Υδρογόνο: «το καύσιμο του μέλλοντος»
23 Ιουνίου 2023Το υδρογόνο, με σύμβολο το H2, είναι η πρώτη και ελαφρύτερη ουσία στον περιοδικό πίνακα. Αποτελεί δε μια καθαρά ελληνική λέξη, η οποία είναι σύνθετη και παραπέμπει ευθέως στην παραγωγή νερού (H2O), μέσα από την ένωσή του με το οξυγόνο – μια αντίδραση η οποία συναντάται σε όλες σχεδόν τις καύσεις.
Σήμερα ωστόσο, το ζητούμενο είναι η ακριβώς αντίστροφη διαδικασία: Η παραγωγή υδρογόνου από το νερό, μέσα από την (τεχνητή) ηλεκτρόλυση. Και μάλιστα, σε τέτοιες ποσότητες ώστε η γενικευμένη χρήση του θα μπορέσει να συμβάλλει αποφασιστικά στη μείωση των εκπομπών των «αερίων του θερμοκηπίου», στον περιορισμό της αύξησης της μέσης θερμοκρασίας στην επιφάνεια του πλανήτη και κατ’ επέκταση σε μια νέα ενεργειακή πραγματικότητα όπου το υδρογόνο πρωταγωνιστεί για την εξασφάλιση ενός βιώσιμου μέλλοντος.
Και κυρίως οι παραπάνω λόγοι ωθούν σε μία γραμμή πολιτική και επιχειρηματική, συντεταγμένη στην παραγωγή «πράσινου υδρογόνου» από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, σε σύγκριση με το «γκρι» και το «μπλε» υδρογόνο, που παράγονται κυρίως από φυσικό αέριο.
Παραγωγή Ενέργειας-Μεταφορές
Το υδρογόνο μπορεί να αποτελέσει το ενεργειακό ελιξίριο που θα αποδεσμεύσει τον πολιτισμό από την εποχή του υδρογονάνθρακα, του πετρελαίου και της πυρηνικής ενέργειας.
Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Σε αυτήν την περίπτωση, αντιδρά με οξυγόνο, αποδίδοντας ηλεκτρική ενέργεια και νερό. Η συσκευή που είναι υπεύθυνη για την πραγματοποίηση αυτής της αντίδρασης ονομάζεται κυψέλη καυσίμου. Μία από τις πρώτες πρακτικές εφαρμογές των κυψελών καυσίμου ήταν στα διαστημικά οχήματα. Οι κυψέλες καυσίμου με υδρογόνο έχουν δύο ή τρεις φορές την αποδοτικότητα των παραδοσιακών τεχνολογιών καύσης. Για παράδειγμα, ένας συμβατικός σταθμός παραγωγής ενέργειας με βάση την καύση παράγει συνήθως ηλεκτρική ενέργεια με απόδοση που κυμαίνεται μεταξύ 33% και 35%. Οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου είναι σε θέση να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με απόδοση πλέον του 65%.
Το υδρογόνο θα φανεί ωφέλιμο για την αποθήκευση ενέργειας. Η αποθήκευση ενέργειας είναι μια από τις κύριες προκλήσεις που θα αντιμετωπίσει ο τομέας τα επόμενα χρόνια. Οι τεχνολογίες μπαταριών εξελίχθηκαν πολύ, αλλά δεν λύνουν ακόμη το ζήτημα της μακροπρόθεσμης αποθήκευσης. Έτσι το υδρογόνο με χαμηλό βάρος, με ικανότητα αποθήκευσης και ευκολία στο χειρισμό γίνεται το σενάριο του μέλλοντος καθώς η ενεργειακή πυκνότητα των δεξαμενών συμπιεσμένου υδρογόνου είναι υψηλότερη από εκείνη της μπαταρίας ιόντων λιθίου.
Το υδρογόνο μπορεί συνδυασμένα με την μετεξέλιξη της τεχνολογίας και των υποδομών, να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση και μαγείρεμα. Μελλοντικά η εφαρμογή του στην Βιομηχανία δύναται να πολλαπλασιαστεί με ρυθμούς εντυπωσιακούς, ακόμα και σε τομείς που φαντάζει ουτοπία η χρήση του με τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα.
Ο τομέας των μεταφορών είναι πιθανώς η περιοχή όπου το υδρογόνο μπορεί να επιβληθεί. Καθώς το υδρογόνο είναι ενεργειακά πιο αποδοτικό, αυτό είναι ένα πλεονέκτημα και ειδικά για τα μεγάλα οχήματα. Για ένα φορτηγό με αυτονομία 800 χιλιόμετρα, ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου μπορεί να ζυγίζει έως και δύο τόνους λιγότερο από ένα ηλεκτρικό. Αυτό σημαίνει για το όχημα υδρογόνου μεγαλύτερες αποστάσεις και βαρύτερα ωφέλιμα φορτία.
Σε έναν τυπικό φορτιστή, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να χρειαστεί ώρες για να επαναφορτιστεί πλήρως, ενώ ένα αυτοκίνητο υδρογόνου χρειάζεται λίγα μόλις λεπτά. Επίσης, τα αυτοκίνητα με κυψέλες δεν επηρεάζονται από τις χαμηλές θερμοκρασίες.
Οι σχετικές μελέτες επισημαίνουν ότι η απανθρακοποίηση μεσαίων και βαρέων μεταφορών είναι φθηνότερη με την τεχνολογία κυψελών καυσίμου υδρογόνου παρά με την μπαταρία. Αν και ο ανεφοδιασμός με υδρογόνο έχει πολύ μεγάλο δρόμο με τις υποδομές να έχουν δρομολογηθεί με την υπογραφή σχετικής ΚΥΑ μόλις πρόσφατα (Απρίλιος 2023), από τα συναρμόδια Υπουργεία Ενέργειας και Μεταφορών.
Ουσιαστικά, διαμορφώνεται το θεσμικό πλαίσιο για την αδειοδότηση και περιγράφονται οι όροι, οι προϋποθέσεις και οι τεχνικές προδιαγραφές για την εγκατάσταση και λειτουργία αμιγών ή μικτών πρατηρίων υδρογόνου σε αέρια φάση δημόσιας ή ιδιωτικής χρήσεως, συμπεριλαμβανομένων των πρατηρίων που υλοποιούνται με εξοπλισμό ενιαίας μονάδας μέγιστης αποθήκευσης 2,5 τόνων (tn), ως προς τη διάθεση υδρογόνου για χρήση στις οδικές μεταφορές. Πιο αναλυτικά καθορίζονται:
- Oι ελάχιστες εσωτερικές και εξωτερικές αποστάσεις ασφαλείας των χαρακτηριστικών στοιχείων των εγκαταστάσεων των αμιγών ή μικτών πρατηρίων υδρογόνου δημόσιας ή ιδιωτικής χρήσεως.
- Oι όροι και οι προϋποθέσεις για την ασφαλή κατασκευή, λειτουργία, συντήρηση και επιθεώρηση των κτιριακών και ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων των αμιγών ή μικτών πρατηρίων υδρογόνου δημόσιας ή ιδιωτικής χρήσεως.
- Oι τεχνικές προδιαγραφές των κτιριακών και ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων των αμιγών ή μικτών πρατηρίων υδρογόνου δημόσιας ή ιδιωτικής χρήσεως.
Ταυτόχρονα, η Ελλάδα ευθυγραμμίζεται με τα υπόλοιπα Κράτη Μέλη στον Τομέα των οδικών μεταφορών, εντάσσεται σε χρηματοδοτήσεις και στο πλαίσιο ευρύτερων Ευρωπαϊκών Δράσεων για την προώθηση της χρήσης H2. Και σύμφωνα με τον ευρωπαϊκό σχεδιασμό (ένα πρατήριο ανεφοδιασμού κάθε 150 χιλιόμετρα έως το 2025), τίθενται οι βασικές προϋποθέσεις για την ελεύθερη κυκλοφορία των οχημάτων υδρογόνου σε όλο το μήκος του Ευρωπαϊκού Δικτύου.
Με αυτά τα βήματα λοιπόν και με τα επόμενα που θα απαιτηθούν οδηγούμαστε στη νέα εποχή και σε ένα μέλλον που οι κανόνες αλλάξανε.
Τα στελέχη της «Delta Engineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί», μέλους του Ομίλου «ΣΑΜΑΡΑΣ & ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ», παρακολουθώντας στενά τις αναπτυξιακές εξελίξεις και τις τεχνικές νομοθετικές διατάξεις και μεταβολές και έχοντας σημαντική εμπειρία ως σύμβουλοι και μελετητές ποικίλων project, είναι στη διάθεσή σας για οποιαδήποτε πληροφορία και διευκρίνιση για το παραπάνω θέμα καθώς και για ότι άλλο άπτεται και αφορά την ολοκληρωμένη τεχνική και συμβουλευτική υπηρεσία στον ιδιωτικό ή τον δημόσιο τομέα.
Σύνταξη: Στεργιανή Γ. Γάκη / Διπλ. Πολιτικός Μηχανικός, Α.Π.Θ. / Τομέας Διαχείρισης και Επίβλεψης Τεχνικών Έργων
Photo: Ανακτήθηκε 23/06/2023 από theengineer.co.uk
