Puterea cu hidrogen este cea mai curata sursa de energie, deoarece nu necesita combustie si singurele subproduse sunt caldura si apa. Celulele electrice de combustibil genereaza electricitate prin combinarea hidrogenului si oxigenului si pot fi produse dintr-o gama larga de resurse regenerabile. Cu toate acestea, exista unele provocari, inclusiv costul ridicat asociat cu utilizarea hidrogenului ca combustibil. Costul crearii hidrogenului prin electroliza vine din nevoia de a cumpara energie din reteaua primara, ceea ce inseamna ca sunt necesare cercetari pentru a permite hidrogen mai accesibil in viitor.
In ciuda faptului ca este unul dintre cele mai fundamentale elemente de pe planeta noastra, hidrogenul nu este disponibil pe pamant, dar trebuie separat de apa folosind electroliza. Acesta este un proces cu energie ridicata, care foloseste mai multa energie decat este furnizata chiar de combustibilul cu hidrogen. Este, de asemenea, un proces scump care poate duce la eliberarea de gaze cu efect de sera atunci cand hidrogenul este eliberat din metan.
Desi exista unele dezavantaje, hidrogenul este inca o alternativa ecologica la combustibilii fosili si poate fi utilizat pentru a alimenta o gama larga de masini utilizand celule de combustie care convertesc energia pentru a capta si utiliza eficient energia hidrogenului.
Puterea cu hidrogen este, de asemenea, o solutie potentiala pentru transportul ecologic, folosind pilele de combustibil cu hidrogen, desi avantajele si dezavantajele pilelor de combustibil cu hidrogen trebuie evaluate pentru a vedea daca acesta este viitorul transportului curat.
Care sunt avantajele celulelor de combustibil cu hidrogen?
Exista mai multe avantaje in cazul pilelor de combustibil cu hidrogen, inclusiv:
1. Renovabil si usor disponibil
Hidrogenul este o sursa abundenta si regenerabila de energie. Desi exista provocari cu obtinerea hidrogenului, acesta este unul dintre cele mai comune elemente din Univers. Spre deosebire de combustibilii fosili, de exemplu, hidrogenul nu se va epuiza. Deoarece hidrogenul este si o sursa de energie regenerabila, este perfect pentru nevoile noastre viitoare de surse combinate de caldura si energie.
2. Hidrogenul este o sursa de energie curata
Pilele de combustie cu hidrogen sunt in prezent cea mai curata sursa de energie, fara impact negativ asupra mediului, deoarece produsele secundare sunt pur si simplu caldura si apa. Spre deosebire de biocombustibil sau hidroenergie, hidrogenul nu necesita suprafete mari de teren pentru a produce. De fapt, NASA a lucrat chiar si la utilizarea hidrogenului ca resursa, iar apa produsa ca produs secundar fiind folosita ca apa potabila pentru astronauti. Acest lucru arata ca pilele de combustibil cu hidrogen sunt o sursa de combustibil netoxica si, prin urmare, superioare in acest fel fata de carbune, gaze naturale si energie nucleara, care sunt fie potential periculoase, fie greu de obtinut.
3. Mai puternic si mai eficient din punct de vedere energetic decat combustibilii fosili
Celulele de combustie cu hidrogen sunt o sursa puternica de energie cu o eficienta energetica buna. A fi de trei ori mai puternic decat combustibilii fosili inseamna ca sunt necesare mai putine celule pentru alimentarea masinilor si vehiculelor, ceea ce ofera la randul sau economii de greutate si alte avantaje.
4. Foarte eficient in comparatie cu alte surse de energie
Celulele de combustie cu hidrogen sunt mai eficiente decat multe alte surse de energie, inclusiv multe solutii de energie verde. Aceasta eficienta a combustibilului permite producerea de mai multa energie pe kilogram de combustibil. De exemplu, o centrala electrica conventionala pe baza de combustie genereaza electricitate cu o eficienta de 33-35% comparativ cu pana la 65% pentru celulele de combustibil cu hidrogen. Acelasi lucru este valabil si pentru vehicule, unde celulele de combustibil cu hidrogen utilizeaza 40-60% din energia combustibilului, oferind in acelasi timp o reducere de 50% a consumului de combustibil.
5. Aproape zero emisii
Pilele de combustie cu hidrogen nu creeaza aceleasi emisii ca si alte surse de energie, reducand mult poluarea ca urmare. Hidrogenul reactioneaza la oxigen fara a fi ars si nu produce dioxid de carbon ca in cazul multor alte surse de energie.
6. Reduce amprentele de carbon
Aproape fara emisii, pilele de combustibil cu hidrogen nu elibereaza gaze cu efect de sera, ceea ce inseamna ca nu au amprenta de carbon in timpul utilizarii.
7. Timpi de incarcare rapida
Timpul de incarcare pentru pilele de combustibil cu hidrogen este incredibil de rapid, spre deosebire de vehiculele electrice cu baterii. In cazul in care vehiculele electrice necesita intre 30 de minute si cateva ore pentru a se incarca, celulele de combustibil cu hidrogen pot fi reincarcate in mai putin de cinci minute. Acest timp de incarcare rapida inseamna ca vehiculele alimentate cu hidrogen ofera aceeasi flexibilitate ca si masinile conventionale.
8. Fara poluare fonica
Celulele de combustie cu hidrogen nu produc poluare fonica ca si alte surse de energie regenerabila, cum ar fi energia eoliana. Aceasta inseamna, de asemenea, ca, la fel ca masinile electrice, vehiculele cu hidrogen sunt mult mai silentioase decat cele care utilizeaza motoare conventionale cu ardere interna.
9. Fara poluare vizuala
Unele surse de energie, inclusiv energia eoliana si centralele electrice cu biocombustibil pot fi un ochi, cu toate acestea, celulele de combustibil cu hidrogen nu au aceleasi cerinte de spatiu, ceea ce inseamna ca exista si o poluare vizuala mai mica.
10. Timpi de utilizare lungi
Celulele de combustibil cu hidrogen ofera o eficienta mai mare in ceea ce priveste timpul de utilizare. Un vehicul cu hidrogen are aceeasi autonomie ca si cele care utilizeaza combustibili fosili (aproximativ 300 de mile). Acest lucru este superior celui oferit in prezent de vehiculele electrice. De asemenea, celulele cu combustibil cu hidrogen nu sunt afectate de temperatura exterioara si nu se deterioreaza pe vreme rece. Acest avantaj este sporit si mai mult atunci cand este asociat cu timpul scurt de incarcare.
11. Ideal pentru utilizare in zone indepartate
Datorita disponibilitatii hidrogenului, s-ar putea dovedi o solutie ideala pentru furnizarea de energie in zone indepartate. Acest lucru nu numai ca va reduce nevoia de a transporta combustibili, ci va imbunatati si viata celor care traiesc in regiuni indepartate, oferind o resursa de energie usor disponibila.
12. Versatilitatea de utilizare
Pe masura ce tehnologia avanseaza, pilele de combustibil cu hidrogen vor putea furniza energie pentru o serie de utilizari. Masinile alimentate cu hidrogen sunt doar un exemplu, dar ar putea fi folosita si in aplicatii mai mici, cum ar fi produsele casnice, precum si in sistemele de incalzire la scara mai mare. Celulele de combustibil cu hidrogen sunt suficient de puternice pentru a alimenta navele spatiale, deoarece sunt de cateva ori mai puternice decat combustibilii fosili.
13. Costuri mici de intretinere
Dupa instalarea initiala, pilele de combustibil cu hidrogen sunt capabile sa functioneze pentru o perioada extinsa de timp, cu o intretinere redusa sau deloc. Acest lucru reduce costurile asociate si, pe masura ce tehnologia se imbunatateste, va face aceasta sursa de energie mai accesibila.
14. Democratizarea sursei de alimentare
Celulele cu combustibil cu hidrogen au potentialul de a reduce dependenta unei natiuni de combustibilii fosili, ceea ce va ajuta la democratizarea surselor de energie din intreaga lume. Aceasta independenta sporita se va dovedi un beneficiu pentru multe tari care se bazeaza in prezent pe aprovizionarea cu combustibili fosili. Desigur, acest lucru va evita si problema cresterii preturilor la combustibilii fosili pe masura ce stocurile se reduc.
Care sunt dezavantajele celulelor de combustibil cu hidrogen?
Pentru toate numeroasele avantaje ale pilelor de combustibil cu hidrogen, exista inca cateva dezavantaje si provocari de abordat:
1. Extragerea hidrogenului
In ciuda faptului ca este cel mai abundent element din Univers, hidrogenul nu exista singur, asa ca trebuie extras din apa prin electroliza sau separat de combustibili fosili de carbon. Ambele procese necesita o cantitate semnificativa de energie pentru realizare. Aceasta energie poate fi mai mult decat cea castigata din hidrogenul in sine, precum si costisitoare. In plus, aceasta extractie necesita adesea utilizarea combustibililor fosili, ceea ce submineaza beneficiile ecologice ale hidrogenului in comparatie cu alte resurse, cum ar fi energia eoliana. Sunt necesare progrese in extragerea hidrogenului pentru a-l face o sursa de energie cu adevarat viabila pentru viitor, desi electroliza este vazuta in general ca raspuns datorita impactului mai mic asupra mediului.
2. Este necesara investitia
Pilele de combustibil cu hidrogen au nevoie de investitii pentru a fi dezvoltate pana la punctul in care devin o sursa de energie cu adevarat viabila. Acest lucru va necesita, de asemenea, vointa politica de a investi timp si bani in dezvoltare pentru a imbunatati si matura tehnologia.
3. Costul materiilor primePentru a produce hidrogen sunt necesare metale pretioase precum platina, ceea ce inseamna ca costul initial al celulelor de combustibil poate fi ridicat. Acest cost ridicat i-a descurajat pe unii sa investeasca in tehnologia celulelor de combustibil cu hidrogen. Astfel de costuri trebuie reduse pentru a face din pilele de combustibil hidrogen o sursa de combustibil fezabila pentru toti.
4. Lipsa fiabilitatii
Nevoia de maturizare suplimentara a tehnologiei inseamna ca aceasta nu este inca o sursa de combustibil fiabila care poate satisface toate nevoile noastre de energie.
5. Costul general
Costul pentru o unitate de putere din pilele de combustibil cu hidrogen este in prezent mai mare decat alte surse de energie, inclusiv panourile solare. Acest lucru se poate schimba pe masura ce tehnologia avanseaza, dar in prezent acest cost reprezinta o bariera in calea utilizarii pe scara larga a hidrogenului, chiar daca este mai eficient odata produs. Aceasta cheltuiala are, de asemenea, un impact asupra costurilor mai mici, cum ar fi pretul vehiculelor cu hidrogen, ceea ce face ca adoptarea pe scara larga sa fie putin probabila in acest moment.
6. Depozitarea hidrogenului
Depozitarea si transportul hidrogenului sunt dificile in comparatie cu combustibilii fosili, de exemplu. Nu poate fi pur si simplu pompat prin conducte sau incarcat in spatele camioanelor. Acest lucru aduce si mai multe costuri pentru pilele de combustibil cu hidrogen ca sursa de energie.
7. Infrastructura
Deoarece combustibilii fosili sunt folositi de zeci de ani, infrastructura pentru aceasta sursa de energie exista deja. Trecerea la tehnologia cu pila de combustibil cu hidrogen va necesita o noua infrastructura care sa o sustina, precum si alte implicatii, cum ar fi necesitatea modernizarii vehiculelor pentru a gazdui celulele de alimentare cu hidrogen ca sursa de combustibil. De asemenea, ar exista, de exemplu, necesitatea crearii unei infrastructuri de realimentare a vehiculelor la statiile de benzina.
8. Foarte inflamabil
Hidrogenul este o sursa de combustibil extrem de inflamabila, care aduce probleme de siguranta de inteles. Hidrogenul gazos arde in aer la concentratii cuprinse intre 4 si 75%.
Concluzie / rezumat
Avantajele pilelor de combustibil cu hidrogen ca una dintre cele mai bune surse de energie regenerabile sunt evidente, cu toate acestea, exista inca o serie de provocari de depasit pentru a realiza potentialul.
In plus, celulele de combustibil cu hidrogen ar putea oferi o sursa de energie complet regenerabila si curata pentru viitor, oferind o sursa de energie eficienta, cu un impact foarte mic asupra mediului. Pentru a realiza acest lucru, este nevoie de mai multe progrese tehnologice pentru a reduce costurile asociate de extractie, depozitare si transport, precum si investitii suplimentare in infrastructura pentru a o sprijini.
Hidrogenul ar putea deveni cea mai buna solutie pentru viitorul necesitatilor noastre energetice, dar acest lucru va necesita vointa politica si investitii. Cu toate acestea, pe masura ce combustibilii fosili se epuizeaza, hidrogenul ar putea fi o solutie cheie pentru nevoile noastre globale de energie.