În Uniunea Europeană se discută tot mai mult despre energie electrică din hidrogen, iar în anul 2020, Comisia Europeană a propus o strategie a hidrogenului pentru o Europă neutră climatic, ce urmărește accelerarea producerii de hidrogen curat și asigurarea rolului său într-un sistem energetic neutru climatic până în 2050.
Cum se obține hidrogenul
Pentru a obține energie electrică din hidrogen este necesar ca, mai întâi, să fie obținut hidrogenul. Hidrogenul este cel mai abundent element din Univers. Pe Pământ însă, el nu se regăsește sub formă de gaz în atmosferă decât în cantități extrem de mici deoarece orice moleculă de hidrogen care intră în atmosferă scapă rapid de gravitația planetei și ajunge în spațiul cosmic, potrivit Royal Society of Chemistry.
Astfel, cea mai mare parte din hidrogenul de pe Pământ se regăsește în apă și hidrocarburi (gaze naturale, cărbune, petrol). Acestea sunt, de altfel, și cele 4 surse principale din care se obține hidrogen gazos. În cazul apei, hidrogenul este obținut prin electroliză (apa este descompusă în gazele oxigen și hidrogen prin trecerea unui curent electric prin apă).
În anul 2020, aproximativ 87 de milioane de tone de hidrogen au fost produse la nivel mondial. Piața globală de producție de hidrogen a fost evaluată la 155 de miliarde de dolari în anul 2022, potrivit Wikipedia.org.
Cum se obține energie electrică din hidrogen
Energia electrică din hidrogen este obținută cu ajutorul celulelor cu hidrogen, cunoscute și sub numele de pile de combustie. O pilă de combustie este un dispozitiv care generează electricitate printr-o reacție electrochimică, nu prin ardere, se arată într-un articol explicativ de pe site-ul Fuel Cell & Hydrogen Energy Association, o organizație a producătorilor de celule cu hidrogen din SUA.
Într-o pilă de combustie, hidrogenul și oxigenul sunt combinate pentru a genera electricitate, căldură și apă. Spre deosebire de baterii, pilele de combustie nu trebuie reîncărcate periodic deoarece ele însele produc energia electrică în mod continuu, atât timp cât este furnizată o sursă de combustibil (hidrogen).
Ce este o celulă cu hidrogen
În mod tipic, o celulă cu hidrogen este alcătuită într-un terminal pozitiv (anod), unul negativ (catod) și un electrolit așezat între cele două. O celulă de hidrogen funcționează prin trecerea hidrogenului prin anod și a oxigenului prin catod, mai notează sursa citată.
La anod, un catalizator separă moleculele de hidrogen în electroni și protoni. Protonii trec prin membrana electrolitică, în timp ce electronii ajung într-un circuit, generând curent electric și căldură. Apoi, la catod, protonii, electronii și oxigenul se combină, producând molecule de apă.
Energie electrică din hidrogen – utilizări
Celulele cu hidrogen sunt utilizate în prezent pentru furnizarea de energie pentru case, întreprinderi, spitale, magazine sau centre de date, precum și pentru alimentarea a numeroase vehicule, inclusiv mașini, autobuze, camioane, trenuri sau avioane de mici dimensiuni.
Deoarece singurul produs rezidual pe care îl elimină după producerea energiei este apa, celulele cu hidrogen reprezintă o sursă de energie curată.
Un alt avantaj al pilelor de combustie este că, deoarece nu există piese care să se miște, ele funcționează silențios, mai notează sursa citată.
Energie electrică din hidrogen în Uniunea Europeană
Autoritățile europene susțin utilizarea energiei electrice din hidrogen întrucât pilele de combustie nu emit gaze cu efect de seră, iar până în 2050 UE ar trebui să fie neutră din punct de vedere climatic. Totodată, emisiile de gaze cu efect de seră ar trebui să scadă cu 55% până în 2030 (comparativ cu anul 1990).
Într-un articol publicat pe site-ul Parlamentului European se arată că hidrogenul poate fi considerat un bun combustibil datorită proprietăților acestuia:
- Folosirea sa ca sursă de energie nu produce gaze cu efect de seră (apa este singurul produs secundar);
- Poate fi folosit pentru a produce alte gaze, ca și combustibili lichizi;
- Infrastructura existentă pentru transportul și stocarea gazelor poate fi reutilizată pentru hidrogen;
- Are o densitate energetică mai ridicată decât a bateriilor, deci poate fi folosit pentru transportul pe distanțe lungi, sau de tonaj mare.
Energie electrică din hidrogen – propunerile Parlamentului European
Parlamentul European consideră că o economie bazată pe hidrogen regenerabil poate reduce semnificativ impactul asupra încălzirii globale față de o economie bazată pe combustibili fosili. Astfel, PE dorește:
- Stimulente pentru încurajarea cererii și pentru a crea o piață europeană a hidrogenului precum și o dezvoltare rapidă a infrastructurii pentru hidrogen;
- Renunțarea la hidrogenul produs din combustibili fosili cât mai curând posibil;
- Certificarea tuturor importurilor de hidrogen în același fel cu hidrogenul produs în UE, ținând cont inclusiv de producția și transportul acestuia, pentru a evita pierderile de carbon;
- Evaluarea posibilității de reutilizare a conductelor de gaz existente pentru transportul și stocarea subterană a hidrogenului.
Strategia REPowerEU, menită să ofere energie mai accesibilă, mai sigură și mai durabilă, face referire și la energia din hidrogen. Mai exact, o parte din acest plan o reprezintă accelerarea producției de hidrogen regenerabil până în 2030, ridicând nivelul de hidrogen la 20 de megatone pe an de la 10 megatone pe an câte erau propuse în Strategia privind hidrogenul din 2020.
Energie electrică din hidrogen – stații de reîncărcare
De asemenea, eurodeputații au adoptat o poziție în octombrie 2022 pentru stimularea creării de stații de reîncărcare cu electricitate și hidrogen. În 2021 UE avea 136 de puncte de reîncărcare cu hidrogen.
În martie 2023, Parlamentul și Consiliul au convenit asupra obiectivelor naționale obligatorii pentru crearea infrastructurii. Noile reguli prevăd înființarea de stații de alimentare cu hidrogen cel puțin la fiecare 200 de kilometri pe principalele drumuri ale UE până în 2031.
Viitorul hidrogenului în Europa
În prezent, hidrogenul are un aport minor în aprovizionarea globală cu energie. Rămân provocări de depășit în ce privește competitivitatea costurilor, amploarea producției, infrastructura necesară și percepția asupra siguranței, mai notează sursa citată. Cu toate acestea, este de așteptat ca hidrogenul să permită pe viitor transport fără emisii, încălzire domestică și procese industriale, precum și stocarea de energie inter-sezonieră.
Potrivit unor estimări, energiile regenerabile ar putea furniza o parte substanțială din mixul energetic european până în 2050. În acest mix hidrogenul ar putea reprezenta până la 20% (mai exact, 20-50% din necesarul de energie în transporturi și 5-20% din necesarul în industrie).
Foto: akitada31 / akitada31 / pixabay.com / Wikipedia.org
Dacă acest articol despre energie electrică din hidrogen ți s-a părut util, te-ar putea interesa și:
Ce este Pactul verde european. Buget și listă cu 6 inițiative
Ce înseamnă neutralitate climatică și cum reduce UE emisiile de CO2
Ce sunt celulele cu hidrogen. Cum funcționează și ce avantaje au
