Prikazali smo okoljske vplive proizvodnje 1 kg vodika z elektrolizo vplive kompresije vodika ter distribucije vodika do končnega porabnika, pri treh različnih scenarijih vira električne energije v Sloveniji in za tri ravni tlaka vodika po kompresiji. LCA numerični model je bil postavljen v programu GaBi, ocena okoljskih vplivov pa je bila izvedena po metodi vrednotenja okoljskih vplivov EF 3.0. Na podlagi analize rezultatov smo prišli do naslednjih zaključkov:
- Pridelava vodika s pomočjo elektrolize je čista le toliko kot vir energije, ki nam zagotavlja električno energijo za proizvodnjo.
- Elektroliza predstavlja daleč največji delež okoljskih vplivov, ne glede na vir energije ali tlak vodika. Za tem sledi kompresija, ki predstavlja majhen delež okoljskih vplivov pri večini vplivov ampak ima prostor za izboljšave. Najmanjšji delež okoljskih vplivov predstavlja distribucija, ki ima v našem numeričnem modelu v primerjavi z ostalima procesoma zanemarljive vrednosti.
- Nivo tlaka vodika, ki je odvisen od uporabe vodika v različnih aplikacijah, spreminja delež celotnega okoljskega vpliva procesa kompresije v celotnem vplivu in sicer višji kot je nivo tlaka vodika večje so obremenitve komponent kompresorja in s tem večje obrabe, prav tako kompresor za doseganje višjega tlaka potrebuje več električne energije vse to privede do večjih deležev okoljskih kazalcev.
- Nivo tlaka vodika nima večjega vpliva na energijski izkoristek proizvodnje vodika saj večino električne energije porabimo pri procesu elektrolize, ki je izredno energijsko potraten. Tako proces proizvodnje vodika dosega energijski izkoristek okoli 70%
- Najpomembnejši zaključek je dejstvo, da vodik še zdaleč ne predstavlja enostavnega načina do ogljično neodvisnega goriva za vozila ali uporabo v vodikovih plinovodih.
Še posebno ne v slovenskem okolju, kjer smo še vedno močno odvisni od fosilnih goriv za pridobivanje električne energije, ki je ključnega pomena za proizvodnjo vodika z elektrolizo.
Zaključki
33 Rezultati so bili pridobljeni s pomočjo informacij, ki temeljijo na oceni. Možnosti za napake in napačne interpretacije je veliko, prav zato so rezultati v večini predstavljeni v procentih – s pomočjo zaključne naloge smo želeli pridobiti le občutek o tem, kaj pomenita proizvodnja in distribucija vodika kot vira energije. Izpostaviti pa smo želeli tudi segmente proizvodnje vodika, kjer obstajajo možnosti za izboljšanje. Prvi korak k napredku je vedno iskanje slabosti v obstoječem stanju.
35
Literatura
[1] Hydrogen Europe: Technologies. Dostopno na: Hydrogen Europe | H2: enabling a zero-emission society, ogled 2. 7. 2021.
[2] Office of Energy Efficiency & Renewable Energy: Hydrogen Production: Electrolysis.
Dostopno na: https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-electrolysis, ogled 2. 7. 2021.
[3] Siemens Energy: Hydrogen Solutions. Dostopno na:
https://www.siemens-energy.com/global/en/offerings/renewable-energy/hydrogen-solutions.html, ogled 2. 7. 2021.
[4] S.Shiva Kumar, V.Himabindu: Hydrogen production by PEM water electrolysis – A review. Dostopno na:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589299119300 035, ogled 2. 7. 2021.
[5] MrSolar: Solar panels. Dostopno na: https://www.mrsolar.com/what-is-a-solar-panel/, ogled 2. 7. 2021.
[6] Michael Z. Hauschild, Ralph K. Rosenbaum, Stig Irving Olsen: Life Cycle Assessment.
Springer International Publishing, Cham, 2018.
[7] Huijbregts et al.: ReCiPe2016: a harmonised life cycle impact assessment method at midpoint and endpoint level. The International Journal of Life Cycle Assessment (2016).
[8] Beemsterboer et al.: Ways to get work done: a review and systematisation of
simplification practices in the LCA literature. The International Journal of Life Cycle Assessment (2020).
[9] Huijbregrs et al.: ReCiPe2016: a harmonised life cycle impact assessment method at midpoint and endpoint level. The International Journal of Life Cycle Assessment (2017) str. 138–147.
[10] Dekker et al.: A taste of the new ReCiPe for life cycle assessment: consequences of the updated impact assessment method on food product LCAs. The International Journal of Life Cycle Assessment (2020) str. 2315–2324.
[11] Ecochain: Impact Categories (LCA) – Overview. Dostopno na:
https://ecochain.com/knowledge/impact-categories-lca/, ogled 2.7.2021
[12] European Lime Assosiation: Environmental Impact Assessment – LCA. Dostopno na: https://www.eula.eu/environmental-impact-assessment-lca-life-cycle-assessment/, ogled 2.7.2021
[13] M. Mori, “CML okoljski kazalci.”
[14] J. William Owens: LCA impact assessment categories. The International Journal of Life Cycle Assessment (1996) str. 151–158.
[15] Pelletier et al.: Impact categories for life cycle assessment research of seafood production systems: Review and prospectus. The International Journal of Life Cycle Assessment (2007) str. 414–421.
[16] Dreyer, Hauschild: Characterisation of social impacts in LCA. The International Journal of Life Cycle Assessment (2010) str. 247–259.
[17] U.S. Energy Information Administration: Hydrogen explained. Dostopno na:
https://www.eia.gov/energyexplained/hydrogen/use-of-hydrogen.php, ogled 3.6.2021 [18] Science Direct: Life Cycle Assessment Methodology. Dostopno na:
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/life-cycle-assessment-methodology [19] Pre-sustainability: Life Cycle Assessment (LCA) explained. Dostopno na:
https://pre-sustainability.com/articles/life-cycle-assessment-lca-basics/
[20] Nel Hydrogen: PEM Electrolyser. Dostopno na:
https://nelhydrogen.com/product/m-series-3/
[21] Valente et al.: Life cycle assessment of hydrogen energy systems: a review of methodological choices. Dostopno na:
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11367-016-1156-z.pdf, ogled 6.6.2021 [22] Mitja Mori, B. Drobnič, and M. Sekavčnik, "Life Cycle Assessment of
Supermarket carrier bags," in Proceedings of SEEP2013, 20-23 August 2013, Maribor, Slovenia LIFE (2013)
[23] L. Zampori, E. Saouter, E. Schau, J. Cristobal, V. Castellani, and S. Sala, "Guide for interpreting life cycle assessment result," Eur 28266 En 60 (2016).
[24] M. A. J. Huijbregts, Z. J. N. Steinmann, P. M. F. Elshout, G. Stam, F. Verones, M.
Vieira, M. Zijp, A. Hollander, and R. van Zelm, "ReCiPe2016: a harmonised life cycle impact assessment method at midpoint and endpoint level," Int. J. Life Cycle Assess.
22, 138–147 (2017)
[25] G. M. Olmez, F. B. Dilek, T. Karanfil, and U. Yetis, "The environmental impacts of iron and steel industry: A life cycle assessment study," J. Clean. Prod. 130, 195–201 (2016).
[26] M. Milousi, M. Souliotis, G. Arampatzis, and S. Papaefthimiou, "Evaluating the environmental performance of solar energy systems through a combined life cycle
Literatura
37