L'économie d'hydrogène

Les secteurs d'énergie les Etats-Unis et en Europe sont sur le tranchant de l'immense changement. De nouvelles technologies sont développées et les occasions pour des idées entreprenantes et des approches innovatrices mûrissent à un moment où onéreuses, infrastructure de vieillissement d'énergie a besoin d'amélioration.

Le monde existe actuel dans une économie de carbone. 80% de l'énergie primaire qui pilote le monde est dérivé des combustibles fossiles d'hydrocarbure ; huilez 35%, le charbon 24% et le gaz naturel 21% et 11% est contribué par des énergies renouvelables, presque toute la biomasse renouvelable. En deux derniers siècles le volume de consommation de carbone a augmenté exponentiellement avec l'industrialisation du ’ s du monde.

L'économie de carbone a donné de grands avantages économiques à l'humanité mais elle est sujette à des deux limitations. Bien que de nouvelles réserves des hydrocarbures et nouvelles technologies pour les exploiter soient découvertes toute heure, ces ressources ne sont pas sans limites. Deuxièmement, les combustibles fossiles émettent des gaz de serre chaude et d'autres polluants quand ils sont brûlés et ces émissions ont atteint des proportions dangereuses. Les solutions de rechange à l'économie de carbone sont faisables bien que l'utilisation répandue soit quelques années à l'avenir. Une économie d'hydrogène est une telle option, dans laquelle le circuit d'alimentation soutenable d'énergie du futur comporte l'électricité et l'hydrogène comme porteurs d'énergie dominants. De l'hydrogène sera produit à partir d'une base diverse des matières de base d'énergie primaire, ou à partir de l'eau en utilisant l'électricité renouvelable dans le processus. L'utilisation de l'énergie d'hydrogène réduirait des émissions de la dépendance à l'égard le pétrole et la pollution et de gaz de serre chaude provoquées par des carbones.

Le développement de l'économie d'hydrogène avancera sur deux avants. Le développement d'une autre technologie, la cellule de carburant, est essentiel à l'exploitation de l'hydrogène ; les deux sont liés. Il est important de comprendre que l'hydrogène n'est pas une source d'énergie primaire comme le charbon et le gaz ; c'est un porteur d'énergie, comme l'électricité. De l'hydrogène peut être converti en énergie par l'intermédiaire des méthodes traditionnelles de combustion et par des processus électrochimiques en cellules de carburant. Au commencement il sera produit en utilisant les systèmes d'énergie existants basés sur différentes sources conventionnelles et porteurs d'énergie primaire. À plus long terme les sources d'énergie renouvelable ont pu devenir la source la plus importante pour la production de l'hydrogène.

Les cellules de carburant utilisent l'énergie chimique de l'hydrogène pour produire l'électricité et l'énergie thermique. Une cellule de carburant est une source tranquille et propre d'énergie. L'eau est le seul sous-produit qu'elle émet si elle utilise l'hydrogène directement. Les cellules de carburant sont semblables aux batteries du fait elles se composent d'électrodes positives et négatives avec un électrolyte ou une membrane. La différence entre les cellules de carburant et les batteries est que de l'énergie n'est pas rechargée et n'est pas enregistrée en cellules de carburant pendant qu'elle est dans des batteries. Les cellules de carburant reçoivent leur énergie de l'hydrogène ou du carburant semblable qui leur est fourni. Aucune charge n'est de ce fait nécessaire.

Des cellules de carburant sont déjà utilisées dans une grande variété de produits, s'étendant des cellules de carburant très petites dans des dispositifs portatifs tels que des téléphones portables et des ordinateurs portables, applications mobiles comme des voitures, véhicules de la livraison, bus et bateaux, aux générateurs de la chaleur et de puissance dans des applications stationnaires dans le secteur domestique et industriel. Des cellules de carburant sont d'habitude classifiées dans les trois catégories ; stationnaire, portatif et mobile ou transport. Dans ces trois groupements globaux il y a des sous-catégories.

Bien qu'il y ait beaucoup de facteurs positifs dans le concept d'une économie d'hydrogène, il y a des arguments contre elle. Les avantages potentiels incluent les rendements élevés, la production d'électricité décentralisée, la sécurité de l'approvisionnement, les émissions réduites, l'exécution fiable et silencieuse, les économies d'énergie, les utilisations de multiple et les occasions pour des hybrides. En baisse il y a des défis technologiques énormes et l'investissement massif est nécessaire pour créer la capacité et l'infrastructure pour la production et la livraison de l'hydrogène. Les avantages environnementaux sont seulement aussi bons que les sources et les processus de production, et finalement il y a des technologies concurrentielles.

Les nouvelles technologies incluent l'électrification à grande échelle en même temps que les véhicules et les batteries hybrides embrochables de Li-ion dans le transport. Dans les applications stationnaires lancez sur le marché, présent distribué de production d'électricité ou de cogénération une alternative à l'hydrogène. D'autres concurrents significatifs sont un nouveau niveau des technologies de production d'électricité, telles que grand, charbon accru d'efficacité et les centrales électriques à gaz, utilisant probablement la gazéification souterraine de charbon (UCG) avec la saisie de CO2 et la mémoire (CCS), les technologies renouvelables d'approvisionnement de l'électricité que qui sont déjà répandues sur le marché (vent et picovolte solaire) ou maintenant étant commercialisé (océan et énergie de marée), et de nouvelles technologies d'énergie nucléaire. En même temps, de nouvelles technologies telles que des micro-turbines et des moteurs de Stirling sont présentées dans des applications combinées de la chaleur et de puissance. Toutes ces technologies sont dans la canalisation et ne seront pas simplement ignorées par l'hydrogène.

Pratiquement tous les pays d'OCDE traitent la recherche dans des cellules d'hydrogène et de carburant en tant qu'un important et dans la plupart des cas de plus en plus un important, l'élément de leur ordre public global et activités de planification de programme.

Un dispositif important de recherche et de développement de cellules d'hydrogène et de carburant est la participation et l'engagement particulièrement forts de l'industrie aussi bien que des gouvernements. Le gouvernement fédéral des USA propose de dépenser l'excédent $2.7 milliards les cinq années à venir en recherche et développement de cellules d'hydrogène et de carburant, et technologies des véhicules à moteur avancées. Le gouvernement de Japonais projette dépenser plus de $380 millions par année sur la recherche, le développement et la commercialisation de cellules de carburant. Le programme-cadre de point de gel - est l'instrument principal du ’ s d'EU pour la recherche plaçant en Europe et a été adopté la première fois en 1984, chacun qui dure pendant une période de cinq ans. Le point de gel 7 a un budget total de € fini 50 milliards et un certain € 275 millions est affecté aux cellules d'hydrogène et de carburant, en plus des dépenses nationales. Il ne peut pas prendre comme conclusion renoncée qu'une économie exclusive d'hydrogène émergera.

L'hydrogène vient mais il peut se composer d'un hybride des applications d'hydrogène côte à côte avec de l'énergie de combustibles fossiles, nucléaire et renouvelable conventionnelle. L'évolution finale est jusqu'ici à l'avenir et les eaux sont si inexplorées que beaucoup de variantes soient possibles. l'Islande, bien que petit, a une proportion élevée d'énergie renouvelable, principalement géothermique et est intéressant parce que le gouvernement a déterminé que le pays devrait être le premier avec une économie d'hydrogène.

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