L’Idrogeno come fonte di energia

Dopo il relativo successo dei post tradotti dal weblog di Alan Boyle, lo science editor di MSNBC.com, eccoci ad un nuovo argomento da lui presentato nei giorni scorsi: la dipendenza dall petrolio ed il modo di uscirne attraverso l’immagazzinamento dell’energia eolica nell’idrogeno. Per chi non ne fosse addentro, ricordo che l’idrogeno non è come la benzina per i motori a scoppio, ma è un vettore trasportatore di energia; per cui si deve sempre accoppiare ad un sistema di produzione dell’energia medesima; in questo articolo si parla appunto della coppia generatore eolico più idrogeno.
PS: Le traduzioni continueranno, sempre che vi piacciano. Fabrizio.

Ciò di cui l’America ha bisogno è un programma simile a quello dell’Apollo (ndt: quello che portò l’uomo sulla luna) per incoraggiare lo sviluppo di fonti di energia alternative – in parte anche permettendo ai combustibili fossili di divenire più costosi. Almeno questo è il punto di vista di un ricercatore che ha effettuato un’analisi sugli aspetti economici dell’energia eolica e dell’idrogeno.
“C’è assoluto bisogno di impegnarsi in un programma simile all’Apollo perchè, sebbene il costo di installazione delle turbine a vento sia comparabile con quello di una centrale a carbone o a gas naturale, non c’è alcun incentivo a sostituire queste ultime con l’energia eolica”, afferma Mark Jacobson, un fisico dell’atmosfera dell’Università di Stanford, in una lancio collegato ad un suo studio pubblicato su Science.
Jacobson e i suoi colleghi di Stanford, Whitney Goldsborough Colella e David Golden, hanno proposto un sistema energetico in cui le turbine eoliche sono usate per produrre elettricità a sua volta da usare in un sistema di conversione acqua-idrogeno. L’idrogeno potrà poi a sua volta essere utilizzato per le automobili di prossima generazione.


“La conversione delle attuali autovetture in macchine ad idrogeno, prodotto a sua volta dall’energia eolica, potrà salvare ogni anno tra le 3000 e le 6000 vite umane nei soli Stati Uniti, e potrebbe essere realizzato a costi per l’utente simili a quelli della benzina” afferma Jacobson.
Lo scienziato dice di non avere alcun interesse commerciale in questi nuovi sistemi – a parte la sua casa (alimentata a celle solari) e la sua macchina (l’ibrida Toyota Prius). Ma nello studio su Science, questo sistema eolico-idrogeno è risultato globalmente il miglior sistema alternativo fra altri quattro, da quello dei combustibili fossili ad uno con l’idrogeno prodotto con il gas naturale (metodo attualmente molto in uso) o con il carbone.
Il team di Stanford arriva ad un costo dell’idrogeno che va da 1,12$ ad 3,20$ per energia equivalente ad un gallone di benzina/diesel (ndt: da 0,23€ a 0,67€ al litro). Ma afferma anche che la benzina ha un costo nascosto da 0,29$ a 1,80$ al gallone (ndt: da 0,06€ a 0,38€ al litro) per i danni collaterali alla salute e l’elevato inquinamento ambientale. Quindi lo studio presenta un costo effettivo per gallone dei combustibili fossili da 2,35$ a 3,99$ (ndt: da 0,50€ a 0,83€ al litro), di gran lunga superiore a quello dell’idrogeno ottenuto con l’energia eolica (ndt: la benzina è in generale molto più economica negli Stati Uniti; costa all’incirca 50-60 centesimi di Euro al litro).
Il problema rimane il notevole investimento iniziale. Per Jacobson l’infrastruttura per un sistema eolico di produzione dell’idrogeno può arrivare a costare fino a 20 miliardi di dollari, il costo del gasdotto tra l’Alaska e gli Stati Uniti continentali. Cioè circa un quinto del costo equiparato ad oggi del programma Apollo, secondo le stime dell’analista di astronautica di NBC, James Oberg.
Jacobson è inoltre del parere che i costi del combustibile fossile debbano riflettere i reali “costi sanitari ed ecologici”, che significherebbe la fine dell’attuale sistema di regolamentazione ambientale. Questa pubblicazione su Science rappresenta un notevole passo in avanti in questo tipo di analisi, e Colella ha uno studio simile in preparazione per il Journal of Power Sources. Insomma c’è una discussione molto accesa sul bilancio energetico, sulla fine dell’economia basata sul petrolio, sui cambiamenti climatici e sulle prospettive di aumento di produzione proveniente dall’energia nucleare.
Per ulteriori analisi sulle alternative energetiche consultate il report Green Machines e leggete anche l’articolo dello scorso anno sull’odissea dell’energia ad idrogeno del collega Miguel Llanos.

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33 Comments

  1. post molto interessanti.
    adesso me lo leggo con calma, anche i link che hai inserito nel pezzo.

    se ne hai il tempo, continua!

    P.

  2. Non vorrei fare il Signor Precisini, ma come si evince dal contenuto del post, l’idrogeno non è una “fonte” energia, in quanto per essere prodotto necessita di più energia di quanta ne fornisce. E’ un vettore energetico, ma non una fonte di energia. Il titolo del post è quindi un po’ fuorviante.

  3. @ ishmael: non c’era bisogno che facessi il precisino perché si capisce dalla lettura del post. E’ un po’ anale come comportamento.

    Mi pare che la difficoltà nel realizzare una combinazione energia eolica-idrogeno è nella volontà delle lobby petrolifere e delle compagnie automobilistiche. Quanto costerebbe una riconversione dal motore a scoppio a quello all’idrogeno? Come è possibile che una compagnia petrolifera rinunci al potere del petrolio?

  4. Non so che numeri abbia lo scienziato ma a me risulta che fare andare le automobili ad idrogeno ricavato dal vento non sia quantitativamente possibile. Si consumano in Italia 39 miliardi di litri di gasolio e benzina e il vento off shore e in shore in Italia è una frazione di quello necessario per fare l’idrogeno necessario. Credo che in USA la situazione non sia diversa, forse la Colombia con i suoi 200Twh di vento all’anno stimati e le sue poche auto può permetterselo.

    Di solito in questi conteggi si pensa di ricavare il grosso dell’idrogeno dal petrolio o dal nucleare. Quindi a mio avviso sospetto una forma di propaganda pro idrogeno.

  5. @stalker:
    non avevo notato che nell’abstract scritto in piccolo la cosa è precisata subito, ma non mi sembra eccessivamente ‘anale’ far notare come il titolo di un testo sia in contraddizione col contenuto :-)

  6. sarà anche anale, però non è male : precisare che l’ idrogeno è un vettore, e che bisogna produrlo, e che questo ovviamente costa più energia di quanta ne produce, e che – si passa alla seconda fase anale, quella di sandro – bisogna pure produrlo, è meglio dirlo due volte, piuttosto che una. Poi il titolo è fuorviante, ed infatti ho letto per questo, e dopo l’ abstract ho capito.

    Ma soprattutto una cosa : l’ idrogeno sembra la favola bella dell’ aerosol dei tubi di scarico di grillo : quell’ idrogeno, per essere prodotto, probabilmente non aveva usato vento..

    Ecco, che forse quello che sfugge è che al momento l’ idrogeno costa, e mi sembra più una bolla speculativa tipo internet per gli economisti più che altro. Ha interessanti prospettive, sicuramente, ma troppo spesso purtroppo è presentato come la pentola d’ oro alla fine dell’ arcobaleno. Ecco, c’è, è una realtà, però non è proprio tutto oro quel che luccica, secondo me, al momento attuale.

    Scusate la fase anale.

  7. Barynia, “anale” mi sembra sia usato come traduzione letterale dell’inglese “anal”, che ha un significato ben preciso. Non è una battuta (o non dovrebbe esserlo se interpreto bene).

  8. Purtroppo l’idrogeno è anche l’unica alternativa che abbiamo, e per quanto possa costare non credo sia più prezioso della salute globale del nostro pianeta. Quando tutti i cinesi e tutti gli indiani avranno ottenuto, com’è giusto che sia, anche loro un’automobile, voglio vedere se il problema non lo dovranno mettere in agenda anche gli idrogeno-scettici.
    Ovviamente, poi, c’è l’alternativa Rifkin, che mi sembra interessantissima: una macchina che, grazie all’energia che produce in moto, sintetizza idrogeno dall’acqua.
    E poi parliamoci chiaro: se ci fosse la volontà, le industrie potrebbero accordarsi tra loro per effettuare la conversione entro una ventina d’anni.
    E’ questa l’ottusità che non capisco: farebbero affari d’oro comunque, e anzi potrebbe partire un vero e proprio boom del ricambio del parco macchine globale, e contenti tutti: industriali, operai, natura e cittadini, me compreso, che respirano tutta ‘sta merda.

  9. “d’accordo, accolgo il tuo sapere.ma se rido che male vi fo?”.

    Come sarebbe più felice il mondo se tutti la prendessero così… ;-)

    Grande Barvnia!

  10. Barynia: assolutamente niente a me, anzi! E’ solo che se un inglese ti dovesse parlare del tuo/suo comportamento “anale”, non dovresti prenderla male. O fraintendere ;)

  11. “d’accordo, accolgo il tuo sapere.ma se rido che male vi fo?”.

    Come sarebbe più felice il mondo se tutti la prendessero così… ;-)

    Grande Barvnia!

  12. ma io al momento ho a che fare solo con tedeschi e non la prenderei male in alcun caso.

  13. aspetta, sembra troppo sborone, come non voleva essere : intendo dire, al momento l’ idrogeno comunque si produce con energie convenzionali, cioè non è la pentola d’ oro dell’ aerosol. Il problema su cui si vuol lavorare, da quel che so, è migliorare l’ efficienza della sua produzione. Il fatto poi di concentrare l’ inquinamento nei soli luoghi di produzione, certamente più adatti allo smaltimento e al filtraggio di una marmitta scassata, è di certo un inizio. Ma, a mio avviso, vi è una sovrastima dell’ idrogeno. Non sono un idrogeno.scettico, anzi, però c’è molta strada da fare e il rischio è di incanalare tutti gli sforzi di ricerca -leggi:finanziamenti- in una strada sola. Tutto qui.

  14. aspetta, sembra troppo sborone, come non voleva essere : intendo dire, al momento l’ idrogeno comunque si produce con energie convenzionali, cioè non è la pentola d’ oro dell’ aerosol. Il problema su cui si vuol lavorare, da quel che so, è migliorare l’ efficienza della sua produzione. Il fatto poi di concentrare l’ inquinamento nei soli luoghi di produzione, certamente più adatti allo smaltimento e al filtraggio di una marmitta scassata, è di certo un inizio. Ma, a mio avviso, vi è una sovrastima dell’ idrogeno. Non sono un idrogeno.scettico, anzi, però c’è molta strada da fare e il rischio è di incanalare tutti gli sforzi di ricerca -leggi:finanziamenti- in una strada sola. Tutto qui.

  15. fabrizio, per carità, nulla da dire e nulla di male, figurati ! per quanto mi riguarda volevo solo aggiungere una nota di realismo a quella che a me pare una sopravvalutazione del mezzo, al momento, e su cui mi sembra vi sia una vera e propria moda, però crederei maggiormente a una normale e naturalissima svista piuttosto che a una licenza poetica, in un post scientifico.. ;-)

    Fra parentesi, il professore avrà fatto studi sull’ idrogeno per ottenere più facili finanziamenti e risonanza mediatica, oltre che pubblicazioni scientifiche.. Vabbè, voi direte, è naturale.. però molti tirano il collo alla gallina pur di farsi tornare i risultati.. Un altro tema caldo sono le nanotecnologie : vi sono scienziati che pubblicano lavori che non sono assolutamente dimostrati : alle conferenze, interrogati ed assaliti dai colleghi che non riescono a riprodurre i fenomeni, si tengono sul vago.. Però, magari, il loro lavoro è già bello e pubblicato e pubblicizzato.. Ecco, tanto per dire che l’ arte di arrangarsi c’è ovunque e che tutti tirano acqua al loro mulino, e che se i soldi vanno da una parte sola, anche la ricerca rischia di andare da una parte sola..

  16. Blu (et al.). La questione non è semplice e quello che si voleva dire è che forse c’è un modello economico che potrebbe funzionare; perchè questo è l’unico argomento che capiscono al di là dell’atlantico.
    Poi c’è una cosa che nessuno dice, ma che nei centri di ricerca si sa: ste macchine a idrogeno producono h2o. Però per motivi termici, sarebbe in vorma di vapore, e pure in quantità consistenti. Ora, il vapore acqueo È tre volte più efficiente della co2, come gas serra.

  17. Fabrizio, io sono il primo ad apprezzare i tuoi post. E’ che se uno è all’ oscuro di tutte le problematiche rischia di averne una lettura diversa, e magari di credere che basti un po’ di volontà per avere tutto il mondo felice e ad idrogeno e tutto profumato e senza inquinamento, non so se capisci, un po’ come ai tempi della bolla internet bastava mettere papapapaNET.com in borsa e il titolo andava alle stelle. Ecco, io vedo un idrogenentusiasmo che mi lascia un po’ perplesso e, soprattutto, quest’ idea diffusa che siccome l’ idrogeno con l’ ossigeno forma dell’ acqua, allora è pure tutto pulito ed è facile da produrre.. Ecco, è questo che temo. Ti invito comunque a continuare ne tuoi bei post di approfondimento scientifico, che leggo anche se non sempre commento. E’ che c’è stata la questione anale che mi ha divertito.. ;-)
    Questo per dire che non si critica, in questo caso, ma si commenta, appunto, forse inutilmente e a sproposito, ma di certo solo con un sorriso. Ciao !

    ps scusa i doppi invii ma ho qualche problema con i commenti.. eventualmente cancella pure i ridondanti.. ;-)

  18. La produzione dell’idrogeno pulito viene fatta per elettrolisi con una efficienza intorno al 75%, quindi molto buona, si butta nel cestino solo un quarto dell’energia elettrica.

    Poi c’è il trasporto dell’idrogeno che è un problema molto complesso e non risolto, comunque si butta via altra energia a seconda della tecnologia che sarà scoperta.

    Poi c’è il rendimento delle celle a combustibile che va dal 80% al 40%. Si usano spesso le celle con rendimento del 40%, in tal caso si butta via un altro sessanta percento di energia.

    Poi c’è il rendimento dei motori elettrici nella macchina a idrogeno 90%, quindi si butta via un altro dieci percento.

    Alla fine dell’energia del vento messa dentro le macchine a idrogeno rimane una modesta percentuale.

    Io ritengo che il futuro senza petrolio sia di veicoli leggeri (bici e motocicli) alimentati direttamente a elettricità attraverso batterie.

  19. Si l’idrogeno ha un sacco di problemi da risolvere… Infatti, l’articolo incomincia con “[c]iò di cui l’America ha bisogno è un programma simile a quello dell’Apollo”… Io interpreto questo con l’idea che ci vuole una spinta eroica (un afflato) che spinga ricerca e tecnologia ad investire energie per iniziare a risolverle tutti i problemi paventati nei commenti. Ma soprattutto qualcosa per emozionare a tal punto la gggente e smuoverla alla partecipazione. Tuttavia, finché l’idrogeno significherà la fine della nostra dipendenza dal petrolio, ecco temo che non ci sarà nessun programma Apollo per l’idrogeno che ci farà appassionare.

  20. Sandro, se magari avessi messo anche il rendimento dei motori a ciclo Otto o Diesel nel tuo commento, il fatto che la benzina viene raffinata dal petrolio e che la distribuzione del carburante attuale non è che scherza come complessità, sarebbe stato chiaro che in realtà i sistemi ad idrogeno sarebbero più convenienti.
    Fatto salvo il discorso non banale degli investimenti iniziali.

  21. @fabrizio: so che tu sapevi, ed infatti l’hai scritto, era solo che magari un lettore frettoloso e superficiale avrebbe potuto rafforzare le convinzioni sbagliate secondo le quali l’idrogeno può sostituire tutte le fonti energetiche non rinnovabili, come se nulla fosse.
    In caso non si fosse capito, ho apprezzato molto l’articolo e spero che ne seguano altri :-)

  22. > Sandro, se magari avessi messo anche il
    > rendimento dei motori a ciclo Otto o Diesel nel
    > tuo commento,

    I numeri sono vari ma viene preso di solito un rendimento energetico del 18% (comunque ho visto anche un 20-30%), si pensa che si riuscirà ad avere un rendimento per l’idrogeno superiore a quello dei motori termici.

    > il fatto che la benzina viene
    > raffinata dal petrolio e che la distribuzione
    > del carburante attuale non è che scherza come
    > complessità, sarebbe stato chiaro che in realtà
    > i sistemi ad idrogeno sarebbero più
    > convenienti.

    Scusa ma non ho compreso che ragionamento tu voglia fare. Se devo dare retta all’apparenza del tuo discorso e cioè che il petrolio ha un rendimento paragonabile a quello dell’idrogeno allora dissento completamente.

    L’idrogeno ricavato dalle rinnovabili è un decadimento di una forma di energia nobile (l’energia elettrica) in una energia di seconda categoria come l’idrogeno.

    Per essere chiari faccio un esempio: Se installo un pannello solare e ricarico delle batterie che poi metto su un’auto elettrica ho rendimenti altissimi, non butto via quasi nulla dell’energia elettrica prodotta col fotovoltaico. Se invece degrado tale energia in idrogeno allora butto via gran parte dell’energia nobile.

    In genere l’energia nobile (elettricità) è scarsa e quindi trasformarla in idrogeno e fare competere quntitativamente l’idrogeno con una energia non nobile come il petrolio che è presente sulla terra in grandi quantità, non è ragionevole.

    Sto dicendo che non è ragionevole mettere idrogeno sulle auto dove prima c’era il gasolio. Poi se pensiamo di produrre l’idrogeno col nucleare allora si presenta il problema della scarsità di uranio 235, se lo facciamo col carbone abbiamo forti sprechi di energia, non mi pare che il problema sia facilmente risolvibile. Questo non lo dico solo io ma sono in molti a sostenerlo.

  23. La società norvegese per la quale lavoro ha inaugurato lo scorso anno una stazione sperimentale in un piccolo paesello (10 case) sulla costa norvegese.
    Il progetto consiste in un generatore eolico (un mulino praticamente) che in determinate condizioni riesce a produrre energia elettrica in sovrappiù rispetto alle necessità del paese. Questo sofrappiù di energia viene utilizzato in una cella elettrolitica per produrre idrogeno dall’acqua. Nei momenti di calma di vento l’idrogeno così prodotto viene inviato ad una serie di celle a combustibile per produrre energia.

  24. …nello studio su Science, questo sistema eolico-idrogeno è risultato globalmente il miglior sistema alternativo fra altri quattro, da quello dei combustibili fossili ad uno con l’idrogeno prodotto con il gas naturale (metodo attualmente molto in uso) o con il carbone…

    Signori, i miei complimenti: probabilmente Macchianera rappresenta un esempio più unico che raro, nel campo della blogosfera, dato che nel giro di due decine di commenti nient’affatto pedanti s’è toccata la parte più molle e delicata del problema.

    In particolare, Sandro Kensan l’ha detta giusta nei calcoli di rendimento, anzi è stato sin troppo generoso.
    Al proposito, resta solo da aggiungere che il buon caro vecchio cavaccio di rame per portare l’energia dalla turbina eolica all’utente finale rappresenta un’alternativa talmente semplice e conveniente da sembrare imbarazzante.

    @Marco T:
    anche dai noi s’è provato a partire dai piccoli paesini fuori mano, che rappresentano un sistema quasi autoalimentantesi in contesto di energie alternative (quindi una situazione pressocché ideale, rispetto ad una vera _DIFFICILE_ economia basata sull’idrogeno). Come sicuramente saprai, il problema è che nessuno ha messo manucce sulla parte normativa della faccenda, ed al momento il problema non si riesce neanche a porre con la dovuta serietà.

    Nel frattempo, fate anche voi una piccola ricerca del termine “hydrogen economy” nel database di “Science Direct”. Noterete che, come tutte le “mode”, la voce è in calo gaussiano, considerando gli anni addietro.
    Non è un caso.

  25. Non richiedendo forza di gravità, carburant, condizioni meteorologiche ed interventi esterni, mi sembra ottimale anche per le astronavi

    Oltre che ovviamente degli aerei

    @ DEOBUONO

    Centrale a vento magnetico, uno dei 40 modi proposti da schiett i per produrre free energy

    Prendete un normale ventolone eolico.

    Apportate delle leggere modifiche.

    sostituite la pala con una semplice sbarra ultraleggera in alluminio ed al vertice mettete del materiale ferroso sensibile magneticamente

    Attorno alle ventole, esternamente, mettete una ruota di magneti elettrici disposti come lucine di natale

    Quando si spegne uno si accende quello successivo e così via

    ne vanno accesi tre contemporaneamente in corrispondenza delle 3 estremità delle pale sensibili magneticamente

    nel momento che si accende quello successivo, la pala sarà attratta e si muoverà

    Nello stesso istante che la pala raggiungerà il magnete successivo, si spegnerà, e si accenderà quello ulteriormente successivo

    Più grossa sarà la ventola, maggiore sarà la leva imposta dal suo movimento

    L’energia necessaria per far funzionare i magneti, a seconda delle dimensioni delle pale, sarà 5-10-15 volte inferiore da quella prodotta dalla turbina

    AUMENTANDO IL DIAMETRO DEL CERCHIO, INEVITABILEMNTE SI ARRIVA AL PUNTO DI ROTTURA DELL’INERZIA, E QUINDI IL MAGNETE RIUSCIRà A MUOVERE LA PALA PERCHè AUMENTA LA LEVA SU QUELLA PALA

    UNA VOLTA CHE LA RIESCE A MUOVERE, AUMENTANDO LA VELOCITà DI ACCENSIONE DEL MAGNETE SUCCESSIVO AUMENTA ANCHE LA VELOCITà DI ROTAZIONE DELLE PALE E LA PRODUZIONE DI ENERGIA, RIMANENDO FERMO IL CONSUMO A QUELLO DI 3 MAGNETI ELETRCI

    Non c’è dubbio che funzioni, aumentando il braccio della leva (i diametro del cerchio, la lunghezza delle pale) ad un certo punto sarà sufficiente anche un solo grammo per ruotare le pale.

    E se le pale ruotano aumentando la velocità di accensione de magnete successivo, aumentano la velocità di rotazione.

    FREE ENERGY, SCHIETT I è IL PIù GRANDE GENIO DELA STORIA

    (PER GLI UCCELI BASTA METTERE DAVANTI ALLE PALE UNA RETE TIPO QUELLA DEI CAMPI DA TENNIS, QUELLE VERDI RETTE DA PALE… COME NON FANNO USCIRE LE PALLE DA TENNIS, NON FANNO PASSARE GLI UCCELLI)

  26. cosa è una bottiglia magneto.elettrolitica

    il campo magnetico localizzato è capace di diminuire
    le forze che tengono uniti gli atomi di idrogeno all’ossigeno
    per il semplice motivo che l’ossigeno è paramagnetico .
    Diminuita la forza di legame la molecola rilascia per
    elettrolisi idrogeno .
    quali sono i vantaggi di questa macchina magneto.elettrolitica :
    rilascia una grossa quantita di idrogeno con poco dispendio di
    energia elettrica .
    non esiste il bisogno di creare una rete di distribuzione di
    idrogeno come per la rete petrolifera basta avere un po di acqua
    di rubinetto nel proprio garage per riempire la bottiglia
    magneto.elettrolitica e quindi inserirlo nel serbatoio della macchina –
    il problema è se la fiat per ragioni burocratiche non è
    in grado di modernizzarsi .
    Riguardo i pericoli as esempio scoppio delsersatoio di idrogeno
    oppure uso di idrogeno per attentati terroristici ,
    è semplice basta creare un serbatoio dove contenere l’acqua è
    trasformarla in idrogeno solo la quantita che si brucia .
    Se qualcuno vorrebbe manomettere l’apparecchio che produce
    idrogeno , automaticamente si blocca .

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