L’universo è costituito da una miscela di una vasta gamma di componenti. Ogni componente ha un ruolo vitale nella composizione del mondo. I componenti più abbondanti nell’universo includono idrogeno, azoto e ossigeno. L’idrogeno è il componente più presente che occupa il 75% dell’universo e svolge un ruolo maggiore nella sostenibilità della vita. Oltre ad aiutare altre specie viventi a sopravvivere, l’idrogeno può essere utilizzato per generare energia. Sebbene il sole abbia una percentuale maggiore di gas idrogeno, il gas è troppo leggero da scomparire virtualmente dalla superficie della terra quando viene trasportato dai raggi solari. Quindi, per ottenere efficacemente il gas idrogeno, deve essere prodotto dall’acqua, dal gas naturale o dalla biomassa.
Vantaggi dell’idrogeno in campo energetico
L’idrogeno viene oggi prodotto per applicazioni non energetiche, ad esempio nelle industrie dei fertilizzanti e nelle raffinerie di petrolio. Sono stati inoltre sviluppati e dimostrati piccoli gruppi elettrogeni alimentati a idrogeno, autobus a celle a combustibile, tre ruote, due ruote (motociclette) e sistemi di combustione catalitica per i settori residenziale e industriale.
- È una fonte di energia rinnovabile e abbondante nell’approvvigionamento
L’idrogeno è una ricca fonte di energia per molte ragioni, la principale è che è abbondante nella fornitura. Sebbene possano essere necessarie molte risorse per sfruttarlo, nessun’altra fonte di energia è infinita come l’idrogeno. Ciò significa essenzialmente che non c’è possibilità che si esaurisca come altre fonti di energia.
- Numerose fonti per produrre idrogeno a livello locale
L’idrogeno può essere prodotto in loco dove verrà utilizzato o centralmente e quindi distribuito. L’idrogeno può essere prodotto da metano, benzina, biomassa, carbone o acqua. I fattori come le quantità di inquinamento, le sfide tecniche e i requisiti energetici variano a seconda delle fonti utilizzate.
- È praticamente una fonte di energia pulita
Quando l’idrogeno viene bruciato per produrre carburante, i sottoprodotti sono totalmente sicuri, il che significa che non hanno effetti collaterali noti. Le aziende aeronautiche utilizzano effettivamente l’idrogeno come fonte di acqua potabile. Dopo che l’idrogeno è stato utilizzato, viene normalmente convertito in acqua potabile per gli astronauti su navi o stazioni spaziali.
- L’energia dell’idrogeno non è tossica
È una sostanza non tossica rara per una fonte di carburante. Ciò significa che è amico dell’ambiente e non provoca alcun danno o distruzione alla salute umana. Questo aspetto lo rende preferito rispetto ad altre fonti di combustibile come l’energia nucleare, il gas naturale, che sono estremamente pericolose o scoraggianti da sfruttare in sicurezza. Consente inoltre di utilizzare l’idrogeno in luoghi in cui altre forme di carburante potrebbero non essere consentite.
- L’uso dell’idrogeno riduce notevolmente l’inquinamento
Quando l’idrogeno è combinato con l’ossigeno in una cella a combustibile, viene prodotta elettricità, che può essere utilizzata per alimentare veicoli o azionare un motore elettrico come fonte di calore e per molti altri usi. Quando si combina con l’ossigeno, gli unici sottoprodotti sono acqua e calore, il che è il vantaggio di utilizzare l’idrogeno come vettore energetico.
L’uso di celle a combustibile a idrogeno non rilascia anidride carbonica e altri gas serra o altri particolati quando nel processo di produzione vengono utilizzate fonti rinnovabili come l’acqua o l’energia solare.
- È molto più efficiente di altre fonti di energia
L’idrogeno è un tipo di energia efficiente poiché ha la capacità di veicolare molta energia per ogni chilo di carburante rispetto al diesel o al gas. Ciò significa categoricamente che un’automobile che utilizza l’energia dell’idrogeno percorrerà più miglia di una con la stessa quantità di benzina. Ad esempio, rispetto a una centrale elettrica convenzionale a combustione che di solito genera elettricità con un’efficienza compresa tra il 33 e il 35%, le celle a combustibile a idrogeno sono in grado di generare elettricità con un’efficienza fino al 65%, con una capacità circa tre volte superiore.
- Un sistema di produzione sostenibile
L’elettrolisi è un metodo in cui l’acqua viene separata in idrogeno e ossigeno. In questo caso, l’energia rinnovabile può essere utilizzata per alimentare gli elettrolizzatori per produrre idrogeno dall’acqua che fornisce un sistema sostenibile indipendente dai prodotti petroliferi ed è anche non inquinante, non producendo emissioni. Alcune delle fonti rinnovabili utilizzate per alimentare gli elettrolizzatori sono l’energia eolica, idroelettrica, solare e delle maree.
Dopo che l’idrogeno è stato prodotto in un elettrolizzatore, può essere utilizzato in una cella a combustibile per produrre elettricità. I sottoprodotti generati nel processo delle celle a combustibile sono acqua e calore. Se le celle a combustibile funzionano ad alte temperature, il sistema può essere configurato come un cogeneratore, con l’energia di scarto utilizzata per il riscaldamento.
Svantaggi dell’energia a idrogeno
Sebbene l’energia dell’idrogeno abbia molti vantaggi ammirevoli, non è davvero la fonte di energia assolutamente preferibile, pulita ed economica per la maggior parte dei governi e delle aziende. Allo stato gassoso, è piuttosto volatile.
Sebbene la sua volatilità gli dia un vantaggio rispetto ad altre fonti di energia in termini di realizzazione di numerosi compiti, lo rende ugualmente rischioso da usare e da risolvere. Alcuni degli svantaggi dell’energia dell’idrogeno includono:
- L’energia dell’idrogeno è costosa
L’elettrolisi e il steam reforming, i due principali processi di estrazione dell’idrogeno, sono estremamente costosi. Questo è il vero motivo per cui non è molto utilizzato in tutto il mondo. Oggi, l’energia dell’idrogeno viene utilizzata principalmente per alimentare la maggior parte dei veicoli ibridi.
Sono necessarie molte ricerche e innovazioni per scoprire modi economici e sostenibili per sfruttare questa forma di energia. Fino ad allora, l’energia dell’idrogeno sarebbe rimasta esclusivamente per i ricchi.
- Complicazioni dell’immagazzinamento
Una delle proprietà dell’idrogeno è che ha una densità inferiore. In effetti, è molto meno denso della benzina. Ciò significa che deve essere compresso allo stato liquido e conservato allo stesso modo a temperature più basse per garantirne l’efficacia e l’efficienza come fonte di energia.
Questo spiega anche perché l’idrogeno deve essere sempre immagazzinato e trasportato ad alta pressione, motivo per cui il trasporto e l’uso comune sono tutt’altro che fattibili.
- Non è la fonte di energia più sicura
Il potere dell’idrogeno non va affatto sottovalutato. Sebbene la benzina sia un po’ più pericolosa dell’idrogeno, l’idrogeno è una sostanza altamente infiammabile e volatile che spesso fa notizia per i suoi potenziali pericoli. Rispetto al gas, l’idrogeno è privo di odore, il che rende quasi impossibile qualsiasi rilevamento di perdite. Per rilevare le perdite, è necessario installare dei sensori.
- Difficile da spostare
È un compito arduo trasportare brillantemente l’idrogeno a causa della sua leggerezza. Il petrolio può essere trasportato in sicurezza perché è per lo più spinto attraverso i tubi.
Il carbone può essere comodamente trasportato in autocarri con cassone ribaltabile. L’idrogeno presenta anche delle sfide quando si considera di spostarlo in grandi quantità, motivo per cui viene principalmente trasportato solo in piccoli lotti.
- Dipende dai combustibili fossili
L’energia dell’idrogeno è rinnovabile e ha un impatto ambientale minimo, ma la sua separazione dall’ossigeno richiede altre fonti non rinnovabili come carbone, petrolio e gas naturale. I combustibili fossili sono ancora necessari per produrre idrogeno.
- L’energia dell’idrogeno non può sostenere la popolazione
Nonostante il fatto che l’idrogeno sia abbondante nella fornitura, il costo per sfruttarlo limita l’utilizzo estensivo. Come ti rendi conto, è piuttosto difficile interrompere lo status quo.
L’energia dai combustibili fossili governa ancora il mondo. Inoltre, non è stato messo in atto alcun quadro per garantire in futuro energia a idrogeno economica e sostenibile per il normale proprietario di un’auto.
Anche se l’idrogeno dovesse diventare economico in questo momento, ci vorrebbero anni per diventare la fonte di energia più utilizzata poiché i veicoli stessi e le stazioni di servizio dovrebbero essere personalizzati per conformarsi ai requisiti dell’idrogeno. Ciò richiederebbe un massiccio esborso di capitale.
