Κατεύθυνση Ευφυής Διαχείριση Ανανεώσιμων Ενεργειακών Συστημάτων
Βιβλιοθήκη Σχολής Αγροτικής Ανάπτυξης, Διατροφής και Αειφορίας

2023-03-11

2023

Θεοδοσίου Δημήτριος

Χαράλαμπος Ηλίας, Επίκουρος Καθηγητής Ενεργειακής Οικονομίας, Γενικό Τμήμα, ΕΚΠΑ
Παναγιώτης Γκόνης, Επίκουρος Καθηγητής Ευρυζωνικών Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών σε Κυψελωτά Περιβάλλοντα, Γενικό Τμήμα, ΕΚΠΑ
Ελευθέριος Τσαμπάσης, Λέκτορας Εφαρμογών, Γενικό Τμήμα, ΕΚΠΑ

Μέθοδοι αποθήκευσης περίσσιας ενέργειας από ΑΠΕ με μορφή Υδρογόνου

Ελληνικά
Αγγλικά

Μέθοδοι αποθήκευσης περίσσιας ενέργειας από ΑΠΕ με μορφή Υδρογόνου

Το Υδρογόνο αποτελεί το πρώτο χημικό στοιχείο του περιοδικού πίνακα και ο ατομικός του αριθμός είναι ίσος με 1. Συμβολίζεται με τον λατινικό χαρακτήρα Η από την λέξη Hydrogen. Είναι το ελαφρύτερο χημικό στοιχείο και αποτελείται από τον πυρήνα (πρωτόνιο) και ένα ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στιβάδα.
Αποτελεί ένα στοιχείο, το οποίο δεν μπορούμε να εντοπίσουμε από μόνο του στην φύση ως μεμονωμένο άτομο, αλλά μέσα σε χημικές ενώσεις. Μπορεί ωστόσο να παραχθεί από διαφορετικές πρωτογενείς πηγές ενέργειας και με διάφορες τεχνολογίες παραγωγής. Ως στοιχείο μπορούμε να το εντοπίσουμε σε διάφορες οργανικές ενώσεις, στο νερό, τους υδρογονάνθρακες και την βιομάζα. Αφού το παράγουμε μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ως καύσιμο για άμεση καύση σε κινητήρες εσωτερικής καύσης, είτε σε κυψέλη καυσίμων παράγωντας μόνο νερό ως υποπροϊόν. Ως καύσιμο το υδρογόνο είναι παγκοσμίως αποδεκτό ως μία περιβαλλοντικά καλοήθης δευτερογενής μορφή ανανεώσιμης ενέργειας εναλλακτική των ορυκτών καυσίμων. Έτσι, η παραγωγή του βασίζεται σε βιομηχανικές μεθόδους, κυρίως με την «αναμόρφωση» του φυσικού αερίου, και λιγότερο συχνά με την ιδιαίτερα ενεργοβόρα μέθοδο της ηλεκτρόλυσης του νερού.
Υπό κανονικές συνθήκες, το υδρογόνο βρίσκεται σε αέρια μορφή. Για την αποθήκευσή του και τη μεταφορά του θα πρέπει να συμπιεστεί σε πάρα πολύ μεγάλη πίεση ή και να ψυχθεί σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, γεγονός που αποτελεί μία από τις σημαντικότερες προκλήσεις στη διανομή του.
Το υδρογόνο δεν είναι τοξικό, ένα όμως από τα βασικά του προβλήματα έχει να κάνει με την πτητικότητά του, καθώς «δραπετεύει» ακόμα και από συμπαγές ανοξείδωτο ατσάλι! Το γεγονός αυτό καθιστά περίπλοκη την κατάλληλη κατασκευή των σωλήνων μεταφοράς του, καθώς και των δοχείων αποθήκευσής του.
Σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα, διαθέτει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα με βάση τη μάζα του, κάτι που θεωρητικά εξασφαλίζει μεγαλύτερη αυτονομία. Εντούτοις για τη μεταφορά ικανής ποσότητας υδρογόνου μέσα σε ένα ρεζερβουάρ θα χρειαστεί να συμπιεστεί σε πολύ υψηλή πίεση.
Το πράσινο υδρογόνο αναφέρεται στο υδρογόνο που παράγεται μέσω της ηλεκτρόλυσης του νερού, με την ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται στη διαδικασία να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, όπως ο άνεμος και ο ήλιος. Το υδρογόνο έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και μπορεί να αναπτυχθεί σε τομείς όπως η βιομηχανία και οι μεταφορές. Παραδείγματα της χρήσης του στις μεταφορές περιλαμβάνουν τρένα, αεροπλάνα, αυτοκίνητα και λεωφορεία που κινούνται με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου.
Θεωρείται ως ένα κρίσιμο γρανάζι στα σχέδια της Ευρωπαϊκής Ένωσης για την απαλλαγή από άνθρακα. Η ΕΕ έχει σχεδιάσει να εγκαταστήσει 40 gigawatt ανανεώσιμων ηλεκτρολυτών υδρογόνου και να παράγει έως και 10 εκατομμύρια μετρικούς τόνους ανανεώσιμου υδρογόνου έως το 2030.
Τέλος, είναι γνωστό ότι το πράσινο υδρογόνο είναι ακριβό στην παραγωγή. Παρόλα αυτά μια έκθεση της Wood Mackenzie που κυκλοφόρησε τον Αύγουστο, αναφέρει ότι το κόστος θα μπορούσε να μειωθεί έως και 64% έως το έτος 2040.

Τεχνολογία – Πληροφορική

Υδρογόνο, Αιολική ενέργεια, ΑΠΕ, Αποθήκευση Υδρογόνου, Διαχείριση ενέργειας, Ηλεκτρική Ενέργεια, Ηλεκτρόλυση, Ηλιακή ενέργεια, Κυψέλη καυσίμου, Μεταφορά Υδρογόνου, Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, Υπερπυκνωτές

Όχι

0

Ναι

64

107

Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/3294667