Hidrogen - Vector Energetic

1. Introducere

Unele dintre cele mai promiţătoare soluţii tehnico-ştiinţifice pentru stocarea de lungă durată a energiei, transpuse industrial către sfârşitul secolului al XX-lea, sunt cele care utilizează hidrogenul ca vector energetic. Crizele de energie din secolul trecut, determinate de creşterea consumului energetic şi de conştientizarea, la scara întregii societăţi, a pericolului epuizării previzibile a resurselor de combustibili fosili, precum şi a impactului negativ asupra mediului al folosirii acestora, au impus accelerarea perfecţionării tehnologiilor de utilizare a hidrogenului ca purtător de energie.

Luând ca referinţă anul 2006, se estimează că rezervele certe recuperabile de cărbune vor ajunge doar pentru încă 147 ani, pe când rezervele certe recuperabile de petrol pot satisface cererea mondială pentru numai 40,5 de ani, iar cele de gaz natural pentru 63,3 de ani (conform ultimelor date statistice raportate de British Petroleum).

Capacitatea mediului de a absorbi impactele tehnologiilor producătoare de energie nu este chiar atât de nelimitată precum ne-au făcut unii să credem. Mediul ar trebui considerat o resursă extrem de limitată si descărcările de chimicale în el ar trebui să fie subiectul unor constrângeri severe la nivelul fiecărei ţări de pe pământ. Calitatea proastă a materiilor prime, în special, combustibilii fosili, care produc energia pentru uz industrial si casnic, favorizează o varietate de emisii în atmosferă şi necesită prelucrarea unor mari cantităţi de material pentru a asigura energia cerută. Magnitudinea afluenţilor gazoşi din procesele combustibilului fosil a depăşit limita până la care mediul era capabil să le absoarbă fără ca să fie afectat.

2. Noţiuni generale

Formele de energie şi formele de conversie a acestora

Un purtător de energie este o substanţă sau un sistem care mută energia într-o formă utilizabilă dintr-un loc într-altul.

În funcţie de etapele de conversie şi utilizare, energia are formele următoare:

- Energie primară (această energie este recuperată din natură);

o Finită (combustibili clasici);

o Regenerabilă (energia eoliană, solară etc.);

- Energie secundară definită ca formă de energie obţinută prin conversia energiei primare şi care poate fi folosită într-o gamă largă de aplicaţii (energie electrică);

- Energie finală reprezintă energia obţinută prin conversia energiei secundare într-un motor, cazan, calculator, bec etc.

- Energia utilă se obţine prin conversia energiei finale şi este energia efectiv înglobată într-un produs sau exclusiv utilizată pentru un serviciu.

Formele primare pot fi grupate astfel:

- Surse convenţionale (clasice): sursele care s-au impus prin folosire îndelungată (combustibili fosili);

- Surse neconvenţionale : surse care nu au o folosire îndelungată (energie nucleară, energie primară regenerabilă cu cele trei forme: energie solară, energie geotermală, energia dată de mişcarea planetelor);

- Sursele regenerabile (reînnoibile): sunt sursele care se regenerează pe măsură ce sunt consumate. Sursele regenerabile de energie sunt radiaţia solară, energia geotermală şi energia dată de mişcarea planetelor din Sistemul Solar.

3. Scopul studiului

Omenirea este în pragul unei noi ere caracterizate prin tehnologii avansate şi noi combustibili. Vom asista la modalităţi noi şi complet diferite de a produce şi a folosi energia. Electricitatea ar putea fi generată de surse cu poluare practice nule. În prezent se caută folosirea, în continuare, a surselor clasice (cărbunele, petrolul, gazul natural) prin noi modalităţi mai curate şi mai eficiente.

Interesul pentru energia hidrogenului a existat permanent însă a fost condiţionat mai întâi de abundenţa surselor clasice şi apoi de stadiul dezvoltărilor tehnologice de care depind aplicaţiile comerciale. În prezent este evident că hidrogenul reprezintă alternativa energetică de vreme ce sursele regenerabile pot fi cel mult complementare. Totuşi, rămân în discuţie marile probleme legate de domeniu: procedeele de obţinere (surse clasice, surse regenerabile, din energii recuperabile etc.), modul de stocare, randamentul şi fiabilitatea dispozitivelor în care este utilizat cu rol de combustibil şi, nu în ultimul rând, amploarea aplicaţiilor.

Hidrogenul este un vector energetic adică un purtător de energie provenită din diferite surse. Sursa primară de energie poate fi orice sursă reutilizabilă, de exemplu a vântului, biomasei sau altele, dar avantajul utilizării hidrogenului ca mediu de stocare este ca vom putea utiliza energia stocată de acesta pentru aplicaţii mobile (auto, aviaţie etc.).