MOLDOVENII.MD

A doua descoperire a hidrogenului

Copiii noștri vor trăi pe planeta pe care noi am salvat-o.

Secetele și inundațiile s-au întețit, se topesc ghețarii, în locul pădurilor apar deșerturi, dispar specii întregi de animale și plante... clima se schimbă, planeta riscă se se confrunte cu foamete și noi războaie. Este această situație reversibilă? Lumea caută o soluție la această problemă. O cale este reducerea amprentei de carbon. Aceasta înseamnă renunțarea la utilizarea surselor de energie neregenerabilă în favoarea celor regenerabile.

Lăsînd o amprentă de carbon

În lumea actuală, amprenta de carbon este inevitabilă: ea este lăsată de mașina care merge pe  stradă, fumul din cazangerie aruncat spre cer, chiar și checul care se coace în bucătăria cuiva... Cu tehnologiile existente, care utilizează surse de energie neregenerabilă, problema nu poate fi rezolvată radical. Iar noi vom fi oricum nevoiți să facem acest lucru numai din cauza poluării mediului: rezervele de gaze naturale se vor epuiza peste vreo 40-50 de ani.

Informații

Amprenta de carbon reprezintă emisiile totale de gaze cu efect de seră care duc la schimbarea condițiilor climatice ca urmare a activității omului. Creșterea sa este cauzată de activitatea sectoarelor industriale și agricole, viața și activitățile fiecărui om de pe Pămînt. Gazele eliberate duc la creșterea efectului de seră. Acestea includ, în special, dioxidul de carbon (CO2), metanul…

Da, în ziua de mîine ”de carbon” ne așteaptă un viitor înfricoșător.  De aceea, "decarbonizarea" este cuvîntul-cheie în energia mondială. Oamenii de știință, societatea și guvernele țărilor dezvoltate de mult timp bat alarma. Astfel, Acordul de la Paris, încheiat la 12 decembrie 2015, își propune să reglementeze măsurile de reducere a dioxidului de carbon în atmosferă. În același an, multe state au făcut deja declarații corespunzătoare: s-au angajat ca pînă în 2030 să limiteze emisiile cu 25-40% (față de nivelul din 1990 sau chiar 2005).  Iar Germania și Marea Britanie au mers chiar mai departe: ele consideră că este posibil de redus emisiile de gaze cu efect de seră cu 80-100% pînă în 2050.

Elementul Nr. 1

Gazele naturale și produsele petroliere de mult timp își caută un succesor. Pentru acest rol foarte potrivit este primul element din  tabelul lui Mendeleev – hidrogenul, cel mai ușor gaz. La sfîrșitul secolului al XIX-începutul secolului XX, cu hydrogen se umpleau baloanele cu aer. Atunci nimeni nu s-ar fi gîndit că el ar putea înlocui gazele naturale și produsele petroliere.

El are o serie de avantaje. Iată doar cîteva dintre ele. Acesta este cel mai comun element din univers, el nu se află în pericol de a dispărea: cantitatea sa se reînnoiește în mod constant. Proprietățile H2 sînt studiate demult timp și bine, el aduce mai puține riscuri decît, de exemplu, propanul, metanul, benzina. Căldura de ardere a hidrogenului este de 120 MJ/kg. Metanul (sursă de energie neregenerabilă, care deocamdată este lider după acest indicator printre semenii săi) se află cu mult în urmă cu ale lui 56 MJ/kg. Dar asta nu e tot. Deci, la ardere hidrogenul emană doar vapori de apă. Probabil astăzi acesta este cel mai ecologic combustibil. Apropo, biocombustibilii, amoniacul sau gazul de cocos, care de asemenea, sînt atribuite resurselor energetice "verzi", la ardere emană un întreg cocktail de substanțe nocive. Mai pe scurt, dacă în proces participă hidrogenul - la revedere, gaze de eșapament!

Lumea demult a apreciat toate calitățile hidrogenului, dar astăzi el de parcă ar fi descoperit pentru a  doua oară. Guvernele din diferite țări finanțează lucrări științifice-de cercetare, pentru ca "elementul nr. 1" să-și ocupe cît mai curînd posibil locul pe piață.

A existat o tranziție decisivă a energiei mondiale la un viitor cu conținut scăzut de carbon. Prima în acest sens a fost Japonia. Ea a adoptat "strategia de hidrogen" încă în 2017.  Nici alte țări dezvoltate nu s-au lăsat așteptate: în 2019, astfel de strategii au apărut în Coreea de Sud și Australia, în 2020 - în mai multe țări europene: Olanda, Franța, Portugalia, Marea Britanie...  Pe 12 octombrie 2020, acestora s-a alăturat și Rusia.

Sur și verde

Da, hidrogenul nu este un gaz nou.  El a fost folosit și pînă acum, dar foarte limitat, însă în viitor el deja merge ca un "nou producător de energie – ecologic, accesibil și ieftin.

Desigur, nu toți vor fi de acord că hidrogenul este capabil să-și facă o astfel de carieră. De ce pînă în prezent el a fost subapreciat? Producătorul de energie este atît de ieftin și tolerant la mediu înconjurător, precum de ieftin și tolerant este sursa care îl produce.

Pînă în prezent, aceasta a fost așa-numitul "hidrogen gri" provenit din gazele naturale (adică combustibilii fosili ale căror rezerve sînt limitate).  

Sursa inepuizabilă de hidrogen este apă. Electroliza ei este un proces simplu și ecologic, dar deocamdată  consumă destul de multă energie. Costul hidrogenului ecologic "verde" obținut în acest mod a fost pînă acum înalt. Dar timpul trece, apar noi tehnologii și materiale, crește nivelul producției.  Acum "hidrogenul verde" a devenit mult mai accesibil. Apropo, la vremea lor, aceeași cale au parcurs și centralele electrice solare. Primele au fost scumpe, dar după zece ani ele nu mai aveau nevoie de sprijin guvernamental semnificativ. Costul energiei "solare" produse de ele a scăzut, ea a devenit competitivă.

Acum e rândul hidrogenului. Cu cît este mai ieftin - cu atît este mai larg domeniul său de aplicare: de la spațiu pînă la uz casnic. H2 înlocuiește cu succes gazele naturale și produsele petroliere, fără a lăsa amprentă de carbon.

Hidrogen vs petrol

 "Elementul Nr. 1" devine din ce în ce mai popular și în domeniul  transportului. Deja funcționează pe hidrogen autoturisme, mijloace de transport mici de marfă, scutere și biciclete. Cu el sînt alimentate avioanele ușoare. Începând cu anul 2018, în Germania circulă trenuri suburbane pe hidrogen. În Marea Britanie, de asemenea, a fost testat un express pe hidrogen. Aici, în general, se intenționează înlocuirea cu acest tip de transport fostele locomotive diesel "murdare" pînă în 2040. În Germania, SUA, Japonia și Coreea de Sud, există programe de sprijin a transportului pe hidrogen și el se dezvoltă repede și cu succes. Astfel, Hyundai Motor Company investește foarte mult mijloace în tehnologiile pe hidrogen. Prima mașină pe elementele de hidrogen ix35 coreenii au prezentat-o încă în 2013. Iar din 2015 a început producția în serie. Vînzările automobilului pe hidrogen Toyota Mirai au început pe 15 decembrie 2014.

O cerere în creștere pentru hidrogen există și în industrie: atît timp cît el este utilizat ca bază pentru producerea de gaze sintetice. 

Primul element poate fi folosit în industria energiei electrice: ea va deveni pe bază de hidrogen. La fel va fi și încălzirea. Reamintim că acum CET-urile și cazangeriile fac parte din top 10 antilideri, așa o amprentă semnificativă de carbon ele lasă.

La ce altceva este bun hidrogenul?  Pentru transportarea sa nu este nevoie de creat un sistem special de conducte. Sînt folosite conductele obișnuite de gaz, amestecînd hidrogenul cu gazul natural. Apropo, experții "Gazprom export" cred că în conductele moderne, cum ar fi "Nord Stream" conținutul de hidrogen poate ajunge la 70%. În nordul Marii Britanii deja se încearcă un astfel de proiect H21 North of England, care,  conform preconizelor, va reduce emisiile de dioxid de carbon cu 20 de milioane de tone pe an. Iar pentru sistemul european de transport pe scară largă, amestecarea chiar și a 20% de hidrogen, potrivit IEA, va reduce emisiile de dioxid de carbon cu 60 milioane de tone pe an (7%).

Există o mulțime de opțiuni pentru depozitarea hidrogenului – de la peșterile de sare pînă la rezervoarele de înaltă presiune. În ajutor au venit chiar și tehnologiile criogenice, care permit crearea rezervelor de hidrogen răcit lichefiat.

Un viitor frumos cu conținut scăzut de carbon

În fiecare an, lumea consumă deja 55 de milioane de tone de hidrogen. H2 concurează cu succes cu operatorii tradiționali de energie. În viitorul apropiat, Japonia și Coreea de Sud vor renunța la combustibilul cu carbon. Franța, Marea Britanie, Rusia și o serie de alte state vor produce hidrogen propriu, iar Germania intenționează să investească anual 100 de milioane de euro în studierea tehnologiei hidrogenului.  Experții cred că putem vorbi despre apariția unei noi industrii.

Probabil pe urmele acestor state vor merge și alte țări dezvoltate. Acest lucru îl demonstrează infrastructura internațională de hidrogen în curs de dezvoltare activă. Au apărut legături comerciale de parteneriat unice care leagă nu numai țările, ci și continentele. Iată doar un exemplu: Australia exportă hidrogen în Singapore, Japonia, Coreea de Sud și de acolo în Europa și SUA.

A doua descoperire a hidrogenului ne-a oferit șansa de a salva planeta pe care vor trăi copiii noștri. Principalul lucru este să reușim să sarim în "expressul de hidrogen", care deja capătă viteză.

Autor: Catruc Valerii