Peak Oil - główna

Wprowadzenie

Alternatywy

Na forum

Wodór

Wodór i ogniwa paliwowe - samochody hybrydowe na wodór

"Podczas gdy era paliw kopalnych odchodzi w przeszłość, wkraczamy w erę nowej energii, która ma potencjał wykreślenia zupełnie nowych ram naszej cywilizacji ... Podczas spalania nie produkuje szkodliwego dwutlenku węgla, a jedyne efekty uboczne to ciepło i czysta woda."- "Ekonomia wodorowa", "The Environmental Magazine", Styczeń/Luty 2003

Oto najczęściej spotykany "image" wodoru, z jakim możemy się obecnie spotkać. O ile nie jest to do końca nieprawda (może za wyjątkiem pierwszego zdania), image ten daje fałszywy obraz zastosowania i czystości wodoru. Jaka jest prawda na temat tego wspaniałego paliwa?

Przede wszystkim, częstym błędem jest traktowanie wodoru jako źródło energii, tak jak węgiel, czy ropa.

Wodór nie jest źródłem energii a jedynie jej nośnikiem, tak jak np. bateria!

Mimo że wodór jest najbardziej obfitym pierwiastkiem w całym wszechświecie, praktycznie nie występuje w środowisku Ziemi, ani w stanie stałym, ani w ciekłym. Wodór musi zostać wyprodukowany.

Nam nie brakuje pochodnych źrodeł energii - to, czego nam brakuje, to źródła energii!

Do produkcji potrzeba dwóch rzeczy: źródła wodoru (analogicznie, jak np. ruda metalu) i źródła energii do odseparowania gazu. Najczęściej do obu celów wykorzystuje się metan (który de facto jest jedynie naukowym określeniem na gaz ziemny) i parę wodną, zatem nie rozwiązuje to problemu zależności od paliw kopalnych. To właśnie problem wodoru: sama bateria wodorowa w samochodzie hybrydowym nie produkuje zanieczyszczeń, ale energia potrzebna do naładowania baterii - tak.

Ponadto, niestety z powodu praw fizyki i chemii, przy każdej konwersji energii następuje pewna jej strata. Wyprodukowany wodór ma tylko 50% wartości energetycznej zainwestowanego weń gazu ziemnego. Jako, że problemem, z którym się borykamy, jest brak paliw kopalnych, wykorzystywanie gazu ziemnego ze stratą 50% nie wydaje się najlepszą ścieżką. Spójrzmy na inną.

Drugim sposobem uzyskania wodoru jest elektroliza - użycie elektryczności do podzielenia wody na tlen i wodór - 2 H²O + e! ‰2H² + O². Oznacza to więcej energii elektrycznej zużytej w elektrolizie niż zostanie uzyskane w ogniwach paliwowych.

To są prawa fizyki, konkretnie drugie prawo termodynamiki: energia z ogniw paliwowych JEST MITEM!

Jeśli elektryczność potrzebna do elektrolizy pochodzi z generatorów paliwowych, znów wracamy do punktu wyjścia. Jeśli jednak pochodzi ze źródeł odnawialnych lub nuklearnych, wówczas mamy faktycznie do czynienia z szansą na "czystsze" paliwo dla transportu. Niestety w całym procesie tracimy dużo energii, przez co otrzymywany wodór daje nam 70-80% energii pierwotnej elektryczności. Ogólnie więc produkcja wodoru zużywa więcej energii, niż otrzymuje się utleniając wodór w ogniwach paliwowych. EROEI wodoru wynosi 0,8.

Wodór ma 2700 razy mniejszą gęstość energetyczną, niż klasyczne paliwo, co oznacza, że przed dystrybucją i przechowaniem trzeba zmniejszyć jego objętość. Jako, że wodór to najmniejszy znany nam pierwiastek chemiczny, ucieknie z każdego pojemnika. Są na to trzy sposoby: 1. kompresja, 2. skroplenie i 3. użycie związków chemicznych.

  1. Wodór jest najtrudniejszym gazem do kompresji, sprawność wynosi 55%. Wymaga bardzo silnych i ciężkich cystern i pojemników do przechowywania.
  2. Skroplony wodór (zamiana w stan ciekły) ma tę zaletę, że nie wymaga tak ciężkich pojemników (chociaż nadal jest to około 3 razy więcej przestrzeni, niż zajmuje benzyna), jednak wówczas sprawność wynosi w najlepszym wypadku 40%. Część ciekłego wodoru nieuchronnie "ucieka" z pojemnika samochodu w tempie 3-4% dziennie. Samochód wodorowy w każdej chwili, kiedy się go nie prowadzi, powoduje stratę pieniędzy i paliwa.
  3. Gaz można wymieszać z wodorkami metali, które służą jako coś w rodzaju gąbki. Jeśli nie liczyć strat energii przy produkcji elektryczności, sprawność wynosi około 60%.

Dystrybucja ciekłego i skompresowanego wodoru jest kłopotliwa. W przypadku transportu drogowego, system taki wymagałby 13% więcej cystern, w związku z czym 1 na 7 wypadków ciężarówek byłby średnio wypadkiem cysterny. Jeśli użyć rurociągów, transport tej substancji na trasie 3000 km wymagałby 1,5 razy więcej energii, niż zawierałby transportowany wodór sam w sobie!

Mamy nadzieję zastąpić wodorem tradycyjne paliwa stosowane w transporcie. Jednak wodór, w porównaniu do elektryczności, przy każdej operacji jest znacznie bardziej stratny.

I jeszcze jedna rzecz o której ludzie zapominają – Michael Ruppert w filmie "The end of Suburbia" ujął to w ironicznym pytaniu „kto wykona crash-testy samochodów hybrydowych? Wodór to materiał dużo bardziej wybuchowy niż paliwa używane obecnie. Już samo skompresowane powietrze jest niesamowicie wybuchowe, a co dopiero wodór. Jazda w samochodzie wodorowym to jak jazda na bombie.