Economia hidrogenului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Notă despre dezambiguizare.svg Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea eseului lui Jeremy Rifkin despre o economie bazată pe hidrogen , consultați Economia hidrogenului (eseul) .

O economie de hidrogen (sau, mai bine zis, o economie bazată pe hidrogen) este un tip de sistem economic emis ipoteza pentru viitor , în care diverse forme de energie sunt stocate sub formă de hidrogen (H2, gazos , lichid sau în compuși cum ar fi hidruri metalice ) pentru a fi utilizate atât în ​​aplicații în mișcare, cât și pentru a furniza energie suplimentară rețelei electrice naționale și mondiale în perioade de sarcină excesivă de energie .

În special, spre sfârșitul secolului al XX-lea s -a dezvoltat rapid proiectul unei mașini cu hidrogen , care folosește hidrogenul ca combustibil în anumite celule sau baterii , care generează tensiune electrică capabilă să deplaseze orice motor electric , fără a înlocui însă complet benzina și motorina : în De fapt, hidrogenul nu se găsește în natură și, din acest motiv, nu este o sursă de energie, deoarece trebuie produs. Exemple de autostrăzi cu hidrogen sunt planificate în Europa ( Autostrada A22 ) și în SUA ( California Hydrogen Net ). O astfel de economie necesită o nouă infrastructură pentru producerea, depozitarea și transportul noului combustibil care în stadiul de bază în natură nu apare într-o stare lichidă precum combustibilii fosili , ci într-o stare gazoasă, necesitând depășirea diferitelor energii asociate și probleme tehnologice.

Autobuz cu celule de combustibil alimentat cu hidrogen, Mercedes-Benz Citaro la Autotec 2006 din Brno

Introducere

Potrivit DOE , producția de hidrogen se ridică la 9 milioane de tone pe an, 95% produs prin reformarea de metan cu abur (eficiență energetică de 80%, dar 9 kg de CO 2 sunt produse pentru fiecare kg de H2 obținut) [1 ] [2] [3] .

Rata de creștere estimată pentru producția de hidrogen este de 10% pe an. Deoarece depozitarea și transportul hidrogenului sunt foarte scumpe, cea mai mare parte a acestuia este de obicei produsă și utilizată local (imediat) pentru consum intern, de aceleași industrii care îl produc, de obicei rafinării de petrol sau fabricile aparținând industriei grele .

În prezent, 48% din producția de hidrogen are loc din gaze naturale , 30% din petrol (subprodus al distilării și reformării motorinei ), 18% din cărbune ; electroliza apei este utilizat pentru a produce doar 4% H2. Există proiecte finanțate de DOE care studiază posibilitatea separării hidrogenului de oxigen la temperaturi medii (350 ° C), în soluții de H 2 S, folosind concentratoare solare [4] .

În 2005 , Departamentul Energiei din SUA a stabilit un obiectiv țintă pentru 2015 de 2-3,00 USD / kg de hidrogen ( dolari 2005 , fără taxe), echivalent cu 2-3,00 USD / galon de benzină. [5]

Producția prin electroliză are eficiențe cuprinse între 50 și 70% [6] (în funcție de densitatea puterii, temperatura și catalizatorii utilizați). Această procedură este considerată convenabilă atunci când există un exces de putere electrică care nu poate fi stocată (de exemplu, prin ridicarea acesteia prin conducte de la un rezervor inferior la unul superior), sau în cazul în care nu este fezabil transportul curentului electric produs cu linii electrice. Dacă se utilizează metode de generare care nu produc dioxid de carbon (eolian [7] , solar fotovoltaic [8] , nuclear [9] ), randamentul scăzut al electrolizei este acceptabil într-o logică de reducere a emisiilor globale de CO 2 [10]

Sunt cercetate și dezvoltate noi metode de producere a hidrogenului: unele se bazează pe cultivarea și producția directă de alge albastre microscopice modificate genetic [11] [12] [13] , altele asupra acțiunii enzimelor pe substraturi precum gunoiul urban sau apa însăși pur și simplu expusă la lumina soarelui concentrată cu oglinzi (la temperaturi ridicate și cu catalizatori). [14]

Atât cu populația mondială , cât și cu agricultura intensivă care o hrănește în creștere, cererea pentru utilizarea masivă a amoniacului este în creștere. Hidrocraparea reprezintă o zonă cu o creștere și mai mare, deoarece creșterea actuală a prețurilor la petrol încurajează companiile petroliere să extragă petrol din surse brute mai sărace (cu hidrocarburi mai grele [15] , bogate în ceruri , bitum , olefine , nafta și mai murdare în sulf ), precum nisipurile „centurii bituminoase” din Orinoco din Venezuela sau șistul petrolier al Canadei .

Nevoia de dezvoltare a economiei hidrogenului

Producția de energie pornind de la hidrogen: la sfârșitul ciclului se produce energie și apă pură.

Electricitatea a revoluționat calitatea vieții umane de la sfârșitul secolului al XIX-lea, permițând utilizarea mai ușoară a surselor de energie disponibile. Invențiile precum dinamul și iluminatul electric au început să crească după inventarea curentului continuu . Mai târziu, alternatorul și curentul alternativ au permis transmiterea energiei electrice pe distanțe mari pe scară largă.

În prezent, echilibrarea sarcinii pe rețeaua electrică este compensată prin variația puterii produse de generatoare . Cu toate acestea, electricitatea este greu de stocat eficient pentru o utilizare viitoare.

Cel mai utilizat sistem (cel mai rentabil) pentru stocarea unor cantități mari de energie din rețea este stocarea apei pompate , care constă în pomparea apei într-un rezervor sau lac închis de un baraj (sau cu țevi ascendente și descendente) și generarea de energie hidroelectrică către intalneste varful. Aceste sisteme nu pot fi făcute portabile sau economisitoare de spațiu. O altă alternativă de amprentă mai mică, cum ar fi condensatorul, are o densitate de energie prea mică. Acumulatorii au o densitate de energie scăzută și sunt, de asemenea, lente în fazele de descărcare și reîncărcare. Stocarea energiei în volante , de aceeași dimensiune, poate fi mai eficientă decât bateriile, dar implică probleme de siguranță datorită posibilității de rupere explozivă.

Concomitent cu răspândirea energiei electrice, s-a dezvoltat o altă sursă portabilă de energie: hidrocarburile derivate din petrol , care furnizau energie chimică motoarelor cu ardere internă , transformând-o în energie mecanică pentru multe tipuri de vehicule precum autoturisme, nave și avioane. Motoarele cu ardere internă, datorită autonomiei, ușurinței, puterii și eficienței relative a motorului și densității ridicate de energie a hidrocarburilor, s-au impus vechilor tipuri de locomoție, cum ar fi vechea locomotivă cu abur , aerul comprimat și prima baterie mașini electrice. Raportul mare putere-greutate al acestor motoare le-a făcut singura metodă care putea fi utilizată în primul avion .

Probabil sfârșitul secolului 21 al surselor mai ieftine de hidrocarburi și efectul de seră datorat emisiilor de dioxid de carbon (CO 2 ) au dus la căutarea alternativelor la hidrocarburile fosile care nu dau naștere acestor probleme.

Unii cred că celulele de combustibil , folosind hidrogenul ca combustibil, sunt din punct de vedere al comodității globale echivalentul viitor al motorului cu ardere internă al secolului al XX-lea sau al motorului cu aburi al secolului al XIX-lea .

Hidrogenul este cel mai abundent element din univers. De asemenea, are o densitate energetică excelentă [16] , mai eficientă decât cea a metanului sau a combustibililor tipici ai motorului cu ardere internă în raport cu greutatea , ceea ce îl face adecvat pentru utilizare în rachete precum naveta spațială .

În teorie, singura emisie de celule de hidrogen este apa pură. Mai mult, celulele cu hidrogen sunt mai eficiente decât motorul diesel . De fapt, motorul cu ardere internă are o eficiență de 20-35%, în timp ce celula de combustibil are o eficiență electrică cuprinsă între 40 și 49%, iar în modul de cogenerare (electricitate și căldură) sistemele de celule pe combustibil, poate vor atinge o eficiență energetică de 80-85%. [17]

Alte tehnologii inovatoare, care concurează cu pilele de combustibil cu hidrogen, demonstrează o eficiență electrică aproape de 30-35%.

Sursele centralizate de hidrogen proiectate

Generatoarele mari de hidrogen, extrem de eficiente, combinate cu un sistem de distribuție (cum ar fi conductele de gaze naturale, dar capabile să facă față provocărilor suplimentare pe care le prezintă transportul de hidrogen) și pilele de combustibil care funcționează cu hidrogen pot fi capabile să înlocuiască sistemele actuale de distribuție și generare a energiei electrice , în plus vehiculelor cu combustibili fosili. Sisteme similare sunt utilizate în mod obișnuit în gazele naturale pentru a produce electricitate, cum ar fi dezvoltarea suburbană a cartierelor mari echipate cu sisteme de cogenerare . Sursa de energie exploatabilă pentru producția de hidrogen ar putea fi nucleară ; turbine eoliene , energie hidroelectrică ; și în cele din urmă combustibilii fosili (nu foarte convenabil din punctul de vedere al prevenirii efectului de seră). De exemplu, generatorii mari care produc hidrogen din cărbune ar genera cantități mari de poluanți, dar ar face emisiile centralizate, prin urmare sisteme de control al emisiilor (cum ar fi reinjectarea CO 2 produsă în puțurile de petrol sau recuperarea pentru a forma creta [ neclar ] și / sau calcar ) ar fi mai ușor de inspectat și poate mai bine întreținut decât sistemele montate pe mașină (bazate pe convertorul catalitic de platină ) operate de indivizi. Cu toate acestea, există câteva „puncte cruciale” tehnologice care împiedică dezvoltarea economiei hidrogenului, care se referă la:

  • problema ciclului de producție și utilizare a hidrogenului cunoscută și sub numele de problema comodității termodinamice
  • problema stocării sau stocării
  • problema transportului

Producția de hidrogen

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: producția de hidrogen .

Hidrogenul pur nu este disponibil pe planeta noastră. Majoritatea hidrogenului „ieftin” poate fi extras din alte substanțe prin proceduri chimice și electrolitice, sau poate fi produs din alți combustibili folosind substanțe cu consum intensiv de energie, cum ar fi combustibilii fosili ( reformarea metanului și cărbunelui), dar aceste metode, în plus față de epuizarea -resurse regenerabile, generează CO 2 în cantități mai mari decât motoarele convenționale, agravând efectul de seră în comparație cu utilizarea lor directă la autovehicule. Mai mult, procesele de producție ar garanta un câștig de energie îndoielnic din punctul termodinamic sau cel mult încă de evaluat cu atenție, într-adevăr, în multe cazuri, ar produce o pierdere de eficiență care, în cel mai bun caz, este de aproximativ 20%, datorită ireversibilității a proceselor.transformarea fizico-chimică a energiei.

Hidrogenul poate fi produs și prin electroliza apei folosind cantități mari de electricitate .

Această tehnologie, deși conceptuală este foarte simplă, este aplicată numai pentru utilizări extrem de sectoriale.

Producție în Italia: Mantua

Cel mai mare producător de „hidrogen comerciant” (destinat vânzării către alte industrii, organizații sau persoane fizice), care nu este destinat producției imediate de amoniac sau rafinării petrolului este grupul Sapio , în special în rafinăria sa din Mantua , unde produce 450.000 de metri cubi de H. pe zi.

Viitorul pe termen scurt

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Producția de hidrogen § Electroliza la temperaturi ridicate .

Potențialul pentru o piață mare și creșterea bruscă a prețurilor petrolului au încurajat interesul pentru mijloace alternative și mai ieftine de producere a hidrogenului. Dintre acestea, guvernul SUA finanțează studiul pentru electroliza termochimică a apei la temperaturi ridicate. Unele prototipuri de reactoare precum PBMR sau VHTR funcționează la temperaturi cuprinse între 850 și 1000 de grade Celsius , mult mai calde decât centralele civile existente. Electroliza apei la aceste temperaturi transformă mai bine căldura inițială în energie chimică sub formă de hidrogen, îmbunătățind eficiența . Procesul funcționează în laborator, dar nu a fost niciodată testat la scară comercială [18] [19] .

Producția de hidrogen din apă cu căldură „de calitate scăzută”

Există diferite procese de producere a hidrogenului din apă folosind căldură „la temperatură scăzută” (adică căldură între 60 ° C și 200 ° C care nu ar putea fi utilizată pentru a produce electricitate cu randamente mai mari de 3-10% (din motive termodinamice ) Sursele de această căldură poate fi arderea gunoiului diferențiat, de exemplu ( hârtie și polietilenă sau într-o mașină, încălzind un recipient cu soluția cu convertorul catalitic .

  • Una dintre acestea implică adăugarea catalizatorului de nichel (sub formă de pulbere nanometrică) și a chelatorului EDTA la o soluție apoasă și acidă încălzită între 75-150 ° C. [20]

Depozitarea hidrogenului

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: stocarea hidrogenului .

Hidrogenul are, de asemenea, o densitate scăzută (egală cu 0,0708 g / cm³ la -253 ° C ). Aceasta înseamnă că este nevoie de un rezervor suficient de mare pentru a-l stoca, chiar și folosind energie suplimentară pentru a-l comprima, ceea ce duce la probleme de siguranță din cauza presiunii ridicate a gazului. În prototipurile autoturismelor cu hidrogen, se utilizează presiuni de ordinul a 80 MPa; pentru comparație, considerați că aproximativ 20 MPa sunt folosite în mașinile cu GNC. Rezervorul mare și greu ar reduce eficiența vehiculului datorită greutății mai mari care trebuie transportată. Deoarece este o moleculă mică și energetică, hidrogenul diatomic tinde să se difuzeze prin orice material de acoperire care este utilizat pentru izolare, ducând la absorbția de hidrogen a aceluiași material sau la slăbirea recipientului acestuia. Aceasta se numește problema stocării sau stocării .

Alți susținători prevăd surse locale de hidrogen în zonele rurale, chiar dacă obstacolele care stau în calea oricărui generator mare de hidrogen de înaltă eficiență în mijlocul mediului rural sunt mai puțin grave decât cele care ar apărea în zonele urbane.

Transportul hidrogenului

Nu pare că hidrogenul este cel mai ieftin mijloc de transport al energiei pe distanțe mari în viitorul previzibil. Progresele în electroliză și tehnologia celulei de combustibil nu au abordat costurile subliniate.

În 2005, cel mai ieftin mod de a muta energia în întreaga lume a fost transportul „peletelor” de uraniu pe calea ferată. Următoarea metodă cea mai ieftină (și cea mai utilizată) este cea a conductelor de țiței sau a navelor supercisterne sau a cărbunelui expediate pe calea ferată sau navă de marfă. [ fără sursă ]

Conducte de gaze naturale

Conductele de gaze naturale și navele cu rezervoare de gaz natural lichefiat sunt mult mai scumpe și necesită o piață stabilă, cu conducte extinse de gaz și o prezență mare de aparate care utilizează GNL (cum ar fi încălzitoare de apă și aragaz). Acesta este motivul pentru care gazul natural extras din versantul nordic din Alaska este returnat în sol mai degrabă decât trimis în Oregon , motiv pentru care GNL de pe coasta de nord-vest a Australiei este trimis prin navă în Japonia și China .

Linii electrice

Liniile electrice transportă energia la costuri chiar mai mari decât conductele de gaze naturale; din acest motiv, centralele electrice sunt situate de obicei la aproximativ 160 km de utilitățile pe care le deservesc. Liniile pe distanțe lungi sunt utilizate pentru a echilibra dezechilibrele dintre diferitele puncte în care electricitatea este produsă și consumată la un anumit moment, deplasând o mică parte din totalul generat. De exemplu, California arde aproximativ 30 de gigawați de electricitate și are un blocaj de transmisie nord-sud („Calea 15 500 kV”) de 5,4 gigawați.

Conducte de hidrogen de înaltă presiune

Conductele de hidrogen sunt, de asemenea, mai scumpe [21] decât liniile electrice pe distanțe lungi. Hidrogenul la temperatura camerei are un volum de trei ori mai mare decât gazul natural pentru aceeași energie transportată, în plus, H 2 accelerează apariția fisurilor în oțel ( umectarea cu hidrogen ), ceea ce ar crește costurile de întreținere, pierderile și costurile materiale. Se pare că diferența de costuri va crește odată cu noile tehnologii: cablurile suspendate în aer pot utiliza tensiuni mai mari la costuri marginal mai mari, dar conductele de înaltă presiune necesită proporțional mai mult material. Aceasta este cunoscută sub numele de problema transportului hidrogenului.

Conducte mixte de hidrogen criogen și ceramică supraconductoare

În 2006 , au fost propuse conducte subterane mixte adânci, cu un miez care conține hidrogen sub presiune (lichefiat la temperatura azotului lichid ), care ar trebui să circule în interiorul unei țevi sau benzi lungi de înfășurare în ceramică supraconductoare de electricitate ( curentul continuă ), la rândul său căptușit cu materiale plastice izolante și o protecție externă extrem de rezistentă (tuburi din oțel sau Kevlar). Estimările fluxului de energie pentru fiecare pereche de conducte (una pozitivă la +50.000 volți și cealaltă negativă la -50.000 volți) sunt 5 gigavati electrici și 10 gigavati sub formă de hidrogen lichefiat (datorită unei combinații de presiune înaltă și 'azot lichid ). [22]

Domenii de utilizare a hidrogenului

Utilizarea hidrogenului

Există două utilizări principale pentru hidrogen:

  • aproximativ jumătate este utilizată (combinându-l cu azot , o componentă de 80% din atmosferă ) pentru a produce amoniac ( N H 3 ) prin procesul Haber [23] , care poate fi utilizat în principal direct sau indirect ca îngrășământ în agricultură.
  • cealaltă jumătate din hidrogenul produs este utilizat pentru a converti sursele grele de ulei în fracțiuni mai ușoare, potrivite pentru a fi utilizate ca combustibil (acest proces este cunoscut sub numele de hidrocracare ).

Alimentarea reacțiilor chimice

Hidrogenul este utilizat în multe reacții chimice - cum ar fi procesul Haber și hidrocracarea - așa cum este descris în secțiunea „ Utilizarea hidrogenului ” de mai sus.

Motoare de combustie internă

Hidrogenul poate fi utilizat în scopuri energetice în motoarele cu ardere internă , proiectate corespunzător, cu eficiența tipică a acestor motoare (în medie 30%), putere bună și avantajul unei tehnologii deja mature, cu costuri relativ mici.

Celule de combustibil

Principiul de funcționare al unei celule de combustibil .

Celula de combustibil (sau celula de combustibil) este un dispozitiv capabil să utilizeze hidrogen care produce electricitate cu o eficiență bună, dar cu prototipuri încă voluminoase și costisitoare. De fapt, construcția unei celule de combustibil necesită metale din seria chimică a platinei (extrem de scumpe), în timp ce celelalte materiale testate au prezentat o durată de viață prea scurtă. Deoarece utilizarea pe scară largă a hidrogenului ca sursă portabilă de energie are sens numai atunci când este utilizată în pilele de combustibil (arderea simplă cu oxigenul atmosferic în motoarele cu ardere internă produce poluanți precum NOx , zgomot și are un randament energetic mai mic în ceea ce privește eficiența) susținerea unei economii a hidrogenului speră că progresele în nanotehnologie și producția de masă vor reduce aceste probleme pentru a face aceste baterii eficiente din punct de vedere al costurilor.

Sursa de energie

Cealaltă premisă a acestui tip de economie este că pilele de combustibil înlocuiesc motoarele cu combustie internă și turbinele ca mijloc principal de conversie a energiei chimice în mișcare și energie electrică. Motivul pentru care așteptăm această schimbare este că celulele electrochimice par a fi mai eficiente decât motoarele (care dispersează multă energie sub formă de căldură și frecare). Celulele de combustibil de la începutul secolului XXI sunt foarte scumpe, dar se lucrează în mod constant pentru a le face mai ieftine.

Celulele de combustibil sunt sisteme redox (care utilizează reacții chimice de reducere a oxidării , izolează fluxul de electroni și îl transportă către motoare sau alte utilizări) și apoi este posibil să se utilizeze hidrocarburi pure, altele decât hidrogenul. Dacă costurile celulelor ar deveni competitive în ceea ce privește motoarele diesel și turbinele , printre primii utilizatori ar exista centrale electrice alimentate cu gaze naturale (care nu sunt foarte poluante). Centralele electrice pe gaz natural sunt construite în număr mare de industrii foarte competitive, proprietarii lor pot lucra cu unele restricții de funcționare (cum ar fi toleranțe largi la variații de temperatură, rata scăzută de creștere a sursei de alimentare etc.), pentru ei problema raportul putere / greutate nu apare și chiar câștiguri mici în eficiența energetică reprezintă câștiguri substanțiale pentru aceștia. Dacă transformarea gazului natural în hidrogen pentru utilizare în „celule de combustie” s-ar dovedi a fi mai avantajoasă din punct de vedere economic decât arderea gazului natural, centralele pe gaz ar face acest lucru progresiv, dar nu se știe dacă există vreo discuție concretă cu privire la puterea celulelor de combustibil plante.

Interesul colectiv pentru hidrogen este motivat și de ideea de a putea folosi pilele de combustibil în mașini. Acestea pot avea un raport greutate / putere excelent (dar s-ar adăuga și greutatea motoarelor electrice), sunt mai eficiente (ignorând consumul procesului de producție) decât motoarele cu ardere internă și nu produc emisii nocive. Dacă ar putea fi fabricate economic, pilele de combustibil ar fi convenabile din punct de vedere economic într-o mașină hibridă avansată (adică care combină electricitatea produsă de celulele de curent alternativ și cea furnizată de baterii pentru a fi reîncărcată direct sau cu energia solară a panourilor solare. lot, sau cu electricitate casnică din energie eoliană sau cogenerare sau direct cu electricitate casnică).

Metanul ca sursă și vehicul pentru hidrogen

Compartimentul motorului prototipului Toyota Fuel-Cell

Dacă metanul (sau mai degrabă gazul natural ) ar deveni principala sursă de hidrogen, ar avea mai mult sens să-l depozitați și să-l transportați cu rezervoare speciale, comprimate de metan și să rulați direct o serie de „reformatori” și pile de combustibil . . Sistemul rezultat utilizează energia metanului mai eficient, produce mai puțin CO 2 total și necesită mai puține infrastructuri noi. Un avantaj suplimentar este că metanul este mult mai ușor de transportat și manipulat decât hidrogenul. Cu toate acestea, metanul utilizat în „pilele de combustibil” nu trebuie să prezinte urme de metanol sau etanol , substanțele urât mirositoare care sunt injectate în distribuția gazului pentru a ajuta utilizatorii să descopere imediat orice scurgeri, deci cu riscurile inevitabile asociate cu scurgerile. . De fapt, sulfurile responsabile de miros provoacăotrăvirea (sau dezactivarea ) catalizatorului din membrana celulei de combustibil. Mai mult, din moment ce tehnologia de funcționare a motoarelor cu ardere internă direct din metan este bine dezvoltată, cu o poluare redusă și prelungește durata de viață a motorului, gazul natural comprimat (GNC) este mai probabil utilizat pentru transport în acest mod. celule de combustibil, cel puțin în viitorul apropiat.

Camioane

Bilanțul energetic al hidrogenului aplicat auto, chiar și cu cea mai bună tehnologie sau celule de combustibil, îl face în continuare dezavantajos în comparație cu alte tehnologii energetice deja existente.

Cu tehnologiile actuale, cea mai eficientă generație de hidrogen prin reformare are de fapt o eficiență de 75 - 80%. Se pierde mai multă energie pentru a o comprima și transporta. În total, energia consumată pe kg de hidrogen este de aproximativ 50 MJ. Deoarece energia unui kg de hidrogen este de aproximativ 141 MJ, rezultă că eficiența totală ajunge la 60% [24] . Cel mai eficient sistem de producție și distribuție a energiei pare a fi cel electric, care poate atinge o eficiență de 95%. Vehiculele complet electrice pot fi de 3-4 ori mai eficiente decât un vehicul cu hidrogen [25] .

Eficiența scăzută a generării de hidrogen molecular prin electroliză (60-80%), adăugată la randamentul mediu al celulei de combustibil (40-50%) face mașina electrică mai convenabilă, atunci când doriți să transformați electricitatea din rețea în energie, cinetica vehiculelor rutiere, mai degrabă decât trecerea pentru intermediarul hidrogenului .

Evaluarea și fezabilitatea economiei hidrogenului

Beneficii pe care le-ar implica dezvoltarea economiei hidrogenului

  • înlocuirea surselor de energie neregenerabile precum combustibilii fosili, prin urmare, o soluție la problema energetică globală. Unele guverne, producătorii de automobile, comunitatea științifică și unele industrii au recunoscut-o ca un posibil substitut pentru economia de combustibili fosili.
  • atunci când EAI ( economia hidrogenului ) se naște ca derivat din surse regenerabile de energie, cum ar fi hidroelectrică , eoliană , solară sau fuziune nucleară , se obține un sistem de distribuție a energiei care este aproape complet curat și ecologic sau complet lipsit de CO2 cu efect de seră 2 , chiar dacă vaporii de apă produși sunt un gaz de seră moderat și NOx sunt poluanți și iritanți locali și globali, precum și componente ale ploilor acide .
  • de mulți este considerată singura alternativă posibilă din punct de vedere tehnic și viabilă din punct de vedere economic.
  • l'economia ad idrogeno include una serie di economie di scala e di progressiva "scalabilità" delle dimensioni degli impianti ad un livello impossibile con le altre proposte, dal momento che la sua effettiva produzione è proporzionale all'investimento necessario ed alla quantità di energia che davvero serve produrre.

Conditio sine qua non per l'economia ad idrogeno

Per quanto detto precedentemente la futuribile economia dell'idrogeno sarebbe condizionata dal requisito di partenza della produzione dell'idrogeno in maniera termodinamicamente conveniente ovvero un guadagno netto di energia nel suo ciclo di produzione-utilizzazione ed allo stesso tempo anche non più inquinante dell'attuale economia a combustibili fossili. Tutto condurrebbe quindi a utilizzare fonti non-fossili ovvero energie alternative come ad esempio le energie rinnovabili , l' energia nucleare ), che impiegherebbe alcuni metodi (principalmente l' elettrolisi ), anche se dubbi e perplessità rimangono sulla condizione di convenienza termodinamica.

L'unico sistema di produzione di idrogeno economicamente sostenibile però è il reforming di materie prime fossili.

Ostacoli e nodi cruciali per lo sviluppo dell'economia ad idrogeno

L'economia ad idrogeno ha molti ostacoli o punti cruciali abbastanza importanti da sormontare, anche se viene ampiamente vista come il modello più viabile di sostituzione della economia a combustibili fossili:

  • la convenienza termodinamica nella sua produzione ovvero che ci sia un guadagno netto di energia nel produrre e utilizzare idrogeno a partire da altre fonti di energia quali energia elettrica e combustibili fossili. La cosa è fortemente discutibile e oggetto di dibattito.
  • la convenienza economica ovvero il fatto che l'insieme delle tecnologie e infrastrutture che si appoggino sull'idrogeno siano complessivamente meno costose di quelle convenzionali che utilizzano i combustibili fossili. Il suo utilizzo richiederà infatti molte trasformazioni all'industria ed ai trasporti su una vastissima scala. Comunque, incentivi economici, il previsto incremento dei prezzi del petrolio per l'inevitabile aumento dei suoi costi di produzione, alternative carenti e l'offerta di migliori tecnologie sono viste come un mezzo per rendere la transizione economicamente valida in futuro.
  • l'emergere di soluzioni alternative come i biocarburanti ( etanolo , biodiesel , biometano) che richiedono minori costi di cambiamento all'economia e più vicine al loro sviluppo. Queste risorse hanno comunque alcuni aspetti negativi come una bassa erogazione di energia finale in rapporto all'energia investita ( EROEI basso), la sottrazione di terre da coltivare all'agricoltura da alimentazione e costi simili di produzione, nonché un discreto consumo di combustibili fossili per trattori , fertilizzanti , ecc.
  • l'uso di combustibili fossili alternativi come gas naturale , metano e GPL per contrastare la continua diminuzione delle forniture di petrolio. Anche se l'aumento della richiesta di queste "fonti alternative" decreta il loro lento ma inevitabile esaurimento, la maggioranza dei paesi che le producono fanno capo all' OPEC ed una situazione di picco limite simile a quella del petrolio è del tutto prevedibile in futuro.
  • l'impiego diretto dell' energia solare e relativi accumulatori a batteria sono visti come le alternative all'idrogeno più praticabili in virtù anche di uno stadio di sviluppo tecnico simile. I pannelli fotovoltaici hanno però una bassa densità di potenza in base all'area che occupano, rendendo complicato il loro uso nei trasporti rispetto ad altre alternative [26] . D'altra parte le batterie sono state utilizzate in automobili ibride ed in prototipi completamente a batteria. Forse una combinazione tra energia fornita da batterie e quella fornita da idrogeno potrebbe essere usata nell'economia del futuro.

Problemi ambientali

Correntemente circa il 48% dell'idrogeno gassoso viene creato grazie al reforming del gas naturale tramite il metodo della reazione di spiazzamento dell'acqua (natural gas/water gas shift), che è stato spiegato in precedenza. Questo processo crea come sottoprodotto l' anidride carbonica (CO 2 ), un gas serra . Questa viene abitualmente liberata nell'atmosfera, anche se sono state effettuate ricerche per la sua iniezione in giacimenti di idrocarburi depletati o acquiferi salini. È stato proposto lo stoccaggio dell'anidride carbonica negli abissi marini. Anche la produzione di vapore acqueo dall'ossidazione dell'idrogeno a rigore non sarebbe pienamente ecocompatibile perché è anch'esso un potente gas serra (più potente della Co2) sia pure con un tempo di residenza in atmosfera di soli 8 giorni.

Sono stati posti alcuni interrogativi su problemi relativi a fuoriuscite accidentali di idrogeno [27] . L'idrogeno molecolare tende a fuoriuscire lentamente da ogni tipo di suo mezzo di contenimento. È stato ipotizzato che quantità significative d'idrogeno gassoso (H 2 ) possano fuoriuscire dai serbatoi di idrogeno. In tal caso, anche per l'azione della radiazione ultravioletta , si potrebbero formare radicali liberi (H+) e (H . ) nella stratosfera . Questi radicali liberi potrebbero in seguito agire come catalizzatori del danno alla fascia dell' ozono . Un aumento sufficientemente grande della quantità di idrogeno stratosferico da perdite di H 2 potrebbe esacerbare il cosiddetto " buco nell'ozono ". Comunque, gli effetti di questo processo potrebbero non essere significativi; la quantità di idrogeno che si perde è molto minore (di 10-100 volte) rispetto alla stima del 10%-20% posta come ipotesi da alcuni ricercatori. In Germania , ad esempio, il tasso di perdita è dello 0,1% (minore a quello del gas naturale, che è del 0,7%). Si calcola che al massimo, le perdite ammonterebbero al 1-2% dell'idrogeno contenuto nei serbatoi, anche con un uso ampio, da parte di privati non particolarmente sensibilizzati, utilizzando le odierne tecnologie. Inoltre stime attuali indicano che ci vorranno almeno 50 anni per instaurare un'economia ad idrogeno matura, e che le nuove tecnologie sviluppate nei prossimi anni potrebbero ridurre ulteriormente il tasso di perdita da serbatoi e condotte.

Le leggi fisiche correlate allaconservazione dell'energia creano una situazione dove in primo luogo l'energia impiegata per creare, comprimere e refrigerare il carburante può ridurre l'efficienza energetica finale del sistema a livelli inferiori rispetto a quelli dei sistemi di raffinazione del petrolio avanzati e dei motori a combustione interna più efficienti (come i sistemi diesel accoppiati al motore elettrico ed al recupero dell'energia tramite bobine durante la frenata); questo è particolarmente vero se l'idrogeno deve essere compresso ad alte pressioni oppure liquefatto a temperature inferiori a quelle dell' azoto liquido , come servirebbe per le applicazioni automobilistiche (in partenza l' elettrolisi dell'acqua è di per sé un processo inefficiente, che di solito richiede almeno il doppio dell'elettricità rispetto all'energia immagazzinata nell'idrogeno). Comunque, presi fuori dal sistema globale, anche i motori a combustione interna più efficienti non sono molto efficienti in termini assoluti; inoltre, la benzina proviene da una fonte primaria non rinnovabile ed in via di esaurimento, e con le relative peculiari inefficienze energetiche, dal momento che il petrolio crudo deve essere trasformato in una raffineria per ottenere sia la benzina, che il cherosene , oppure il gasolio .

Come alternativa alla generazione per via elettrolitica, l'idrogeno può essere ottenuto dal metano (componente principale del gas naturale , procedura con un'efficienza energetica di circa l'80%), oppure da altri idrocarburi con un diverso grado di efficienza. Il metodo di conversione a idrocarburi dà luogo a gas serra , ma, dal momento che la loro produzione si concentra in un unico luogo, e non viene quindi dispersa da milioni di veicoli, si ipotizza che si possano separare i gas e che sia possibile eliminarli in modo appropriato, ad esempio iniettandoli tramite il pozzo estrattivo in depositi geologici di petrolio oppure gas. Una stazione di pompaggio e re-iniezione sotterranea della CO 2 viene sperimentata dalla compagnia norvegese Statoil nel mar del Nord , nel campo di Sleipner . [28]

Altri tipi di celle a combustibile non devono affrontare questi problemi.

Problemi irrisolvibili

Il modo più comune per immagazzinare l'idrogeno (ed in effetti l'unico modo di farlo efficientemente) è quello di comprimerlo a circa 70 MPa di pressione (~10,000 PSI). Molti pensano che l'energia necessaria per comprimere il gas sia uno dei problemi nodali irrisolvibili nell'idea di costituire un'economia basata sull'idrogeno. Per esempio, se tutto il mondo impiegasse l'idrogeno molecolare (H 2 ) nelle automobili, un quantitativo massiccio di energia sarebbe richiesto per comprimerlo ed immagazzinarlo, solo parzialmente recuperabile, per esempio tramite " microturbine ad espansione di gas " per la produzione di energia elettrica da impiegare a bordo dell'auto.

Si ritiene che questo tipo di celle a combustibile saranno sempre molto costose, per via dei metalli di cui abbisognano, di solito circa 100 volte tanto per kW di potenza di trazione fornita rispetto ai motori a combustione interna convenzionali. Inoltre è stato prospettato che le automobili alimentate da batterie al litio-ione oppure litio-polimero (come quelle dei telefoni cellulari) siano dei trasportatori energetici più efficienti rispetto a quanto le automobili all'idrogeno potranno mai diventare, e che per le batterie Li-ion manchi soltanto il loro passaggio alla produzione industriale di massa per renderle competitive nei costi.

Esistono altre perplessità riguardo al processo di produzione dell'idrogeno, un processo che può richiedere una fonte d'idrogeno come l'acqua o il combustibile fossile . Il secondo consuma idrocarburi e produce CO 2 , mentre l' elettrolisi dell'acqua richiede molta elettricità, che nel mondo (indubbiamente oggi, ma forse non in futuro) viene per lo più generata con combustibili fossili come il gas naturale o l' olio combustibile oppure con l' energia nucleare .

Delle varie forme di energia rinnovabile , l' energia idroelettrica è la più diffusa ed a buon mercato. L' energia eolica sta lentamente diffondendosi e diventando competitiva (specie nel nord dell'Europa). L' energia solare pur così abbondante ma bisognosa di aree estese (i deserti), ha dei problemi di costo delle celle al silicio amorfo , di durata per le celle polimeriche, e di mancanza di economie di scala per quanto riguarda la produzione e distribuzione. Dunque, le energie alternative sono da marginalmente più costose a molto più costose rispetto ai combustibili fossili ed al nucleare. In questo, l'attuale tecnologia del combustibile ad idrogeno non può dirsi del tutto indipendente dal gas naturale, a meno che si consideri la possibilità di produrla in modo totalmente nucleare, con la conversione diretta (a circa 1000 °C) dell'acqua nei reattori VHTR .

Convenienza economica e convenienza termodinamica

Fermo restando le difficoltà tecniche non ancora superate nelle tecnologie ad idrogeno sopra riportate, una riflessione di merito va fatta sul rapporto tra convenienza economica dell'intera economia ad idrogeno e convenienza termodinamica del processo di produzione-utilizzazione dell'idrogeno. La convenienza economica dell'economia ad idrogeno dipende dalla convenienza termodinamica, dalla convenienza cinetica delle reazioni di sintesi dell'idrogeno, ma anche da altri fattori quali il costo delle apparecchiature, il costo dei reagenti e il prezzo a cui vengono venduti i prodotti, per cui alla fine un processo di trasformazione complesso come quello richiesto dall'economia ad idrogeno a partire dall'economia a combustibili fossili sulla carta si può rivelare economicamente non conveniente anche se conveniente dal punto di vista termodinamico oppure viceversa economicamente conveniente anche se non conveniente dal punto di vista termodinamico. Pur tuttavia sembra sensato attribuire una priorità alla convenienza termodinamica rispetto a quella economica se l'idrogeno dovesse essere prodotto da fonti fossili non rinnovabili destinate quindi ad esaurirsi ancora più velocemente nel caso di inefficienza termodinamica nel processo di produzione/utilizzazione dell'idrogeno. Se invece l'idrogeno fosse prodotto direttamente da fonti rinnovabili, pur con una perdita di efficienza rispetto alla fonte primaria di energia, l'eventuale convenienza economica complessiva, comunque tutta da valutare, giocherebbe forse un ruolo non secondario nella scelta definitiva su quale modello di economia appoggiarsi.

I progressi della ricerca per l'idrogeno nel mondo

L'economia a idrogeno può essere vista sotto due profili: da una parte esistono luoghi in cui è disponibile (o si costruisce) un sovrabbondante potenziale di generazione di energia elettrica [29] , dall'altra parte esistono ricche città come Londra , e regioni densamente popolate, che hanno bisogno di generare elettricità inquinando poco (ad esempio con la pila a combustibile ) e di alimentare il trasporto pubblico con carburanti a basso tenore di inquinanti.

Argentina e Cile

La zona dei venti conosciuta come i " quaranta ruggenti ", sfruttata dalle navi clipper che navigavano da e verso l' Australia e Nuova Zelanda verso la Gran Bretagna .

L' Argentina [30] , [31] e il Cile [32] , [33] potrebbero diventare grandi produttori di idrogeno per elettrolisi, sfruttando l' energia idroelettrica dei fiumi delle Ande e quella da eolico della Patagonia e della Pampa . In Cile, il produttore eolico spagnolo Enhol sta investendo 1.000 milioni di dollari per installare circa 250 aerogeneratori su 10.000 ettari , che produrranno una media stimata di 500 MW (l'eccesso potrebbe essere utilizzato dalla rete elettrica nazionale o tramite elettrolisi in idrogeno) [34] .

All'epoca dei velieri veloci clipper , che trasportavano foglie di dall'India verso la Gran Bretagna , si sfruttavano i potenti e costanti venti circumpolari antartici dei paralleli " quaranta ruggenti " e dei " cinquanta urlanti ". Questi venti sono una risorsa energetica costante, gratuita, potente e sovrabbondante, ma impossibile da convogliare con linee elettriche più lunghe di 1600 km. Il potenziale aero-elettrico della zona viene stimato da 100.000 MW a 1.000.000 MW (sufficienti per 0,1-1 miliardo di persone con consumi simili a quelli degli italiani). Si stanno costruendo impianti eolici in queste regioni proprio per produrre il prezioso gas idrogeno.

Austria-Italia: Autostrada del Brennero

L' autostrada A22 del Brennero sarebbe dovuta diventare nel 2010 la prima autostrada ad idrogeno d'Europa, ovvero attivare una rete di distributori di idrogeno per autotrazione integrata con l'attuale distribuzione di carburanti.

Corea del Sud

La Corea del Sud sta investendo massicciamente in un piano integrato, che include il biogas, il solare, l'eolico, il nucleare. L'energia in eccesso proveniente dalla variabilità di queste fonti, potrebbe essere immagazzinata come idrogeno (previa elettrolisi) [35]

Danimarca

In Danimarca la corrente elettrica prodotta con generatori eolici ha raggiunto lo straordinario obiettivo del 23% del fabbisogno nazionale. Nel maggio 2007 è stata costruita la prima centrale europea a eolico-idrogeno. [36]

Germania

Dopo 20 anni di ricerche sull'utilizzo dell'idrogeno in motori a combustione interna, dal 2008 il costruttore BMW comincerà a produrre di serie, la serie 7 Hydrogen. La Hydrogen 7 ha un motore bivalente, ovvero può essere azionato sia a idrogeno liquido che a benzina.

Islanda

L' Islanda ha deciso di diventare la prima economia all'idrogeno del mondo attorno all'anno 2050 [37] . L'Islanda si trova in una situazione unica: importa tutto il petrolio necessario per alimentare le sue automobili e la flotta peschiera . L'Islanda ha enormi risorse rinnovabili di energia geotermica ed idroelettrica, così tanto che il prezzo locale dell'elettricità prodotta è minore del prezzo degli idrocarburi usati per produrre quell'elettricità.

L'Islanda converte buona parte della sua elettricità in eccesso in beni esportabili e sostituti degli idrocarburi. Nel 2002, produceva 2000 tonnellate d'idrogeno per elettrolisi, principalmente da trasformare in ammoniaca (NH 3 ), per fertilizzanti [38] . L'ammoniaca viene prodotta, trasportata, ed usata in tutto il mondo, dato che il 90% del costo dell'ammoniaca è quello dell'energia per produrlo. L'Islanda sta anche sviluppando un'industria di estrazione, raffinazione, fusione e profilatura dell' alluminio , con costi che sono principalmente quelli dell'elettricità impiegata. Queste due industrie possono così esportare buona parte (o tutto) il potenziale di elettricità geotermico dell'isola.

Ma nessuno di questi due processi riesce a rimpiazzare del tutto gli idrocarburi. La capitale Reykjavík ha una flotta pilota di autobus che vanno ad idrogeno [39] , e sono in corso ricerche per alimentare i pescherecci della nazione con idrogeno. Praticamente, per esigenze industriali, chimiche ed economiche, è probabile che l'Islanda finisca per importare petrolio di bassissima qualità (e basso prezzo) per poi processarlo con l'idrogeno per renderlo di buona qualità, piuttosto che rimpiazzarlo del tutto.

Secondo il World Watch Magazine , al contrario delle aspettative, la produzione di idrogeno dell'Islanda nel 2006 stava diminuendo [40]

Italia

Dal 2007 a Bologna si stanno sperimentando autobus alimentati da una miscela di metano con idrogeno al 5-15% (miscela nota come hythane o idrometano ). La produzione dell'idrogeno, in sperimentazione da parte dell' Università di Bologna , avviene tramite energie pulite (come quella dei pannelli solari o l' eolico ) e dai rifiuti con metodi che sfruttano batteri bio-ingegnerizzati . [41]

La Provincia Autonoma di Trento sta sperimentando dal febbraio 2013, tramite Trentino Trasporti , due autobus ad idrogeno costruiti e sviluppati dalla newco Dolomitech . Gli Autobus sono stati utilizzati durante i mondiali di sci nordico in Val di Fiemme e successivamente nelle tratte interne alla Val di Fiemme e Primiero. Link http://www.ttspa.it/autobus_idrogeno

La Provincia autonoma di Bolzano ha deciso (nel 2012) di mettere in strada già quest'anno la prima fetta di un ampio parco di autobus a idrogeno. Mentre a Bolzano sud si stanno ultimando i lavori di realizzazione del primo impianto di produzione di idrogeno su larga scala, alimentato da pannelli fotovoltaici, la Giunta provinciale ha dato il via libera ad un bando per l'acquisto di 5 autobus a fuel cell, facenti parte di un progetto più ampio sostenuto dall' Unione europea . La Provincia di Bolzano è entrata come partner in un consorzio nato su iniziativa europea che comprende anche Londra , Oslo , Milano e Aarau e che mira a testare le capacità e le prestazioni di 26 bus a idrogeno. [42]

Dal giugno 2007 Monopoli ospita l' Università dell'idrogeno , centro d'eccellenza no profit per la formazione, la ricerca e l'informazione sui temi delle nuove energie.

Da ottobre 2009 una parte dell'Hotel San Rocco (Orta San Giulio, NO) è riscaldata mediante un combustore alimentato a idrogeno, interamente sviluppato e realizzato in Italia dall'azienda Giacomini. Idrogeno e ossigeno si combinano mediante una reazione catalitica, quindi senza fiamma. Il calore liberato viene utilizzato per l'acqua di riscaldamento e l'unico altro prodotto della reazione è vapore d'acqua che può essere rilasciato in atmosfera. Il combustore non produce né CO2, né NOx; grazie all'energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili, si può realizzare un ciclo a zero emissioni. Altri progetti-pilota con il combustore a idrogeno sono in corso di realizzazione in Piemonte.

La Norvegia e l'eolico come "fonte" d'idrogeno

Un progetto pilota per dimostrare la fattibilità di un'economia ad idrogeno è operativo già dal 2004 nell'isola norvegese di Utsira [43] , [44] . L'impianto combina l' energia eolica con la produzione d'idrogeno. Nei periodi in cui si presenta un surplus di energia eolica, l'energia eccedente viene usata per generare idrogeno attraverso l' elettrolisi . L'idrogeno viene stoccato, ed è disponibile per la generazione di energia nei periodi in cui il vento è meno forte.

Regno Unito: autobus a idrogeno sperimentati a Londra

Il Regno Unito ha completato un programma pilota di celle a combustibile nel dicembre 2005. Iniziato nel gennaio 2004 , il programma faceva funzionare due bus a pile a combustibile [45] sulla linea 25 di Londra .

Stati Uniti

Alcuni fabbricanti di automobili degli Stati Uniti d'America si sono dedicati a sviluppare propulsori dall'idrogeno (in precedenza avevano intrapreso ricerche sui veicoli elettrici in California, un programma del tutto defunto). I critici sostengono che questo "impegno" sia semplicemente uno stratagemma per mettere da parte lo sviluppo di veicoli con motori più efficienti alimentati sia a gasolio , che a benzina che a GPL . La distribuzione dell'idrogeno per usi di trasporto viene testata in mercati limitati attorno al mondo, specialmente in Islanda , Germania , California , Giappone e Canada .

La circumnavigazione del mondo con celle a idrogeno

La spedizione The Hydrogen Expedition [46] sta lavorando sulla creazione di un'imbarcazione con celle a combustibile alimentate ad idrogeno con lo scopo di circumnavigare il globo, come mezzo per dimostrare la capacità ed affidabilità delle celle a combustibile.

Uso ospedaliero

Alcuni ospedali in USA hanno installato celle che combinano l'elettrolisi con la produzione di elettricità per immagazzinare potenza da impiegare in situazioni di emergenza. Queste sono economicamente vantaggiose per le loro basse richieste di manutenzione, l'immediata possibilità di fornire potenza e la possibilità di sistemarle quasi ovunque nell' ospedale dato che sono per nulla rumorose ed inquinanti rispetto ai generatori diesel.

Note

  1. ^ DOE-Fossil Energy: Tecnologia attuale per la produzione di idrogeno dal gas naturale , su fossil.energy.gov . URL consultato il 21 settembre 2008 ( archiviato il 4 ottobre 2008) .
  2. ^ Il reforming di metano a vapore è la tecnologia più utilizzata al mondo per la produzione di idrogeno, sfrutta il gas naturale sia come materia prima sia come combustibile, ma produce anche più di 9 kg di CO 2 per ogni chilogrammo di H 2 prodotto , su inderscience.com . URL consultato il 21 settembre 2008 ( archiviato il 1º giugno 2009) .
  3. ^ HYDROGEN-ENERGY Archiviato il 27 ottobre 2009 in Internet Archive .: Zeolite Membrane Reactor for Water-Gas-Shift Reaction for Hydrogen Production Archiviato il 25 giugno 2009 in Internet Archive .
  4. ^ Solar High‐Temperature Water Splitting Cycle with Quantum Boost ( PDF ), su hydrogen.energy.gov . URL consultato il 28 settembre 2009 ( archiviato il 25 giugno 2009) .
  5. ^ DOE annuncia un nuovo obiettivo di costo per l'idrogeno (14 luglio 2005) Archiviato il 23 settembre 2008 in Internet Archive ..
  6. ^ HyWeb: L'idrogeno nel settore energetico, capitolo 3 , su hyweb.de . URL consultato il 21 settembre 2008 ( archiviato il 7 febbraio 2007) .
  7. ^ NREL: Ricerche sull'idrogeno e le fuel cells - progetto "Wind-to-Hydrogen" Archiviato il 26 agosto 2009 in Internet Archive ..
  8. ^ Laboratori pericolosi: l'idrogeno dall'energia fotovoltaica Archiviato il 2 dicembre 2008 in Internet Archive ..
  9. ^ International Journal of Nuclear Hydrogen Production and Applications (IJNHPA), volume 1 - articolo 3 - 2008 Archiviato il 30 agosto 2008 in Internet Archive ..
  10. ^ The National Hydrogen Association - Fact Sheets Archiviato il 2 gennaio 2009 in Internet Archive ..
  11. ^ Produzione dell'idrogeno dalle alghe per via fermentativa e fotochimica - The Journal of General Physiology, vol 26, 219-240, Copyright 1942 ( The Rockefeller University Press ) Archiviato l'11 giugno 2008 in Internet Archive ..
  12. ^ MIT's Technology Review: L'idrogeno dalle alghe - alghe geneticamente modificate sono produttori efficienti di idrogeno e biocarburanti Archiviato il 21 gennaio 2021 in Internet Archive . (2007).
  13. ^ Le alghe mutanti come fabbrica di idrogeno Archiviato il 21 gennaio 2021 in Internet Archive ..
  14. ^ NREL: Ricerche sull'idrogeno e le fuel cells - Produzione e trasporto dell'idrogeno Archiviato il 5 marzo 2013 in Internet Archive ..
  15. ^ FreePatentsOnLine: Idrocracking termico dei tagli pesanti in presenza di solventi - United States Patent 4944863 , su freepatentsonline.com . URL consultato il 22 settembre 2008 ( archiviato il 21 gennaio 2021) .
  16. ^ Densità energetica dell'idrogeno Archiviato il 15 settembre 2008 in Internet Archive ., tratto da The Physics Factbook Archiviato il 19 settembre 2008 in Internet Archive .
  17. ^ Efficienza delle celle a combustibile Archiviato il 3 marzo 2007 in Internet Archive .
  18. ^ Inder Science: Produzione di idrogeno da elettrolisi ad alta temperatura accoppiata con EPR, SFR or HTR: studio economico-tecnologico e possibilità di accoppiamento dei processi , su inderscience.com . URL consultato il 21 settembre 2008 ( archiviato il 1º giugno 2009) .
  19. ^ Inder Science: Preparazione di CuFe 2 O 4 e studio di applicazione preliminare nel ciclo termochimico di "water-splitting" in due step , su inderscience.com . URL consultato il 21 settembre 2008 ( archiviato il 1º giugno 2009) .
  20. ^ ( EN ) This invention is directed to the generation of hydrogen gas from hot water by means of a metallic catalyst such as nickel powder and a chelating agent such as EDTA. Temperature of the water should range from about 60 °C to 150 °C but preferably not above the boiling point of the water. The water is preferably heated by waste heat, and the hydrogen is utilized as a supplemental fuel for fossil fuels such as gas, oil and coal. Increased hydrogen generation can be obtained by subjecting the water mixture to a magnetic field or to ultrasonic radiation. Archiviato il 20 gennaio 2012 in Internet Archive .
  21. ^ ef.org Archiviato il 27 maggio 2008 in Internet Archive .
  22. ^ La nuova rete per l'economia all'idrogeno - Le Scienze , numero 457, pagine 86-93 (settembre 2006).
  23. ^ Chemguide: descrizione del processo Haber e spiegazioni riguardo alle condizioni di equilibrio, la velocità di reazione, e l'economia del processo , su chemguide.co.uk . URL consultato il 1º maggio 2019 ( archiviato il 2 maggio 2019) .
  24. ^ F. Kreith, " Fallacies of a Hydrogen Economy: A Critical Analysis of Hydrogen Production and Utilization Archiviato il 21 gennaio 2021 in Internet Archive .", Journal of Energy Resources Technology, 2004, Vol. 126, pagine 249–257 - [1] Archiviato il 21 gennaio 2021 in Internet Archive .
  25. ^ "The 21st Century Electric Car" Archiviato il 14 ottobre 2009 in Internet Archive .
  26. ^ I veicoli sperimentali ad energia solare sono quasi piatti, ricoperti di pannelli e costruiti in materiali leggeri
  27. ^ questo è stato segnalato in un lavoro pubblicato sulla rivista statunitense " Le Scienze " da un gruppo di scienziati del California Institute of Technology
  28. ^ statoil.com . URL consultato il 30 aprile 2006 ( archiviato l'11 marzo 2006) .
  29. ^ alcuni esempi sono l' Islanda , dove si sta costruendo un'enorme diga capace di alimentare milioni di utenze, e la Patagonia , una vastissima area con venti forti e costanti
  30. ^ Asociación Argentina de Energía Eólica , su argentinaeolica.org.ar . URL consultato il 15 settembre 2008 ( archiviato il 9 ottobre 2008) .
  31. ^ Generación... L'Argentina e l'energia eolica , su oni.escuelas.edu.ar . URL consultato il 15 settembre 2008 ( archiviato il 20 settembre 2008) .
  32. ^ Il Cile e l'eolico (agosto 2008) Archiviato il 3 giugno 2009 in Internet Archive .
  33. ^ Corso cileno sull'energia eolica , su www2.ing.puc.cl . URL consultato il 15 settembre 2008 (archiviato dall' url originale il 13 settembre 2008) .
  34. ^ Il gruppo spagnolo Enhol avvia in Cile il più grande parco eolico dell'America latina - Yahoo! Finanzas [ collegamento interrotto ]
  35. ^ http://newenergynews.blogspot.com/2008/09 , su newenergynews.blogspot.com . URL consultato il 1º maggio 2019 ( archiviato il 5 marzo 2016) .
  36. ^ Copia archiviata , su renewableenergyaccess.com . URL consultato il 17 giugno 2011 (archiviato dall' url originale il 26 settembre 2007) . prima centrale a eolico-idrogeno operativa
  37. ^ L'Islanda mira a diventare la prima economia dell'idrogeno , su news.bbc.co.uk . URL consultato il 15 settembre 2008 ( archiviato il 19 settembre 2007) .
  38. ^ Lorentz Center - Predicting Catalysis: Produzione di ammoniaca dal primo principio (EC-network, 21 giugno 2006-23 giugno 2006) , su lorentzcenter.nl . URL consultato il 1º maggio 2019 (archiviato dall' url originale il 13 aprile 2016) .
  39. ^ Flotta di autobus islandesi alimentati a idrogeno , su detnews.com . URL consultato il 30 aprile 2006 ( archiviato il 24 luglio 2012) .
  40. ^ Missing in Action: Economia dell'idrogeno in Islanda ( Worldwatch Institute ) , su worldwatch.org . URL consultato il 23 settembre 2008 (archiviato dall' url originale il 6 ottobre 2008) .
  41. ^ Copia archiviata , su regione.emilia-romagna.it . URL consultato il 17 novembre 2007 (archiviato dall' url originale il 2 ottobre 2006) .
  42. ^ Copia archiviata ( PDF ), su autobrennero.it . URL consultato il 22 luglio 2012 ( archiviato il 25 marzo 2013) .
  43. ^ HYDRO: Utsira - progetto pilota sull'idrogeno , su hydro.com . URL consultato il 22 settembre 2008 (archiviato dall' url originale il 7 giugno 2008) .
  44. ^ SWECO: impianto eolico per la produzione di idrogeno, Utsira (Norvegia) , su swecogroup.com . URL consultato il 22 settembre 2008 ( archiviato il 21 gennaio 2021) .
  45. ^ www.tfl.gov.uk , su tfl.gov.uk . URL consultato il 1º maggio 2019 ( archiviato il 16 dicembre 2006) .
  46. ^ www.thehydrogenexpedition.com Archiviato il 27 giugno 2017 in Internet Archive .

Bibliografia

  • Jeremy Rifkin , Economia all'idrogeno. La creazione del Worldwide Energy Web e la redistribuzione del potere sulla terra , traduzione di Paolo Canton, Mondadori, 2002, ISBN 88-04-52122-8 .
  • ( EN ) ( EN ) Jeremy Rifkin, The Hydrogen Economy , ISBN 1-58542-254-1 .
  • ( EN ) ( EN ) Joseph J. Romm, The Hype about Hydrogen, Fact and Fiction in the Race to Save the Climate , Island Press, 2004, ISBN 1-55963-703-X .
  • Enzo Rossi, Andare a idrogeno. I motivi, la tecnologia ei prototipi delle auto che guideremo , Media 3000, 2006.
  • Rita Jirillo, Rocchi Andrea, Energia e innovazione. L'impiego delle fuel cells , Aracne, 2006.
  • Seth Dunn, Idrogeno. Verso la sostenibilità dei consumi energetici. Con un rapporto del WWF internazionale sull'Islanda , Edizioni Ambiente, 2002.
  • Peter Hoffmann, L'era dell'idrogeno. Energia per un pianeta più pulito , Muzzio, 2002.
  • Aurelio Robotti, L'energia solare e l'idrogeno , UTET, 1982.
  • Gerhard Herzberg, Experimental texts of the quantum theory of molecular hydrogen , Pontificia Academia Scient..
  • Marco Noro, Celle a combustibile - tecnologia e possibilità applicative , Flaccovio Dario, febbraio 2003, ISBN 88-7758-490-4 .
  • ( EN ) Michael A. Peavey, Fuel from Water: Energy Independence with Hydrogen , 11ª ed., Merit Products Inc, giugno 1998, ISBN 0-945516-04-5 .
  • ( EN ) Peter Hoffmann, Tomorrow's Energy: Hydrogen, Fuel Cells, and the Prospects for a Cleaner Planet , The MIT Press, settembre 2002, ISBN 0-262-58221-X .
  • ( EN ) Geoffrey Holland, James Provenzano,The Hydrogen Age , Gibbs Smith, 2007, ISBN 1-58685-786-X .
  • ( EN ) Rex A. Ewing, Hydrogen - Hot Stuff Cool Science 2nd edition: Discover the Future of Energy , 2ª ed., PixyJack Press, ISBN 0-9773724-1-3 .
  • ( EN ) Niki Walker, Hydrogen: Running on Water (Energy Revolution) , Crabtree Publishing Company, febbraio 2007, ISBN 0-7787-2929-X .
  • ( EN ) Colleen Spiegel, Designing and Building Fuel Cells , 1ª ed., McGraw-Hill Professional, maggio 2007, ISBN 0-07-148977-0 .
  • ( EN ) Rebecca L. Busby, Hydrogen and Fuel Cells: A Comprehensive Guide , PennWell Corp., febbraio 2005, ISBN 1-59370-043-1 .
  • ( EN ) Richard Baxter,Energy Storage: A Nontechnical Guide , PennWell Corp., settembre 2005, ISBN 1-59370-027-X .
  • ( EN ) Krishnan Rajeshwar, Robert McConnell; Stuart Licht, Solar Hydrogen Generation: Toward a Renewable Energy Future , 1ª ed., Springer, febbraio 2008, ISBN 0-387-72809-0 .

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni