1.Τι είναι η ενέργεια του υδρογόνου
Το υδρογόνο, το στοιχείο νούμερο ένα στον περιοδικό πίνακα, έχει τον μικρότερο αριθμό πρωτονίων, μόνο ένα. Το άτομο του υδρογόνου είναι επίσης το μικρότερο και ελαφρύτερο από όλα τα άτομα. Το υδρογόνο εμφανίζεται στη Γη κυρίως στη συνδυασμένη του μορφή, η πιο σημαντική από τις οποίες είναι το νερό, το οποίο είναι η πιο ευρέως κατανεμημένη ουσία στο σύμπαν.
Το υδρογόνο έχει πολύ υψηλή ικανότητα καύσης. Συγκρίνετε την ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται από την καύση της ίδιας μάζας φυσικού αερίου, βενζίνης και υδρογόνου:
Υπό τις ίδιες συνθήκες,
Καύση 1 γραμμαρίου φυσικού αερίου, σύμφωνα με τη μέτρηση, περίπου 55,81 κιλοτζάουλ θερμότητας.
Η καύση 1 γραμμαρίου βενζίνης εκπέμπει περίπου 48,4 κιλοτζάουλ θερμότητας.
Η καύση 1 γραμμαρίου υδρογόνου εκπέμπει περίπου 142,9 κιλοτζάουλ θερμότητας.
Η καύση υδρογόνου αποδίδει 2,56 φορές περισσότερη θερμότητα από το φυσικό αέριο και 2,95 φορές περισσότερη θερμότητα από τη βενζίνη. Δεν είναι δύσκολο να δούμε από αυτά τα δεδομένα ότι το υδρογόνο έχει τις βασικές ιδιότητες του ιδανικού καυσίμου – υψηλή τιμή καύσης!
Η ενέργεια από υδρογόνο ανήκει κυρίως στη δευτερογενή ενέργεια, με το κλειδί να έγκειται στο κατά πόσον η λογική, η τεχνολογία και η οικονομία της έχουν τη σημασία και την αξία της οικολογικής ισορροπίας, της περιβαλλοντικής διακυβέρνησης και της κλιματικής αλλαγής. Η δευτερογενής ενέργεια ανήκει στον ενδιάμεσο κρίκο μεταξύ της πρωτογενούς ενέργειας και των χρηστών ενέργειας και μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: η μία είναι η «πηγή απόδοσης διεργασίας» και η άλλη η «ενέργεια που περιέχει ενέργεια σώματος». Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η ηλεκτρική ενέργεια είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη «πηγή απόδοσης διεργασίας», ενώ η βενζίνη, το ντίζελ και η κηροζίνη είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες «ενεργειακές πηγές ενέργειας».
Από λογική άποψη, δεδομένου ότι οι «πηγές απόδοσης διεργασιών» είναι δύσκολο να αποθηκευτούν άμεσα σε μεγάλες ποσότητες, τα σύγχρονα μεταφορικά μέσα με ισχυρή κινητικότητα, όπως αυτοκίνητα, πλοία και αεροσκάφη, δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας από σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Αντίθετα, μπορούν να χρησιμοποιήσουν μόνο μεγάλη ποσότητα «ενέργειας που περιέχει ενέργεια», όπως βενζίνη, ντίζελ, κηροζίνη αεροπορίας και υγροποιημένο φυσικό αέριο.
Ωστόσο, η παράδοση μπορεί να μην διαρκεί πάντα και η παράδοση μπορεί να μην είναι πάντα λογική. Με την άνοδο και την ανάπτυξη των ηλεκτρικών οχημάτων και των υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων, η «πηγή απόδοσης διεργασίας» μπορεί επίσης να αντικαταστήσει την «ενέργεια που περιέχει ενέργεια». Σύμφωνα με τη λογική συλλογιστική, με τη συνεχή κατανάλωση ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, οι πόροι τελικά θα εξαντληθούν και αναπόφευκτα θα εμφανιστεί νέα «ενέργεια που περιέχει ενέργεια», μεταξύ των οποίων η ενέργεια του υδρογόνου είναι ο κύριος εκπρόσωπος.
Το υδρογόνο είναι άφθονο στη φύση, αποτελώντας περίπου το 75% της μάζας του σύμπαντος. Είναι ευρέως παρόν στον αέρα, το νερό, τα ορυκτά καύσιμα και όλους τους τύπους υδατανθράκων.
Το υδρογόνο έχει καλή απόδοση καύσης, υψηλό σημείο ανάφλεξης, ευρύ φάσμα καύσης και γρήγορη ταχύτητα καύσης. Από την άποψη της θερμαντικής αξίας και της καύσης, το υδρογόνο είναι σίγουρα μια υψηλής ποιότητας και αποδοτική ενέργεια. Επιπλέον, το ίδιο το υδρογόνο είναι μη τοξικό. Εκτός από την παραγωγή νερού και μιας μικρής ποσότητας νιτριδίου του υδρογόνου μετά την καύση, δεν θα παράγει επιβλαβείς ρύπους για την οικολογία και το περιβάλλον και δεν υπάρχει εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα. Επομένως, η ενέργεια από υδρογόνο ανήκει στην καθαρή ενέργεια, η οποία έχει μεγάλη σημασία για τη διακυβέρνηση του οικολογικού περιβάλλοντος και τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα.
2. Ο ρόλος της ενέργειας του υδρογόνου
Η ενέργεια από υδρογόνο έχει μια τεράστια βιομηχανική αλυσίδα που καλύπτει την προετοιμασία, την αποθήκευση, τη μεταφορά και τον ανεφοδιασμό υδρογόνου, τις κυψέλες καυσίμου και τις εφαρμογές τερματικών σταθμών.
Στην παραγωγή ενέργειας, η ενέργεια από υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή καθαρής ενέργειας για την εξισορρόπηση της ζήτησης ενέργειας και την επίλυση της έλλειψης ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις ώρες αιχμής.
Στη θέρμανση, η ενέργεια του υδρογόνου μπορεί να αναμειχθεί με φυσικό αέριο, το οποίο είναι μία από τις λίγες πηγές ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα που μπορούν να ανταγωνιστούν το φυσικό αέριο στο μέλλον.
Στον τομέα της αεροπορίας, ο οποίος εκπέμπει περισσότερους από 900 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο, η ενέργεια από υδρογόνο είναι ο κύριος τρόπος για την ανάπτυξη της αεροπορίας χαμηλών εκπομπών άνθρακα.
Στον στρατιωτικό τομέα, τα στοιχεία καυσίμου υδρογόνου μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον στρατιωτικό τομέα, έχουν τα πλεονεκτήματα της αθόρυβης λειτουργίας, μπορούν να παράγουν συνεχές ρεύμα, υψηλή μετατροπή ενέργειας, και αποτελούν σημαντική προϋπόθεση για την μυστικότητα των υποβρυχίων.
Τα οχήματα υδρογόνου, τα οχήματα υδρογόνου έχουν καλή απόδοση καύσης, γρήγορη ανάφλεξη, υψηλή θερμαντική αξία, άφθονα αποθέματα και άλλα πλεονεκτήματα. Η ενέργεια υδρογόνου έχει ένα ευρύ φάσμα πηγών και εφαρμογών, οι οποίες μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά το ποσοστό της ενέργειας από ορυκτά καύσιμα.
Η βελτίωση του επιπέδου καθαρής ανάπτυξης και η ανάπτυξη της ενέργειας από υδρογόνο αποτελούν σημαντικό φορέα για την οικοδόμηση ενός «πολλαπλών ενεργειακών συμπληρωματικών» συστημάτων ενεργειακού εφοδιασμού και σημαντική κινητήρια δύναμη για τον ενεργειακό μετασχηματισμό και αναβάθμιση.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Απριλίου 2023