1.Che cos'è l'energia dell'idrogeno?
L'idrogeno, l'elemento numero uno nella tavola periodica, ha il minor numero di protoni, solo uno. L'atomo di idrogeno è anche il più piccolo e leggero di tutti gli atomi. L'idrogeno si trova sulla Terra principalmente nella sua forma combinata, la più importante delle quali è l'acqua, la sostanza più diffusa nell'universo.
L'idrogeno ha un potere calorifico molto elevato. Confrontate la quantità di calore sprigionata bruciando la stessa massa di gas naturale, benzina e idrogeno:
Alle stesse condizioni,
Bruciando 1 grammo di gas naturale, secondo la misurazione, si sviluppano circa 55,81 kilojoule di calore;
Bruciando 1 grammo di benzina si sviluppano circa 48,4 kilojoule di calore;
Bruciando 1 grammo di idrogeno si sviluppano circa 142,9 kilojoule di calore.
Bruciare l'idrogeno emette 2,56 volte più calore del gas naturale e 2,95 volte più calore della benzina. Da questi dati non è difficile capire che l'idrogeno possiede le proprietà fondamentali del combustibile ideale: un elevato potere calorifico!
L'energia dell'idrogeno appartiene principalmente all'energia secondaria; la chiave sta nel capire se la sua logica, la sua tecnologia e la sua economia siano in grado di incidere sull'equilibrio ecologico, sulla governance ambientale e sul cambiamento climatico. L'energia secondaria rappresenta il collegamento intermedio tra l'energia primaria e gli utilizzatori di energia e può essere suddivisa in due categorie: una è la "fonte di prestazione di processo", l'altra è l'"energia contenente energia corporea". Non vi è dubbio che l'energia elettrica sia la "fonte di prestazione di processo" più utilizzata, mentre benzina, gasolio e cherosene sono le "fonti di energia energetica" più utilizzate.
Da un punto di vista logico, poiché le "fonti di prestazioni di processo" sono difficili da immagazzinare direttamente in grandi quantità, i moderni mezzi di trasporto ad alta mobilità, come automobili, navi e aerei, non possono utilizzare grandi quantità di energia elettrica dalle centrali elettriche. Possono invece utilizzare solo una grande quantità di "energia contenente energia" come benzina, gasolio, cherosene per aviazione e gas naturale liquefatto.
Tuttavia, la tradizione non è sempre durevole e non sempre logica. Con l'avvento e lo sviluppo dei veicoli elettrici e ibridi, anche la "fonte di prestazioni di processo" può sostituire "energia contenente energia". Secondo un ragionamento logico, con il continuo consumo di energia fossile, le risorse finiranno per esaurirsi e inevitabilmente nascerà nuova "energia contenente energia", tra cui l'energia a idrogeno è la principale rappresentante.
L'idrogeno è abbondante in natura e costituisce circa il 75% della massa dell'universo. È ampiamente presente nell'aria, nell'acqua, nei combustibili fossili e in tutti i tipi di carboidrati.
L'idrogeno ha buone prestazioni di combustione, un elevato punto di ignizione, un ampio intervallo di combustione e una rapida velocità di combustione. Dal punto di vista del potere calorifico e della combustione, l'idrogeno è sicuramente un'energia di alta qualità ed efficiente. Inoltre, l'idrogeno stesso non è tossico. Oltre a generare acqua e una piccola quantità di nitruro di idrogeno dopo la combustione, non produce inquinanti nocivi per l'ecologia e l'ambiente e non emette anidride carbonica. Pertanto, l'energia dell'idrogeno rientra tra le energie pulite, il che è di grande importanza per la gestione ambientale e la riduzione delle emissioni di anidride carbonica.
2. Il ruolo dell'energia dell'idrogeno
L'energia dell'idrogeno ha un'enorme filiera industriale che comprende la preparazione, lo stoccaggio, il trasporto e il rifornimento dell'idrogeno, le celle a combustibile e le applicazioni terminali.
Nella produzione di energia, l'energia dell'idrogeno può essere utilizzata per generare energia pulita, bilanciando la domanda di energia e risolvendo la carenza di energia nelle ore di punta.
Per il riscaldamento, l'energia dell'idrogeno può essere miscelata con il gas naturale, che è una delle poche fonti energetiche a basse emissioni di carbonio in grado di competere con il gas naturale in futuro.
Nel settore dell'aviazione, che emette ogni anno più di 900 milioni di tonnellate di anidride carbonica, l'energia dell'idrogeno rappresenta la soluzione principale per sviluppare un'aviazione a basse emissioni di carbonio.
In campo militare, le celle a combustibile a idrogeno possono essere utilizzate in quanto presentano i vantaggi di essere silenziose, possono produrre corrente continua, elevata conversione di energia e rappresentano una condizione importante per la furtività dei sottomarini.
I veicoli a idrogeno offrono buone prestazioni di combustione, accensione rapida, elevato potere calorifico, riserve abbondanti e altri vantaggi. L'energia a idrogeno ha un'ampia gamma di fonti e applicazioni, che possono ridurre efficacemente la quota di energia fossile.
Il miglioramento del livello di sviluppo pulito e lo sviluppo dell'energia basata sull'idrogeno rappresentano un importante vettore per la costruzione di un sistema di approvvigionamento energetico "multi-energetico complementare" e una forza trainante fondamentale per la trasformazione e l'ammodernamento dell'energia.
Data di pubblicazione: 19 aprile 2023