Вода и електрична енергија се производе као нуспроизводи хемијске интеракције између гасовитог водоника и кисеоника унутар горивне ћелије, која покреће водоничне горивне ћелије.
Док су многи веровали да ће енергија водоника покренути а чиста енергетска револуција 1990-их и раних 2000-их, нови свет енергије водоника никада није остварен. Инфраструктура је значајна препрека за већину нових извора енергије.
Високи трошкови производње, ниска производња и ефикасност производње, као и изазовне потребе складиштења и транспорта су спречили водоничне горивне ћелије из широке употребе у аутомобилима широке потрошње.
За оне који себи могу приуштити неопходну инфраструктуру за подршку, водоничне горивне ћелије имају више смисла за индустријску примену. Предности и недостаци коришћења водоничних горивних ћелија за напајање опреме за руковање материјалом биће размотрени у овом чланку.
Преглед садржаја
Предности и недостаци водоничног горива
| С / бр. | Предности водоничног горива | Недостаци водоничног горива |
| 1. | Свестраност употребе Водоничке горивне ћелије ће моћи да снабдевају енергијом за различите стационарне и мобилне апликације како се технологија буде развијала. Возила покретана водоником су само један пример; мањи производи као што су кућни производи и системи за грејање већих размера такође могу да користе водоник. За разлику од напајања заснованог на батеријама, које линеарно скалира снагу са масом, капацитет складиштења енергије (тј. резервоар за гориво) и величина мотора су одвојени у ИЦЕ погонским постројењима, нудећи значајну слободу дизајна. | Екстракција водоника Најзаступљенији елемент у универзуму, водоник, је инертни гас који треба да се екстрахује из угљеника. фосилна горива или добијене из воде електролизом. Ове две операције захтевају значајну количину енергије да би се завршиле. Осим што је скупа, ова енергија може бити већа од оне добијене из самог водоника. Штавише, ова екстракција обично захтева употребу фосилних горива, што угрожава еколошке акредитиве водоника у одсуству ЦЦС. |
| 2. | Дуга времена употребе Већу временску ефикасност обезбеђују водоничне горивне ћелије. Возило на водоник може да пређе 300 миља, што је исто колико и возило на фосилна горива. Ово је боље од онога што електрична возила (ЕВ) већ пружају, која се све више развијају са погонским јединицама на гориве ћелије као „продуживачима домета“. Поред тога, спољашња температура има мали утицај на водоничне горивне ћелије и оне се не разграђују у хладној клими. Предност се повећава када се комбинује са брзим периодима пуњења. | Инвестиција је потребна Потребна су улагања за развој водоничних горивних ћелија до тачке у којој су оне заиста практичан извор енергије. Да би се технологија унапредила и сазрела, мора се показати и политичка воља да се посвети неопходно време и ресурси развоју. Поједностављено речено, светска потешкоћа у развоју свеприсутне и одрживе енергије водоника је да открије како да се најекономичније креира ланац „понуде и потражње“ део по део. |
| 3. | Већа снага и енергетска ефикасност у поређењу са фосилним горивима Технологија водоничних горивних ћелија обезбеђује веома густ и ефикасан извор енергије. Од свих уобичајених горива, водоник има највећи енергетски садржај. Гасовити и течни водоник под високим притиском има запреминску густину енергије која је упоредива са природним гасом и око три пута већу гравиметријску густину енергије (око 120 МЈ/кг) ЛНГ-а и дизела. | Трошкови сировина Пошто су племенити метали попут иридијума и платине често потребни као катализатори у неким врстама водених електролизера и горивних ћелија, почетни трошкови горивних ћелија могу бити високи. Неки људи су се уздржали од улагања у технологију водоничних горивних ћелија због њене превисоке цене. Да би водоничне горивне ћелије постале практичан извор горива за све, ови трошкови морају бити смањени. |
| 4. | Веома ефикасан у поређењу са другим изворима енергије У поређењу са многим другим изворима енергије, укључујући многе опције зелене енергије, водоничне горивне ћелије су ефикасније. Са овом ефикасношћу горива, може се произвести више енергије за сваку фунту утрошеног горива. На пример, ефикасност производње електричне енергије коришћењем конвенционалних електрана на сагоревање креће се од 33–35%, док водоничне горивне ћелије могу да достигну и до 65%. Слично, водоничне горивне ћелије у аутомобилима смањују потрошњу горива за 50% док користе 40-60% енергије садржане у гориву. | Регулаторна питања Препреке такође окружују правна питања у вези са структуром која специфицира комерцијалне моделе примене. У недостатку добро дефинисаних регулаторних оквира који олакшавају разумевање основа трошкова и прихода, комерцијални подухвати могу наићи на потешкоће у доношењу одлуке о финансијским инвестицијама (ФИД). |
| 5. | Погодно за тешки транспорт и возове Пошто је погон на водоник још увек релативно нов, тешки транспорт и железница су две индустрије за које би могло бити практично да га одмах користе. Ако би се електричне батерије користиле уместо мотора са унутрашњим сагоревањем у овим возилима, батерије би морале да буду веома велике, тешке и да им треба веома дуго да се пуне. Супротно томе, водоник представља предности компактнијег погонског система, брзог пуњења горива и великог домета вожње. Може се наплаћивати на доковима дуж аутопутева које флоте теретних возила највише користе, без потребе за изградњом капиларне дистрибутивне мреже, или на свим већим железничким станицама. | Укупни трошкови Тренутно су водоничне горивне ћелије скупље по јединици снаге од других извора енергије, као нпр соларни панели. Иако је водоник ефикаснији када се једном створи, цена је сада препрека његовој широкој употреби. Ово се може променити како технологија напредује. Широко усвајање је тренутно мало вероватно због утицаја овог трошка на будуће трошкове, као што су трошкови аутомобила који раде на водоник. Коришћење водоничних горивних ћелија је скупље од коришћења других извора енергије због сложености процеса производње водоничног горива. Менаџери флоте морају осигурати да значајна уштеда радне снаге у односу на оловну киселину надокнади трошкове инфраструктуре и водоничног горива када одлучују који извор енергије ће укључити у опрему за руковање материјалом. |
| 6. | Користи се за напајање свемирских бродова Снага и ефикасност енергије водоника чине га савршеним горивом за свемирске летелице. Због своје огромне снаге, свемирски бродови могу се брзо лансирати у истраживачке мисије. То је такође најсигурнији извор енергије који се користи за задатак који захтева много енергије. У ствари, енергија водоника је три пута снажнија од горива добијеног из фосилних горива као што је бензин. У идеалном случају, ово значи коришћење мање водоника за завршетак огромног задатка. Поред тога, обезбеђује погонску снагу за возила, чамце, аутомобиле и апликације на горивим ћелијама које су стационарне или преносиве. Чињеница да је складиштење водоника у криогеним резервоарима или резервоарима под високим притиском у суштини немогуће представља недостатак коришћења водоника у аутомобилима. | Складиштење водоника Водоник захтева софистицираније складиштење и транспорт него фосилна горива. Ово сугерише да коришћење водоничних горивних ћелија као извора енергије може довести до додатних трошкова. Иако се водоник може чувати у течном облику на криогеним температурама или као гас у резервоарима под високим притиском, може се чувати само у облику гаса за употребу у горивним ћелијама камиона. Енергија се губи током процеса складиштења водоника коришћењем било које методе. Око 13% укупне енергије водоника мора се искористити да се компресује; и растопити га у течност да изгуби приближно 40% своје енергије. Метали могу кородирати ако водоник успе да побегне из свог затвореног простора. То може довести до тога да ови заражени метали постану ломљиви и већа је вероватноћа да ће се сломити. Предузећа која тренутно користе водоничну енергију имају две опције: ако им је потребна већа количина горива, морају да изграде постројење или могу да им се водонични гас допремају преко цевних приколица. |
| 7. | Брза времена пуњења У поређењу са електричним возилима на батерије, време пуњења водоничних горивних ћелија је приметно брже. Упоредив је са оним код традиционалних аутомобила са мотором са унутрашњим сагоревањем (ИЦЕ). Водоничке горивне ћелије могу се напунити за мање од пет минута, али електричним возилима је потребно много сати да се потпуно напуне. Због свог брзог времена пуњења, аутомобили на водоник нуде исти ниво слободе као и обични аутомобили. | Инфраструктура Пошто се фосилна горива користе дуги низ година, инфраструктура потребна за снабдевање овом енергијом већ постоји. Иако се очекује да ће се пуњење горивом од почетка до краја користити за апликације на великим удаљеностима као што су оне за камионе за доставу и теретна возила, широко усвајање технологије водоничних горивих ћелија за аутомобилске апликације захтевало би нову инфраструктуру за допуну горива која би то подржавала. |
| 8. | Нема загађења буком За разлику од других обновљивих извора енергије као што је енергија ветра, водоничне горивне ћелије не изазивају загађење буком. Ово имплицира да су возила на водоник далеко тиша од оних са традиционалним моторима са унутрашњим сагоревањем, слично као електрични аутомобили. | Веома запаљив С обзиром да је водоник веома запаљиво гориво, забринутост за безбедност је разумна. Гасови који садрже водоник сагоревају у ваздуху у концентрацијама између 4 и 75%. |
| 9. | Водоник је флексибилан и чист извор енергије који може помоћи у енергетским плановима без угљеника Пошто је све што се производи током рада водоничне горивне ћелије топлота и вода, она је суштински чист извор енергије. За производњу водоника није потребно много земље, за разлику од хидроенергије или биогорива. НАСА је истраживала употребу водоника као ресурса и чак је користила воду која је створена као нуспроизвод да би астронаутима обезбедила воду за пиће. Ово показује да су водоничне горивне ћелије одлична алтернатива угљу, природном гасу и нуклеарној енергији јер су нетоксични извори горива које је такође лакше набавити. Балансирањем њихових неправилних начина снабдевања са захтевним потребама крајњих корисника, производња, складиштење и коришћење водоника ће играти виталну улогу у промовисању даљег развоја обновљивих извора енергије и спречавању потребе за великим почетним улагањима у надоградњу мрежне инфраструктуре. | Енергија водоника не може да одржи становништво Иако је водоника у изобиљу, његова широка употреба је ограничена трошковима његове екстракције. Схватате да је тешко променити постојећи кво. Планетом и даље управља енергија из фосилних горива. Поред тога, не постоји оквир који би гарантовао приступачну и одрживу енергију водоника за типичне власнике аутомобила у будућности. Чак и ако би водоник постао широко доступан управо сада, биле би потребне године да замени друге изворе енергије јер би аутомобили и бензинске пумпе морали да се модификују да би испунили прописе за водоник. Ово би коштало значајну суму новца. Пошто је енергија водоника широко доступна и њени ефекти се углавном игноришу, водоник је заиста обновљив ресурс. Међутим, да би одвојили водоник од кисеоника, предузећима која га производе биће потребни додатни необновљиви извори енергије, као што су фосилна горива попут угља, природног гаса и нафте. Усвајање енергије водоника могло би нам помоћи да смањимо претерано ослањање на фосилна горива, али би било тешко да је елиминишемо из система. |
| КСНУМКС. | Нема визуелног загађења Док неки извори енергије са ниским садржајем угљеника, укључујући енергију ветра и биогорива електране, могу бити неугледне, водоничне горивне ћелије захтевају мање површине, па је и мање визуелно загађење. | |
| КСНУМКС. | Обновљив и лако доступан Најзаступљенији елемент у универзуму, посебно је водоник обилна и обновљива, што га чини идеалним за наше будуће захтеве без угљеника за комбиновано снабдевање топлотом и струјом. чак и уз потешкоће које су повезане са његовим издвајањем из воде. | |
| КСНУМКС. | Идеалан за употребу у удаљеним областима Водоник произведен локално и ускладиштен могао би се показати као одржива замена за електричну енергију на бази дизела и грејање у удаљеним местима, под условом да то дозвољавају локални услови. Ово не само да би смањило потребу за транспортом горива, већ ће такође побољшати квалитет живота за људе који живе у удаљеним областима обезбеђивањем горива које не садржи загађиваче и потиче из лако доступног природног ресурса. | |
| КСНУМКС. | Скоро нула емисија Зато што се водоничне горивне ћелије не ослобађају гасови стаклене баште у атмосферу као што то чине извори фосилних горива, загађење се смањује и квалитет ваздуха се побољшава. | |
| КСНУМКС. | Демократизација снабдевања електричном енергијом Ослањање неке земље на фосилна горива може бити смањено употребом водоничних горивних ћелија, што ће допринети глобалној демократизацији енергије и извора енергије. Многе нације које сада зависе од доступности фосилних горива добиће од ове побољшане независности. Наравно, када залихе опадају, то ће такође спречити питање раста цена фосилних горива. | |
| КСНУМКС. | Смањује карбонске отиске Водоничке горивне ћелије имају скоро нулту емисију, што значи да када су у употреби, немају емисија угљен-диоксида и осталих компоненти базираних на угљенику. |
Zakljucak
Укратко, енергија водоника нуди неколико предности и недостатака. Водоник може бити чист, обновљив извор енергије, али пре него што се широко користи, трошкови његове производње и складиштења морају бити смањени.
У свом садашњем облику, енергија водоника није практична због високих трошкова и недостатка инфраструктуре.
Без обзира на то, ова област добија све већу пажњу, а средства се додељују за решавање њених потешкоћа. На пример, Европска унија финансира иницијативе сличне овим са 5.2 милијарде долара, а Сједињене Државе су управо обећале 52.5 милиона долара за развој водоника.
Владе широм света би могле да користе водоник као одржив и приступачан извор енергије у будућности, ако то желе.
Препоруке
- Моћ образовања о животној средини: Оснаживање ученика да заштите нашу планету
. - Стипендије за студије животне средине: Оснаживање студената да направе разлику
. - 20 чињеница о һидроелектранама које никада нисте знали
. - 10 негативних ефеката електрана на животну средину
. - Возила на водоник: Знајте предности и недостатке
Страствено вођен еколог по срцу. Водећи писац садржаја у ЕнвиронментГо.
Настојим да едукујем јавност о животној средини и њеним проблемима.
Увек се радило о природи, треба да чувамо, а не да уништавамо.