L'idrogeno o le auto elettriche sono migliori per l'ambiente?
Salute pubblica e ambiente
Le emissioni dei veicoli a benzina e diesel, come ossidi di azoto, idrocarburi e particolato, sono una delle principali fonti di questo inquinamento.I veicoli elettrici a celle a combustibile alimentati a idrogeno non emettono nessuna di queste sostanze nocive, ma solo acqua (H2O) e aria calda.
L'idrogeno può combattere il cambiamento climatico? L'idrogeno è un gas naturale che è anche l'elemento più abbondante nell'universo.Ha un enorme potenziale come alternativa ecologica ai combustibili fossili perché emette acqua solo quando viene bruciata.
Tuttavia,poiché le auto a idrogeno imballano densamente il loro accumulo di energia, di solito sono in grado di raggiungere distanze maggiori. Mentre la maggior parte dei veicoli completamente elettrici può percorrere tra 100 e 200 miglia con una singola carica, quelli a idrogeno possono arrivare a 300 miglia, secondo AutomotiveTechnologies.
- Se è “grigia”, inquina. Se non viene prodotto utilizzando fonti rinnovabili, l'idrogeno inquina. ...
- È un gas difficile da gestire. ...
- È meno vantaggioso dell'energia elettrica per le automobili.
Un nuovo studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature ha confermato ciò che il buon senso ha chiarito per anni:È improbabile che i veicoli a celle a combustibile a idrogeno raggiungano i veicoli elettrici a batteria– anche per camion commerciali. L'industria automobilistica è stata divisa sulle soluzioni per rimuovere le emissioni dai loro prodotti.
Come per le auto elettriche,le auto a idrogeno producono zero emissioni nocive sulla strada, ma a differenza delle auto elettriche, che impiegano molto tempo per ricaricarsi, le auto a idrogeno possono essere ricaricate con la stessa rapidità di un'auto a benzina o diesel.
Il tallone d'Achille dell'idrogeno è la densità energetica della sua produzione, che attualmente è tre volte superiore rispetto alla produzione di gasolio o benzina. Econ i governi che pressurizzano le case automobilistiche con normative sulle emissioni più severe e imminenti obiettivi sulle emissioni Euro 7, l'unica opzione praticabile è passare alla batteria elettrica.
Ma quando emesso nell'atmosfera, l'idrogeno contribuisce al cambiamento climatico aumentando la quantità di altri gas serra come metano, ozono e vapore acqueo, provocando un riscaldamento indiretto. Questo è un problema perchéla piccola molecola di idrogeno è difficile da contenere.
Ma ora gli scienziati avvertono che l'idrogeno disperso nell'atmosfera può contribuire al cambiamento climatico proprio come il carbonio.A seconda di come viene prodotto, distribuito e utilizzato, potrebbe persino peggiorare il riscaldamento nei prossimi decenni, anche se il carbonio rappresenta la più grande minaccia a lungo termine.
L'idrogeno è quindi un gas serra indiretto con un potenziale di riscaldamento globale GWP di 5,8 su un orizzonte temporale di 100 anni. Una futura economia dell'idrogeno avrebbe quindi conseguenze sull'effetto serra e non sarebbe esente da perturbazioni climatiche.
L'idrogeno è l'energia più pulita?
L'idrogeno è un combustibile pulitoche, se consumato in una cella a combustibile, produce solo acqua. L'idrogeno può essere prodotto da una varietà di risorse domestiche, come il gas naturale, l'energia nucleare, la biomassa e l'energia rinnovabile come il solare e l'eolico.
L'idrogeno è abbondante e può essere prodotto da energia rinnovabile. Contro: Questola tecnologia dell'era spaziale è costosa. Una portata accettabile richiede uno stoccaggio di idrogeno a bordo ad altissima pressione. Pochi posti per fare rifornimento.
L'idrogeno vince in termini di velocità e autonomia. I caricabatterie veloci ti danno circa l'80% in 30 minuti e ottieni ben oltre 200 miglia per carica completa. Il Mirai arriva fino a 380 miglia e farà rifornimento in 3-4 minuti.
Il potenziale dell'idrogeno come vettore energetico
Questa è la cosa interessante: è circa 10 volte più economico trasportare energia con un gasdotto dell'idrogeno che con un cavo elettrico.
Eppure l'idrogeno ha i suoi principali problemi di sicurezza.È altamente infiammabile, con un'energia di accensione 20 volte inferiore a quella del gas naturale o della benzina. Può essere innescato dai telefoni cellulari o da tempeste elettriche a chilometri di distanza.
Solo l'elettrolisi dell'idrogeno dall'acqua utilizzando l'elettricità generata da fonti rinnovabili rende il carburante completamente verde. L'idrogeno ha già perso più della metà della sua energia prima ancora di arrivare all'auto. Questo è un sistema inefficiente che spreca energia.
L'idrogeno utilizzato nelle celle a combustibile è un gas molto infiammabile epuò causare incendi ed esplosioni se non viene maneggiato correttamente. Gli incendi di idrogeno sono invisibili e se un lavoratore ritiene che ci sia una fuga di idrogeno, si dovrebbe sempre presumere che sia presente una fiamma.
Lo dicono scienziati e analistipoiché le molecole di idrogeno sono molto più piccole e leggere di quelle del metano, sono più difficili da contenere. Una volta che l'idrogeno entra nelle condutture, può indebolire i tubi metallici che possono causare crepe. L'idrogeno è anche molto più esplosivo del gas naturale, il che potrebbe creare problemi di sicurezza.
Uno dei principali argomenti contro l'idrogeno è questola maggior parte è ancora prodotta con combustibili fossili (oltre il 99%), quindi non è realmente rispettosa dell'ambiente. Il sogno è che questo passi all'idrogeno "verde" prodotto dall'elettrolisi dell'acqua, ma che spreca molta energia per l'uso automobilistico rispetto alla ricarica di una batteria.
I veicoli alimentati a idrogeno richiedono più materiali di fabbricazione rispetto alle auto elettriche, quindi, sebbene non vi siano emissioni nocive dai gas di scarico, le auto a idrogeno hanno un maggiore impatto sull'ambiente durante il loro ciclo di vita.La produzione di idrogeno è meno efficiente della produzione di elettricità.
Quali sono gli svantaggi delle auto a idrogeno?
- Estrazione di idrogeno. ...
- L'investimento è richiesto. ...
- Costo delle materie prime. ...
- Questioni normative. ...
- Costo complessivo. ...
- Stoccaggio di idrogeno. ...
- Infrastruttura. ...
- Altamente infiammabile.
A questo punto, devi rendertene contoTesla non ha intenzione di investire in celle a combustibile a idrogeno. Questo potrebbe essere il motivo per cui Toyota sta investendo nell'idrogeno e sta cercando di renderlo un'alternativa praticabile. Perché in questo modo potrebbero essere i leader in questo mercato e non dovranno competere con artisti del calibro di Tesla ed Elon Musk.
Il carburante a idrogeno è molto più efficiente della benzina, ma è anche quattro volte più costoso, più o meno equivalente a circa16 dollari al gallone.
In caso di perdita di idrogeno,il gas si dissipa semplicemente in modo innocuo. Inoltre, i serbatoi che contengono H2 hanno pareti spesse e sono progettati con cura per evitare perdite, anche dopo un incidente sostanziale. I serbatoi del Mirai, ad esempio, sono avvolti in fibra di carbonio e possono resistere a .
Con la giusta infrastruttura in atto, le auto a idrogeno potrebbero diventare un'opzione praticabile per coloro che cercano un modo pulito e sostenibile per alimentare i propri veicoli —se non ora, sicuramente in futuro.
L'idrogeno può guadagnare un elettrone e può diventare H- proprio come gli alogeni (Gruppo 17). Può anche perdere un elettrone e diventare H+ proprio come i metalli alcalini (Gruppo 1). Quindi la posizione dell'idrogeno è controversa nella moderna tavola periodica.
Poiché il processo e il sottoprodotto della produzione di idrogeno verde non emettono CO2,è visto come l'energia del futuro per il mondo per raggiungere emissioni nette zero. Ciò significa eliminare i combustibili fossili o evitare processi ad alta intensità di carbonio.
In modo cruciale,l'idrogeno può sostituire i combustibili fossili per tutti questi scopi senza emettere anidride carbonica. È un vettore energetico a zero emissioni di carbonio, proprio come l'elettricità, ma ha un vantaggio quando si tratta di decarbonizzare settori difficili da elettrificare: si pensi all'industria pesante, ai trasporti a lungo raggio o allo stoccaggio stagionale.
Ad esempio, l'idrogeno ènon tossico. Inoltre, poiché l'idrogeno è molto più leggero dell'aria, si dissipa rapidamente quando viene rilasciato, consentendo una dispersione relativamente rapida del carburante in caso di perdita.
L'idrogeno è considerato un combustibile alternativo ai sensi dell'Energy Policy Act del 1992. L'interesse per l'idrogeno come carburante alternativo per il trasporto deriva dalla sua capacità di alimentare celle a combustibile in veicoli a emissioni zero, dal suo potenziale per la produzione domestica e dal tempo di riempimento rapido e dall'elevata efficienza della cella a combustibile.
Quanto è sporca la produzione di idrogeno?
La produzione di idrogeno utilizzando carbone o gas comporta la creazione di inquinamento climatico. L'idrogeno 'grigio' e 'blu' sono prodotti attraverso un processo chiamato steam metano reforming. In poche parole, ciò comporta la separazione degli atomi di idrogeno dal gas metano. Tuttavia, questo processo rilascia anche il principale inquinante climatico, l'anidride carbonica.
L'idrogeno può anche essere utilizzato come combustibile per alimentare automobili e riscaldare edifici. Il vantaggio più importante dell'utilizzo dell'idrogeno come combustibile è che quando lo bruci, il sottoprodotto è giustoacqua. L'idrogeno può anche essere utilizzato come mezzo per immagazzinare energia e questo uso ha il potenziale per avere un grande impatto sul nostro futuro.
Infattinon c'è nulla di nuovo nell'idea di utilizzare l'idrogeno come combustibile del futuro. Le persone guidano prototipi di auto a idrogeno da decenni; parlano di questo carburante che cambia il mondo da ancora più tempo.
A differenza della maggior parte dei combustibili, l'idrogeno non produce il gas serra anidride carbonica (CO2) quando brucia: produce invece acqua. Ciò significa che la combustione dell'idrogeno non contribuisce al cambiamento climatico. La versatilità del combustibile a idrogeno crea molte opportunità per sostituire i combustibili fossili in diverse parti della nostra economia.
Può anche essere unuso inefficiente delle risorse rinnovabili. L'utilizzo di elettricità verde per produrre idrogeno nei momenti di picco della domanda, quando quell'energia potrebbe alimentare la rete e sostituire l'elettricità generata dai combustibili fossili, potrebbe comportare emissioni complessive più elevate del previsto.
Toyota ritiene che i camion a idrogeno possano offrire un rifornimento più rapido e una migliore autonomia rispetto ai veicoli elettrici a batteria. La casa automobilistica è attualmente dietro i suoi concorrenti nel mercato dei veicoli elettrici. Scommettere sul futuro dell'idrogeno è un vicolo cieco per Toyota?
Perchél'idrogeno ha una densità di energia volumetrica relativamente bassa, il suo trasporto, lo stoccaggio e la consegna finale al punto di utilizzo comportano un costo significativo e determinano alcune delle inefficienze energetiche associate al suo utilizzo come vettore energetico.
Il mercato globale della produzione di idrogeno verde èdovrebbe raggiungere i 225,55 miliardi di dollari entro il 2030, espandendosi a un tasso di crescita annuo composto del 6,4% nel periodo di previsione. Questa crescita è guidata dalla crescente domanda di combustibili più puliti e dall'espansione delle leggi governative che disciplinano la decarbonizzazione dei prodotti petroliferi.
Mentre si prevede che i prezzi del gas naturale diminuiranno verso la fine del decennio, lo stesso farà il costo dell'idrogeno verde. Secondo un rapporto all'inizio di quest'anno di Rethink Energy,il costo dell'idrogeno verde scenderà da circa 3,70 $/kg di oggi a poco più di 1 $/kg nel 2035 e 0,75 $/kg entro il 2050.
L'idrogeno non è facilmente disponibile e il costo di produzione è elevatoA differenza di altri gas, l'idrogeno non è prontamente disponibile nell'atmosfera. Richiede processi come l'elettrolisi dell'acqua per la sua produzione. Questo è un processo molto costoso e richiede tempo.
L'idrogeno è un'energia verde?
Vantaggi dell'utilizzo dell'idrogeno verde come combustibile
È un'energia pulita: L'unico rifiuto che genera è l'acqua. È un'energia rinnovabile: utilizza risorse naturali che non si esauriscono.
L'idrogeno può essere esplosivo a concentrazioni diDal 18,3% al 59%. Sebbene questa gamma sia ampia, è importante ricordare che la benzina può presentare un pericolo maggiore rispetto all'idrogeno perché il potenziale di esplosione si verifica con la benzina a concentrazioni molto inferiori: dall'1,1% al 3,3%.
L'idrogeno gassoso è molto infiammabile. Questo è il motivo per cui il pallone pieno di idrogeno si accende. Il calore sprigionato dalla candela fornisce l'energia di attivazione necessaria per la reazione che produce acqua da idrogeno e ossigeno. Questa reazione è altamente esotermica, producendo la prodigiosa esplosione.
Poiché l'idrogeno non esiste liberamente in natura ed è prodotto solo da altre fonti di energia, è noto come vettore energetico.È un combustibile a combustione pulita, e quando combinato con l'ossigeno in una cella a combustibile, l'idrogeno produce calore ed elettricità con solo vapore acqueo come sottoprodotto.
Questo è vero in una certa misura, ma non ci si aspetta che le auto alimentate a idrogeno sostituiscano i veicoli elettrici. Invece, l'idrogeno è destinato a integrare la pura energia elettrica, e c'è una buona ragione per questo: è il combustibile più pulito possibile.
È probabile che dal 2026 tutte le caldaie a gas installate dovranno essere "pronte per l'idrogeno". Ciò significherebbe che un tecnico del riscaldamento può cambiare alcune parti della caldaia per consentire alla caldaia di funzionare utilizzando il 100% di idrogeno come fonte di combustibile.
Le celle a combustibile offrono alcuni vantaggi chiave rispetto alle batterie, tra cui una maggiore densità di energia in base al peso, che consente loro di superare le attuali sfide di autonomia e peso delle batterie. Le celle a combustibile a idrogeno sono ancora più attraenti quando si tratta del loro impatto ambientale, ha osservato Gonzales.
'Nel complesso, l'idrogeno ha un costo per miglio simile a (un serbatoio di) benzina senza piombo. Il costo della ricarica rapida di un'auto elettrica come la ID. 3 è circa il 40 per cento in meno rispetto alla benzina. Quindi l'elettricità vince su quell'analisi.
Uno dei principali inconvenienti dei veicoli alimentati a idrogeno oggi è il loroalto prezzo. Il prezzo dei nuovi veicoli alimentati a idrogeno è spesso notevolmente superiore a quello delle automobili tradizionali. Ci sono 3 FCEV disponibili oggi, Honda Clarity, Hyundai Nexo e Toyota Mirai, il Mirai più economico a partire da $ 49.500.
Svantaggio:Stoccaggio e trasporto di idrogeno
L'idrogeno gassoso è altamente infiammabile e può sfuggire facilmente al contenimento. Se l'idrogeno gassoso fuoriesce dal contenimento, può corrodere i metalli.
Perché non stiamo investendo in auto a idrogeno?
Svantaggi delle auto a idrogeno:
Infrastrutture di rifornimento irregolari(solo 11 stazioni H2 aperte al pubblico britannico all'inizio del 2022) Tecnologia ancora costosa, più costosa dei veicoli elettrici a batteria. Le celle a combustibile non sono così efficienti dal pozzo alla ruota come i BEV.