English
Programe de construire de prototipuri de centrale electrice cu pile de combustie cu hidrogen sunt in desfasurare si in Canada, Germania si Olanda. Firme ca Motorola, Samsung sau Toshiba si-au exprimat deja intentia de a finanta realizarea de pile de combustie pentru aparatele mobile.
Pentru reincarcarea periodica a rezervoarelor de hidrogen din masini sau pentru inlocuirea rezervoarelor interschimbabile s-ar putea folosi reteaua de distributie a hidrogenului existenta pentru deservirea industriei chimice sau petrochimice sau s-ar putea construi noi retele de distributie pentru hidrogen.
In Europa exista o Retea Nord de distributie a hidrogenului gazos prin gazoducte, iar in SUA este in functiune o retea de-a lungul Coastei Golfului.
Infrastructura existenta in prezent de fabricatie si distributie a hidrogenului din reteaua de hidrogen Air Liquide din Belgia, Olanda si Franta produce, in principal prin reformarea gazului natural, aproximativ 540 miliarde m3 de hidrogen si se dezvolta continuu. Vanderborre Hydrogen Systems (HS) din Oevel, Belgia, a anuntat, in noiembrie 2002, ca au fost semnate doua contracte pentru furnizarea de electrolizoare pentru doua statii de alimentare care urmeaza a fi construite ca o parte a unui sistem de transport urban curat, cu 30 de autobuze, in 10 orase.
Pe aeroportul din München functioneaza, inca din 1999, prima statie de alimentare cu hidrogen lichid din lume, iar in tari ca Belgia, Spania, Germania s-au construit, in anii 2001-2002, statii de distributie a hidrogenului. In noiembrie 2002, Agentia de Tranzit Urban din Berlin (BVG) a construit, impreuna cu partenerul francez TotalFinaElf Group, prima statie de alimentare cu hidrogen la un garaj de autobuze din districtul Wedding. Statia furnizeaza atât hidrogen criogenic lichid, cât si hidrogen gazos la 250 bar. Specialistii germani au asigurat furnizarea hidrogenului lichid stocat in tancuri intersanjabile de 18m3, iar hidrogenul gazos este livrat la un debit de 1 standard m3/ora, iar BVG a planificat sa creasca acest debit de 100 ori in 2004.
In luna aprilie 2003 in Reykjavik, Islanda, s-a deschis prima statie comerciala de distributie a hidrogenului pentru persoane fizice posesoare de vehicule antrenate de motoare cu hidrogen.
7. OBSTACOLE IN CALEA IMPLEMENTARII ECONOMIEI HIDROGENULUI
Se pune intrebarea daca entuziasmul referitor la perspectiva economiei hidrogenului este justificat. Cei care isi exprima rezervele in legatura cu motorul cu hidrogen sunt apreciati ca niste oameni speriati de progres, tot asa cum printre strabunicii nostri erau si din aceia care erau infricosati de tren.
In realitate, la actualul nivel de dezvoltare tehnologica, se pare ca cei care isi exprima rezerve evalueaza mai corect posibilitatile existente.
Analistii care incearca sa-si pastreze obiectivitatea sunt rezervati in legatura cu sansele de succes ale economiei hidrogenului. Scepticismul acestora se bazeaza atât pe problemele pe care le ridica productia, distributia si securitatea, pe care le presupune folosirea hidrogenului, cât si pe progresele rapide inregistrate, de exemplu, de catre filierele concurente constructoare de masini, cu hibrizi “bienergie” cu baterie reincarcabila, cu autonomie limitata.
Amintim ca exista o industrie a hidrogenului al carei grup de presiune nu este deloc neglijabil. Consideratiile se elaboreaza luând in calcul intreaga economie bazata pe hidrogenul generat cu energie solara sau nucleara. Acceptarea publica a schimbarii, investitii de capital enorme si costul foarte ridicat al hidrogenului in comparatie cu cel al combustibilului actual sunt numai câteva din problemele care au fost ridicate in fata noii economii a hidrogenului.
In prezent principalele probleme sunt cele prezentate \n continuare.
7.1. Reducerea pretului de cost al hidrogenului. In mod curent, producerea de hidrogen este de patru ori mai scumpa decât producerea benzinei, si asta când hidrogenul este produs din cea mai favorabila sursa, gazul natural. Programele de cercetare declarate urmaresc reducerea pretului de cost suficient de mult pentru a face ca pâna in 2010 vehiculele antrenate pe baza de hidrogen sa devina competitive cu vehiculele antrenate pe baza de benzina. Un alt scop al programelor de cercetare este sa se produca hidrogen utilizând resurse energetice regenerabile si resurse nucleare si chiar si carbune.
Costul celulelor de combustie a scazut foarte rapid de la circa 3.000 $ USA/kW, in anul 1997, la circa 800 $ USA/kW, in anul 1999 si aproximativ 600 $ USA/kW in 2002. Pentru a deveni utilizabile, la preturi comparabile, ar fi necesar ca pretul sa fie de circa 100 $ USA/kW, lucru realizabil, cel putin in SUA, daca productia de celule de combustie va creste foarte mult prin utilizarea acestor celule in iluminarea cladirilor (ceea ce ar reprezenta circa 2/3 din intregul consum public de electricitate din SUA).
7.2. Crearea unui sistem eficient de stocare a hidrogenului
Sistemele curente de stocare a hidrogenului sunt nepotrivite pentru a fi utilizate pe scara larga in realimentarea vehiculelor corespunzator cerintelor utilizatorilor. Se afirma ca daca problemele de stocare a hidrogenului nu vor fi solutionate, nu va fi posibil sa se construiasca o infrastructura specifica hidrogenului in cadrul urmatorilor 20 sau chiar 30 de ani.
Un rezervor de hidrogen reincarcabil trebuie sa asigure o autonomie a vehiculului de minimum 450 km si orice rezervor ar trebui sa permita, cu reincarcari succesive, parcurgerea a circa 230.000 km. Capacitatea de stocare a hidrurilor metalice la temperatura mediului ambiant este inca foarte slaba, iar viteza de absorbtie–desorbtie prea lenta, in schimb emisiile poluante sunt neinsemnate. Stocarea in hidruri metalice la temperaturi mari asigura o inalta capacitate de stocare, dar acest tip de stocare conduce la emisii poluante nedorite.
Stocarea cu mijloacele tehnice existente nu permite insa evitarea pierderilor, deoarece circa 3-4% din hidrogenul lichefiat se pierde prin evaporare in 24 de ore. Desi in timpul functionarii unui motor de vehicul acesti vapori de hidrogen sunt folositi in motor, evaporarea continua devine o problema in cazul stationarii masinii in parcaje.
In concluzie, stocarea hidrogenului la bordul unui mijloc de transport elimina reformatorul, ceea ce reduce greutatea, costul, complexitatea sistemului si emisiile nocive. In acelasi timp, stocarea hidrogenului la bord conduce si la o reducere a securitatii sistemului in ansamblu.
7.3. Constituirea unei celule de combustie acceptabila prin raportul performanta/pret
In mod curent, antrenarea unui autovehicul cu celule de combustie este de 10 ori mai scumpa decât antrenarea cu motor cu ardere interna. Se impune ca o necesitate reducerea costurilor la niveluri acceptabile.
Exista diverse procese biologice in care hidrogenul este eliberat sau este generat ca un produs intermediar. Hidrogenul poate fi produs de catre microorganisme sau de catre alge. Aceste metode de generare a hidrogenului sunt inca in faza de dezvoltare, dar ele constituie noi optiuni complementare pentru realizarea in viitor a economiei hidrogenului.
Analisti autorizati evidentiaza ca randamentul ridicat al conversiei hidrogen/energie va reduce consumul energetic. Cu toate acestea, in prezent, motorul care foloseste ca sursa energetica pila de combustie cu hidrogen realizeaza un consum specific de benzina echivalent de 9,5-12l/100km, si aceasta deoarece o mare parte din energie se consuma pentru obtinerea hidrogenului, pentru distributie, stocare etc., adica pentru alte functii decât deplasarea vehiculului. Ca o consecinta, antrenarea cu celule de combustie este mai putin eficienta decât antrenarea pe baza de combustibil. Celulele de combustie de inalta temperatura vor avea un randament mult mai bun, dar ele sunt numai in faza de cercetare-dezvoltare.
7.4. Implementarea infrastructurii si impactul asupra mediului
Standarde si coduri asigura securitatea utilizarii celulelor de combustie cu hidrogen. Structura de productie si cercetare include intre subgrupele sale de lucru si tancuri presurizate, supape de siguranta, hidruri metalice, mijloace specifice de transport etc. Toate aceste elemente constitutive ale structurii trebuie proiectate sistemic, cu luarea in considerare a standardelor de calitate in vigoare.
In literatura se afirma fara retineri ca un sistem energetic bazat pe hidrogen nu polueaza. In realitate, ca orice vehicul antrenat cu energie electrica, un vehicul antrenat cu celule de combustie va avea un anumit impact asupra calitatii aerului, care va fi determinat, partial, de tipul de combustibil pentru generare, cât si de randamentul intregului ciclu de fabricatie a hidrogenului. In plus, un vehicul antrenat cu celule de combustie cu hidrogen obtinut prin electroliza consuma de trei ori mai multa energie electrica decât ar consuma un vehicul antrenat cu energie electrica si alimentat de la retea.
Crearea in intreaga lume a unei retele de generare/distributie a hidrogenului, foarte costisitoare, presupune ca o premisa obligatorie atât comercializarea de vehicule cu celule de combustie, cât si actiuni concrete ale liderilor locali si nationali din sectorul public si privat. Nu este posibil sa se utilizeze un numar mare de masini cu hidrogen daca nu exista o retea de alimentare cu hidrogen, dar nu se va putea crea infrastructura necesara alimentarii cu acest combustibil pâna ce nu exista in circulatie un numar semnificativ de autovehicule cu hidrogen.
Pentru a evalua intr-un mod corect impactul pozitiv al economiei hidrogenului, rationamentul trebuie continuat deoarece se impune atât adaptarea intregului parc de masini la noile cerinte, cât si modelarea parcului actual si a evolutiei lui in deceniile urmatoare. Chiar daca progresul este imediat, ii va trebui un oarecare timp pentru a penetra parcul de masini si a i se simti efectul asupra acestuia.
(Continuare in numarul viitor)