innych dużych zakładach przemysłowych, w procesach zgazowania węgla, biomasy albo reformingu metanu. Niestety, wiążą się one z emisją CO₂ do atmosfery.

Ma się to jednak niebawem zmienić, ponieważ technologia produkcji wodoru w procesie elektrolizy wody rozwija się niezwykle dynamicznie. Dzięki niej może powstawać zeroemisyjny, a więc zielony wodór. Zgodnie z dyrektywą RED II Unii Europejskiej, to właśnie ten rodzaj gazu ma się w najbliższych dekadach stać podstawowym źródłem wodoru w Europie. Warto więc już teraz przygotować się na tę rewolucję.

FORMULARZ