Discussione: Ma perchè l'idrogeno?

Sono anni ormai che l'idrogeno sta assurgendo al grado di vettore energetico per eccellenza, e non ho ancora capito il perchè. I problemi da affrontare sono molti:

relativamente bassi rendimenti di produzione (con l'elettrolisi)
difficoltà di stoccaggio
difficoltà di trasporto
catena energetica lunga, complessa e con varie perdite

Detto questo mi chiedo: perchè non usare gli idrocarburi come vettore? Il processo sarebbe:

-trasformazione di CO2 in idrocarburi semplici con sistemi chimico-elettrici o fotochimico-elettrici
-reforming degli idrocarburi semplici per formarne altri complessi o anche, più facilmente, metano
-uso del metano direttamente come combustibile, o, motlto meglio, in moderne fuel cell con rendimenti pari al 60%

Per il primo punto leggete qua

In the CO2 conversion using solar energy, direct (photochemical) or indirect (photoelectrochemical) routes are possible. The 2nd has the theoretical advantage of higher efficiency by reducing the rate of recombination of e-/h+ pairs generated in the photoexcitation process. Photoelectrochemical conversion of CO2 has been studied mainly in liquid phase using either homo- or heterogeneous catalysts. The first step of the CO2 conversion in liquid phase is the generation of the CO2•- anion radical which is easily converts to products such as formic, oxalic and glycolic acids which recovery from aqueous solution is costly. Products such as methanol and methane may also obtained, but with low selectivities. We will instead report how using confined catalysts and a gas phase electroreduction of CO2 it is possible to form Fischer-Tropsch hydrocarbons (up to over C8), a discovery which open interesting perspectives in closing the cycle from fuels to CO2 and back to fuels.

tratto da qua

Già ora si usano gli idrocarburi, con produzione di CO2.
Con l'idrogeno si spera di ridurre la CO2, ma assolutamente non si riduce la dipendenza del petrolio visto che lo ricavano da lì.

Oggi ,quando si parla di idrogeno specialmente in questo forum , si parla di idrogeno pulito , cioe da elettrolizzatori collegati a panelli solari, l'idrogeno viene stratto dall'acqua non dal metano , non capisco perche continui a insultare l'idrogeno pulito , non sarai mica pagato dai petrolieri per distogliere l'attenzione vero?

ogni volta che parli di idrogeno parli di reforming come mai ? qui si sta cercando di fare capire alle persone che e possibile un mondo diverso ,non che l'unica salvezza è il petrolio .

CITAZIONE (leon73 @ 7/10/2007, 10:24)

Oggi ,quando si parla di idrogeno specialmente in questo forum , si parla di idrogeno pulito , cioe da elettrolizzatori collegati a panelli solari, l'idrogeno viene stratto dall'acqua non dal metano , non capisco perche continui a insultare l'idrogeno pulito , non sarai mica pagato dai petrolieri per distogliere l'attenzione vero?

ogni volta che parli di idrogeno parli di reforming come mai ? qui si sta cercando di fare capire alle persone che e possibile un mondo diverso ,non che l'unica salvezza è il petrolio .

Amico mi fai paura... io pagato dai petrolieri? Dai su. Anche a me stanno antipatici i petrolieri, ma analizzo razionalmente la situazione.
Ti prego di informarti e notare, per l'ennesima volta, che l'idrogeno viene ricavato tramite steam reforming. Per un semplice fatto di costi.
Mettiti nei panni di un imprenditore, devi produrre idrogeno. Scegli l'elettrolisi, con costi enormi, o scegli il reforming, con costi nettamente minori?
Magari se sei un ambientalista fai dei sacrifici e usi l'elettrolisi, e questo farebbe onore a chiunque, ma sono veramente poche le persone che scelgono questa alternativa.
E' per questo che la maggior parte dell'energia elettrica attualmente prodotta viene da nucleare o termico. E' per questo che le auto funzionano a benzina. Eccetera...

In sostanza, secondo me il vettore idrogeno non è un buon vettore. Perché ha molti lati svantaggiosi. Secondo me chiaramente...
Sono più convenienti le auto elettriche, dopo che si sarà trovata una fonte di energia praticamente infinita e a basso costo (leggi: fusione calda, ma dobbiamo aspettare almeno altri 100 anni )




Ps... Sul suolo italiano, è inutile mettere dei pannelli fotovoltaici pensando di sfruttarli per farci dell'elettrolisi. è un processo in cui il 30/50% dell'energia che immettete è dispersa sotto forma di calore. Insomma.. Se potessimo riempire il deserto di pannelli per generare idrogeno, potrebbe avere un senso ( l'efficenza del procedimento è del 10-15% se va bene). Qui in Italia, se abbiamo un pannello è meglio collegarlo alla rete elettrica.

Edited by Schrödinger - 7/10/2007, 15:19

CITAZIONE (Schrödinger @ 7/10/2007, 11:50)

In sostanza, secondo me il vettore idrogeno non è un buon vettore. Perché ha molti lati svantaggiosi. Secondo me chiaramente...
Sono più convenienti le auto elettriche, dopo che si sarà trovata una fonte di energia praticamente infinita e a basso costo (leggi: fusione calda, ma dobbiamo aspettare almeno altri 100 anni )

100 anni mi sembrano un pelo esagerati. O non è possibile arrivare a utilizzare la fusione calda (mica è garantito ancora eh!) o ti posso garantire che al momento in cui i giochi si faranno seri i progressi seguiranno un ritmo ben diverso dalla pacata programmazione attuale. Al momento del vero bisogno l'uomo si ingegna e se siamo stati capaci di andare sulla Luna sparando un paio di incoscienti in un barile di latta coperto da stagnola e guidato da un Vic20 (home computer degli anni 80 per chi lo ricorda... ) è molto facile prevedere che in caso di vera necessità il ritmo della ricerca e sperimentazione cambierebbe e non di poco!

Tornando all'idrogeno, quello che dici è attualmente innegabile. Nessuno produce idrogeno se non con steam reforming. E se ci si limita a considerare la cosa da questo punto di vista è banale che prima che diventi vantaggioso produrre per via elettrolitica da FER del tempo ne passerà.
Il vero vantaggio dell'idrogeno è però nella possibilità che esso offre di garantire una forma di accumulo efficiente (relativamente alle altre) pulita e molto decentralizzabile in grado di rendere la produzione elettrica da FER continua. In pratica tante stazioni decentrate di elettrolisi, accumulo idrogeno, reimmissione in rete da cella a combustibile.
Solo così si possono avere i numeri per arrivare all'economia di scala nella catena di produzione-accumulo-reimmissione. A quel punto l'impianto FER diventerà produttivo sia per l'energia sia per l'idrogeno. Che la cosa diventi interessante dipenderà molto anche dalla necessità di carburanti affidabili che avremo (io non conterei eccessivamente sui biocarburanti) e qui l'idrogeno è sicuramente una delle alternative più promettenti.
E' comunque una delle tante ipotesi che si possono fare sulle scelte energetiche future e sicuramente risente di una miriade di considerazioni socio-economico-politiche-tecnologiche, ma è da riportare per completezza, e anche per non lasciare la falsa impressione che se parliamo di idrogeno diciamo una "bufala" comunque!

CITAZIONE (BrightingEyes @ 8/10/2007, 17:38)

100 anni mi sembrano un pelo esagerati...

MODERAZIONE: E' meglio citare solo qualche riga significativa dell'intervento a cui si vuol rispondere. Altrimenti si creano post infiniti e difficili da leggere

ITER, che è un reattore sperimentale inizierà probabilmente verso il 2020 con i primi esperimenti.. e non è un reattore con costi tali da renderlo commerciale..

Edited by BrightingEyes - 9/10/2007, 11:44

Si questa è parte della sperimentazione programmata, che comunque già prevede di arrivare al reatore commerciale fra il 2040 e il 2050. Intendevo dire però che in caso di corsa per motivi politico strategici (tipo la corsa allo spazio appunto) tutte le programmazioni vanno a farsi benedire.
Se poi la fusione calda non sarà possibile quello è un altro discorso.

L'efficenza delle celle combustubile (difficilissimo superare 70%) e l'elettrolisi sono troppo basse per competere con le batterie soprattutto quando ci saranno i condesatori ai nanotubi di carboni a basso costo (capacità pari alle batterie Ni-Mh ma poteza di 100-500 Kw al Kg) non ci vorra molto visto le potenzialità di mercato dei nanotubi.
é evidente che ingnorate che ci sono sistemi a fusione calda alternativi molto più promettenti di quella classica
(non sto parlando di fusione fredda).

CITAZIONE (francescoG1 @ 10/10/2007, 15:20)

... i condesatori ai nanotubi di carboni a basso costo (capacità pari alle batterie Ni-Mh ma poteza di 100-500 Kw al Kg) ...
é evidente che ingnorate che ci sono sistemi a fusione calda alternativi molto più promettenti di quella classica

Io non vedo grande antitesi fra idrogeno e batterie. Tra l'altro la tecnologia dei nanotubi è anche una delle più promettenti per risolvere il vero grande problema dell'idrogeno applicato ai trasporti: l'immagazzinamento in serbatoi leggeri e sicuri. Comuqnue ben vengano queste batterie!
L'energia comunque devi produrla però. Produrla in centrale per poi caricarci la batteria (anche a nanotubi) ha dei costi che non sono solo economici e che verranno sempre più considerati. Inoltre alcune tipologie di trasporto poco si prestano alle batterie.
Io vedo molto più probabile una crescita delle due tecnologie più o meno parallela. Tra l'altro una delle possibili applicazioni dell'ultima trovata di ingegneria genetica (la creazione di cromosomi in laboratorio) apre enormi scenari di produzione di idrogeno per via biologica.

Chi vivrà vedrà

la tecnologia per caricare i nanotubi(meglio se decorati con titanio) è molto più complessa e critica rispetto al condesatore certo se riesco a produrre l'idrogeno attraveso batteri o enzimi (presumo che usino l'energia solare) allora si che conviene invece con metodi tradizionali la perdita di energia è quasi il doppio (considerata la stessa fonte di energia elettrica e con celle con rendimento 40-50% ).
Non ho idea della convenieza se dovessi usare il calore di una centrale nucleare ma i reattori a fusione alternativi(vedi post dedicato) prevedono di usare un sistema MHD(magneto idro dinamico) per la conversione diretta con rendimenti alti. Quindi tutto dipende dalla fonte primaria e anche dal costo per la convenieza tra i due concorenti (per adesso è in vantaggio la batteria).

CITAZIONE (francescoG1 @ 10/10/2007, 17:52)

... invece con metodi tradizionali la perdita di energia è quasi il doppio (considerata la stessa fonte di energia elettrica e con celle con rendimento 40-50% ).

A parte l'esattezza delle cifre, stiamo parlando di una "perdita" del 50% di... cosa?
Ripeto che non devi pensare all'installazione di un impianto eolico-FV dedicato solo a produrre idrogeno. Se l'energia che proviene da sole e vento serve e viene richiesta dalla rete... ovviamente non si perde nulla (oltre alla percentuale di energia solare non sfruttata dai pannelli) e viene tutta immessa in rete. Se la rete non richiede quell'energia hai due scelte: copri i pannelli e fermi le pale o cerchi di immagazzinarla. Ci siamo fin qui?
Per immagazzinarla hai diverse scelte. Tutte, più o meno, provocano una perdita netta di energia, NON ALTRIMENTI UTILIZZABILE (e gratuita) ricordiamolo. Acune soluzioni restiuiscono il 90% dell'energia accumulata, ma a che prezzo? E non parlo solo di costi economici, ma anche ambientali. Fra queste soluzioni le più promettenti sono enormi batterie che già sono in sperimentazione in Giappone, accumuli elettrochimici con sali di vanadio, bacini di pompaggio (in gran parte già saturi) e... l'elettrolisi dell'idrogeno.
Del creare bacini in quota direi che non se ne parla, i sali di vanadio sono molto velenosi e rischiosi. Restano batterie e ... idrogeno.
L'idrogeno rispetto alle altre ha l'indiscutibile pregio di rendere la produzione di idrogeno pulito accessibile. E' chiaro che inizialmente tutto o quasi l'idrogeno prodotto dovrà essere ritrasformato per restituire l'energia nel momento della richiesta (anche se solo metà !), ma col tempo è facile prevedere che si formino surplus di produzione che renderanno disponibile questo gas a costi molto bassi.
A quel punto chettefrega di quanta energia hai "sprecato" per ottenere l'idrogeno??? (ripeto, si tratta di energia che comunque non potresti utilizzare in altro modo)

Brava eyes , questo e il primo discorso veramente pulito che leggo , un sistema cosi ha dei benefici enormi , prova anche a pensare tutta l'energia che butta via di notte una centrale come quella francese , pensa te se fosse trasformata in idrogeno , avresti un surplus di enrgia di giorno , e se ce ne troppa ci fai girare pure qualche flotta di pullman a fuell cell.

CITAZIONE (leon73 @ 10/10/2007, 23:18)

Brava eyes ...

Ringrazio per l'apprezzamento. Però anche se l'avatar può ingannare sono discretamente maschio!

CITAZIONE (BrightingEyes @ 10/10/2007, 20:14)

A quel punto chettefrega di quanta energia hai "sprecato" per ottenere l'idrogeno??? (ripeto, si tratta di energia che comunque non potresti utilizzare in altro modo)

Costi. Si tratta di denaro. Un piccolo dettaglio...

CITAZIONE (Schrödinger @ 11/10/2007, 14:01)

Costi. Si tratta di denaro. Un piccolo dettaglio...

E' sui dettagli che si reggono le grandi opere.
Di quali "costi" stiamo trattando? Qui si parla del perchè l'idrogeno no? Uno dei perchè sta nel consentire il facile accumulo di energia in surplus prodotta da FER in periodi dove non c'è consumo. Ci sono anche altre soluzioni ovvio, l'idrogeno è solo una delle ipotesi, mica un dogma.
L'idrogeno, col ciclo elettrolisi-accumulo-fuel cell offre una soluzione pulita, relativamente semplice e sicura, facilmente installabile in strutture piccole e decentrate. Le altre soluzioni possono essere anche meno costose (ma è tutto da dimostrare) ed hanno sicuramente altri problemi. Che si scelga una o l'altra penso dipenda da molti fattori, fra cui i costi, certo. Ma ad esempio a me pare molto probabile che se pure la soluzione a sali di vanadio dovesse essere meno costosa i gravi rischi per l'ambiente difficilmente la renderanno possibile ovunque.
Se parliamo di costo di produzione relativamente all'energia sprecata... beh, capisco che l'ansia antispreco degli utlimi anni prenda un pò la mano, ma ribadisco che all'ipotetico imprenditore che installerà il sistema di sapere quanta energia solare si "spreca" importerà giusto niente. Quello che interessa sarà: c'è richiesta di idrogeno? se si a che prezzi si vende? a questo prezzi in quanto arrivo al punto di pareggio?
Se le batterie saranno sufficienti (ma il traffico non è fatto solo dalle auto dei pendolari!) è probabile che l'idrogeno resti un'ipotesi. Se invece si dovessero trovare soluzioni adeguate al problema del serbatoio e le auto a idrogeno dovessero prendere piede.... beh in qualche modo servirà farlo sto idrogeno. Forse dai batteri, magari dal surplus delle centrali nucleari, o forse dalle FER.
Ripeto, non vedo certezze. L'idrogeno al momento è un'ipotesi credibile come tutte le altre, forse anzi un pelo di più.

Ciao eyes ,lo so che sei maschio ci siamo gia incontrati in altre discussioni , panda aria e gia pronta per essere messa in produzzione ,apena presentata al salone di francoforte , funziona a idrogeno puro , idrometano ,metano , benzina ed etanolo , ha una centralina in grado di adattarsi a tutti i combustibili , e un serbatoi in materiale composito a 200 bar , ma sempre la fiat dicchiara di avere serbatoi gia pronti per 700 bar solo che in italia sono vietati per la mobilita , entro il 2010 kia produrra il primo monovolume di serie a fuell cell alimentate a idrogeno, e di serie avra bombole in materiale composito a 700 bar , e non dimenticatevi che l'idrogeno miscelato al metano abassa le co2 del 50% esempio la normativa dice che dovranno eserci gia dal prossimo anno vetture sotto hai 120 g per km , se le stesse vetture vengono fate funzionare a idrometano si va a torno a 60 g per km di co2 , io direi niente male per cominciare , specialmente facendo partire un discorso come il tuo di utilizzare il disavanzo di energia , poi secondo me l'energia deve essere un discorso globale in modo di alimentare di giorno le citta e quello che avanza inmagazzinarlo (idrogeno ) e di notte utilizzarlo per aiutare i paesi che hanno la luce e viceversa .

Io non capisco perche i moderatori non intervengono , non ci siamo , ragazzi ,non voglio fare il puritano ma state rompendo i c .........ni con questi siti porno.

Interveniamo appena leggiamo leon73. Purtroppo nessuno può passare 24 ore sul forum. Tra l'altro c'erano centinaia di messaggi spam e occorre tempo.

Tornando alla discussione, vorrei chiarire il concetto espresso nel mio primo post:

Non è il modello energia alterantive-accumulo che sto mettendo in dubbio, per intenderci quello proposto da Rifkin. Mi sto chiedendo piuttosto se l'idrogeno sia il sistema più comodo ed economico per immagazzinare l'energia.

Avete parlato di batterie, sali di vanadio ecc. ecc., ma non è possibile trovare una molecola dalle proprietà elettrochimiche simili all'idrogeno? E che possibilmente sia

-liquida, per facilitare il trasporto, eliminare il problema dele alte pressioni, ridurre il problema delle dispesioni nell'ambiente
-ad alta densità energetica, più o meno quanto gli odierni idrocarburi
-caratterizzata da un processo produttivo semplice e dal basso costo d'impianto

Ad esempio si potrebbe ripiegare sugli stessi idrocarburi: il metanolo rappresenta un'ottima alternativa, perchè non tentare?

CITAZIONE (janvaljan @ 15/10/2007, 01:57)

Ad esempio si potrebbe ripiegare sugli stessi idrocarburi: il metanolo rappresenta un'ottima alternativa, perchè non tentare?

Il metanolo è ottimo per alcune tipologie di utilizzo. Esistono già pile a combustibile a metanolo. In sostanza il metanolo funge da veicolo di trasporto dell'idrogeno che è pur sempre quello che fa il lavoro nella pila a combustibile.
E' una soluzione, altre stanno nel produrre vettori di idrogeno liquidi, a basso costo e anche non infiammabili come gli idruri chimici (v. http://www.millenniumcell.com/fw/main/home-177.html).
Il problema di usare gli idrocarburi sta proprio nel fatto che l'idrogeno è visto come possibile alternativa agli idrocarburi. Ovvio che se gli idrocarburi fossero inesauribili si userebbero quelli per l'autotrazione per sempre (sui problemi dell'inquinamento da idrocarburi apriamo un altro capitolo semmai).
Per l'accumulo della produzione alternante da FER l'idrogeno è effettivamente solo una delle possibili ipotesi, nemmeno la preferita dai grandi gruppi energetici per ora. Se se ne parla non è per vantaggi economici certo, ma ambientali e di "sinergia" con la soluzione del già ricordato problema di trovare l'alternativa agli idrocarburi per trazione.

Il metanolo non prenderà mai piede, troppo pericoloso a livello di tossicità... già ora per la vendita e l'uso è necessario disporre di autorizzazioni.

CITAZIONE (Schrödinger @ 17/10/2007, 19:12)

Il metanolo non prenderà mai piede, troppo pericoloso a livello di tossicità... già ora per la vendita e l'uso è necessario disporre di autorizzazioni.

Si è vero. Ma non tanto perchè sia un veleno letale, ma per la possibilità che persone senza scrupoli lo utilizzino per adulterare le bevande alcoliche.
Il metanolo infatti è l'alcol metilico, molto simile all'alcol etilico contenuto negli alcolici, ma a differenza di questo pericoloso per il nervo ottico.
Se qualcuno ricorda il caso di Narzole di qualche (tanti) anni fa si era trattato di un furbacchione che aveva avvelenato decine di persone con un "vino" costruito con polverine, coloranti e metanolo, provocando gravi danni alla vista e anche cecità per alcuni.
Comunque in ogni caso la sua utilità è limitata a campi di applicazione precisi. Non lo vedo come sostituto dell'idrogeno. Meglio gli idruri (di Bario ad es).

Esattamente, è già successo in passato come hai detto tu... Fu un vero e proprio scandaolo, da quel giorno è stata concessa la vendita solo previa autorizzazione.

l'idrogeno non e' il toccasana di ogni problema!

ma neppure cosi' male come lo si dipinge


attualmente non vedo altri vettori possibili per la riduzione di emissioni. Allo stato attuale non riduce la dipendenza da fonti fossili (metano, per esempio). Ma ad oggi lo vedo come unico vettore che puo' permettere il passaggio graduale dal fossile a FER o altre diavolerie che usciranno domani.

il sistema energetico non puo' permettersi rivoluzioni dalla sera al mattino. Sia per problemi tecnici (parliamo di auto elettriche.... ma se domani scendessero in strada 1.000.000 di auto elettriche, la nostra rete sarebbe in grado di reggere?) che politici (comunque ci sono dei legami internazionali, che non ci piacciono ma non possono essere cancellati di colpo).

l'idrogeno potrebbe permettere la riduzione delle emissioni lasciando le porte aperte ad un lento distacco dalle fonti fossili.

Quale altro vettore ad oggi e' in grado di fare lo stesso?

CITAZIONE

Se qualcuno ricorda il caso di Narzole di qualche (tanti) anni fa si era trattato di un furbacchione che aveva avvelenato decine di persone con un "vino" costruito con polverine, coloranti e metanolo, provocando gravi danni alla vista e anche cecità per alcuni.

Ti sbagli, BE... non la cecità per alcuni.
Io lo ricordo benissimo: ci furono 22 morti, e molte decine furono quelli che persero la vista!