1.Cos'è l'energia dell'idrogeno?
L'idrogeno, il primo elemento della 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. Sulla Terra l'idrogeno si trova principalmente in forma combinata, la più comune delle quali è l'acqua, che è la sostanza più diffusa nell'universo.
L'idrogeno ha un potere calorifico molto elevato. Confronta la quantità di calore rilasciata dalla combustione della stessa massa di gas naturale, benzina e idrogeno:
Nelle stesse condizioni,
La combustione di 1 grammo di gas naturale, secondo le misurazioni, produce circa 55,81 kilojoule di calore;
La combustione di 1 grammo di benzina rilascia circa 48,4 kilojoule di calore;
La combustione di 1 grammo di idrogeno rilascia circa 142,9 kilojoule di calore.
La combustione dell'idrogeno rilascia una quantità di calore 2,56 volte superiore a quella del gas naturale e 2,95 volte superiore a quella della benzina. Da questi dati si evince chiaramente che l'idrogeno possiede le proprietà fondamentali di un combustibile ideale: un elevato potere calorifico!
L'energia a idrogeno appartiene principalmente all'energia secondaria; la chiave sta nel capire se la sua logica, tecnologia ed economia abbiano significato e valore per l'equilibrio ecologico, la governance ambientale e il cambiamento climatico. L'energia secondaria rappresenta l'anello di congiunzione tra l'energia primaria e gli utilizzatori di energia e può essere suddivisa in due categorie: la "fonte di prestazione di processo" e l'"energia contenente energia corporea". Non c'è dubbio che l'energia elettrica sia la "fonte di prestazione di processo" più diffusa, mentre benzina, diesel e cherosene sono le "fonti di energia energetica" più diffuse.
Da un punto di vista logico, poiché le "fonti di prestazione 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 proveniente da centrali elettriche. Possono invece utilizzare grandi quantità di "energia contenente energia" come benzina, gasolio, cherosene per aviazione e gas naturale liquefatto.
Tuttavia, la tradizione non è sempre duratura e non sempre logica. Con l'avvento e lo sviluppo dei veicoli elettrici e ibridi, anche l'espressione "fonte di prestazioni di processo" può sostituire "energia contenente energia". Secondo un ragionamento logico, con il continuo consumo di energia fossile, le risorse si esauriranno inevitabilmente e compariranno nuove "fonti di energia contenenti 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 alto punto di accensione, un ampio intervallo di combustibilità 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'ambiente e non emette anidride carbonica. Pertanto, l'energia a idrogeno appartiene alle energie pulite, il che riveste grande importanza per la tutela dell'ambiente e la riduzione delle emissioni di anidride carbonica.
2. Il ruolo dell'energia dell'idrogeno
L'energia a idrogeno vanta un'enorme catena industriale che comprende la preparazione, lo stoccaggio, il trasporto e il rifornimento dell'idrogeno, le celle a combustibile e le applicazioni terminali.
Nel settore della produzione di energia, l'energia dell'idrogeno può essere utilizzata per generare energia pulita, bilanciare la domanda di energia e risolvere la carenza di approvvigionamento durante le ore di punta.
Nel settore del riscaldamento, l'energia dell'idrogeno può essere miscelata con il gas naturale, che rappresenta una delle poche fonti energetiche a basse emissioni di carbonio in grado di competere con il gas naturale in futuro.
Nel settore aeronautico, che emette oltre 900 milioni di tonnellate di anidride carbonica ogni anno, l'energia a idrogeno rappresenta la via principale per lo sviluppo di un'aviazione a basse emissioni di carbonio.
In ambito militare, le celle a combustibile a idrogeno possono essere utilizzate in campo militare, in quanto presentano i vantaggi di essere silenziose, possono produrre corrente continua, hanno un'elevata conversione di energia e rappresentano una condizione importante per la furtività dei sottomarini.
I veicoli a idrogeno presentano buone prestazioni di combustione, accensione rapida, elevato potere calorifico, abbondanti riserve e altri vantaggi. L'energia a idrogeno ha una vasta 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 a idrogeno sono elementi fondamentali per la costruzione di un sistema di approvvigionamento energetico "multi-energetico complementare" e una forza trainante per la trasformazione e l'ammodernamento del settore energetico.
Data di pubblicazione: 19 aprile 2023