Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

H Ενεργειακή Πρόκληση των Τεχνολογιών Υδρογόνου: Σύγχρονες Εφαρμογές & Τάσεις Θεόφιλος Ιωαννίδης Διευθυντής Ερευνών, ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Ημερίδα: Νέες ενεργειακές.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "H Ενεργειακή Πρόκληση των Τεχνολογιών Υδρογόνου: Σύγχρονες Εφαρμογές & Τάσεις Θεόφιλος Ιωαννίδης Διευθυντής Ερευνών, ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Ημερίδα: Νέες ενεργειακές."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 H Ενεργειακή Πρόκληση των Τεχνολογιών Υδρογόνου: Σύγχρονες Εφαρμογές & Τάσεις Θεόφιλος Ιωαννίδης Διευθυντής Ερευνών, ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Ημερίδα: Νέες ενεργειακές τεχνολογίες & βιώσιμη ανάπτυξη Τετάρτη 24 Φεβρουαρίου 2010 Διοργάνωση: ΠΣΧΜ & ΤΕΕ ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

2 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Δομή Ομιλίας 1. Υπάρχουσα κατάσταση 2. Ενεργειακά συστήματα 3. Ο ρόλος του Η 2 4. Η 2 – Παραγωγή 5. Η 2 – Αποθήκευση, Διανομή 6. Κυψέλες Καυσίμου 7. Προκλήσεις, Σύνοψη

3 Η μεγαλύτερη παγκόσμια πρόκληση για τις επόμενες δεκαετίες: ΕΝΕΡΓΕΙΑ Επαρκής σε ποσότητα και φθηνή (διασφάλιση της ειρήνης και της ανάπτυξης) Με ελάχιστη περιβαλλοντική επιβάρυνση Απαιτούνται τεχνολογικά άλματα για την επίτευξη του στόχου ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

4 Χρήση ορυκτών καυσίμων για κάλυψη αναγκών Περιβαλλοντικές επιπτώσεις Ασφάλεια τροφοδοσίας Μελλοντική επάρκεια ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Υπάρχουσα κατάσταση

5 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Περιβαλλοντικές επιπτώσεις(1) Οι εκπομπές CO 2 από την καύση ορυκτών καυσίμων οδηγούν σε αύξηση της συγκέντρωσής του στην ατμόσφαιρα. Αύξηση έντασης του φαινομένου του θερμοκηπίου

6 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Περιβαλλοντικές επιπτώσεις(2) Εκπομπές αέριων ρύπων από την καύση ορυκτών καυσίμων ΝΟ χ (σε υψηλή Τ: Ν 2 + Ο 2 → ΝΟ x ) VOC (Πτητικές οργανικές ενώσεις) SO x (από την καύση του περιεχόμενου θείου) CO Σωματίδια (PM) Φωτοχημικό νέφος Οξινη βροχή

7 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Ασφάλεια τροφοδοσίας(1)

8 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Ασφάλεια τροφοδοσίας (2) Τα αποθέματα πετρελαίου και φυσικού αερίου εντοπίζονται σε λίγες περιοχές, οι οποίες δεν είναι και οι μεγαλύτεροι καταναλωτές. Η γεωγραφική κατανομή των αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων επέδρασε (και επιδρά) σημαντικά στις πολιτικές, κοινωνικές και οικονομικές εξελίξεις.

9 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Μελλοντική επάρκεια(1) Σήμερα: Σήμερα: –12% του πληθυσμού καταναλώνει 54% της ενέργειας –33% του πληθυσμού δεν έχει πρόσβαση στην ενέργεια Ποιος θα είναι ο ρυθμός αύξησης της κατανάλωσης τα επόμενα χρόνια; Ποιος θα είναι ο ρυθμός αύξησης της κατανάλωσης τα επόμενα χρόνια; - Ρυθμός αύξησης πληθυσμού. - Οικονομική ανάπτυξη Κίνας & Ινδίας. - Ζήτηση ενέργειας από τον Τρίτο Κόσμο.

10 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Μελλοντική επάρκεια (2) Πότε θα τελειώσει το πετρέλαιο; “..the peak of production will soon be passed— possibly within three years”—Dave White, Chief Geologist, USGS, 1919 “the peak of production will be reached in 1989, Campbell, 1989; prior to 2000”—Campbell, 1994; Duncan, 1997;“in 2004”—Campbell, 1997; “in 2010”, Campbell, subsequently very dire consequences—most people die, we return to caves- - “Olduvai Theory”

11 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Μελλοντική επάρκεια (3) Πετρέλαιο Τρέχουσα κατανάλωση ~30 BBO / Year Αποθέματα ~891 BBO (1/1/96), 1,100 BBO (1/1/2001)— Αύξηση 15% Διαφορετικές απόψεις Το 2000, πρόβλεψη DOE για peak to 2036 Aναθεωρήθηκε το 2002 για Τα παγκόσμια αποθέματα έχουν σήμερα τη μέγιστη τους τιμή Φυσικό Αέριο: ~ χρόνια Ανθρακας: > 100 χρόνια

12 Μελλοντική ζήτηση & προσφορά BILLION BARRELS Billion Barrels of Oil Equivalent perYear (GBOE) Billion Barrels of Oil Equivalent perYear (GBOE) Natural Gas Natural Gas Hydroelectric Crude Oil Solar,Wind Geothermal Nuclear Electric 1993 Coal Decreasing Fossil Fuels New Technologies World Energy Demand ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

13 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Δομή Ομιλίας 1. Υπάρχουσα κατάσταση 2. Ενεργειακά συστήματα 3. Ο ρόλος του Η 2 4. Η 2 – Παραγωγή 5. Η 2 – Αποθήκευση, Διανομή 6. Κυψέλες Καυσίμου 7. Προκλήσεις, Σύνοψη

14 Το Ενεργειακό Σύστημα(1) Πηγές Τεχνολογίες Μετασχηματισμού Ενεργειακά Νομίσματα Τεχνολογίες Υπηρεσιών Υπηρεσίες Ανθρακας Θερμοηλεκτρική μονάδα ΗλεκτρισμόςΛαμπτήραςΦωτισμός ΠετρέλαιοΔιυλιστήριοΒενζίνηΑυτοκίνητοΜεταφορές Φυσικό Αέριο Εξόρυξη, μεταφορά ΜεθάνιοΚαυστήραςΘέρμανση Ουράνιο Πυρηνικό εργοστάσιο ΗλεκτρισμόςΚουζίναΜαγείρεμα ΑνεμοςΑνεμογεννήτριαΗλεκτρισμός Ακτίνες Χ Υγεία ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

15 “Logistic” curves Growth Pulses F: Μερίδιο Αγοράς, tce: tons coal equivalent. ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Πηγές Ενέργειας & Παλμοί Ανάπτυξης

16 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Πόσο Η 2 έχουν οι ενεργειακές μας πηγές;

17 Το Ενεργειακό Σύστημα(2) Ενεργειακά Νομίσματα (Energy Currencies) Eπιτρέπουν τη διενέργεια ενεργειακών πράξεων και διαθέτουν εξειδίκευση. Μετατρεψιμότητα Κόστος μετατροπής (προμήθεια…) Έλλειψη ενεργειακών πηγών ή έλλειψη κατάλληλων ενεργειακών νομισμάτων; Πηγές Τεχνολογίες Μετασχηματισμού Ενεργειακά Νομίσματα Τεχνολογίες Υπηρεσιών Υπηρεσίες ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

18 >10 5 TW Ηλιακής ενέργειας φθάνουν στη γη Ηλιος ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

19 ~ 10 1 ΤW Απαιτήσεις σε επιφάνεια για κάλυψη αναγκών από τον ήλιο ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

20 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Δομή Ομιλίας 1. Υπάρχουσα κατάσταση 2. Ενεργειακά συστήματα 3. Ο ρόλος του Η 2 4. Η 2 – Παραγωγή 5. Η 2 – Αποθήκευση, Διανομή 6. Κυψέλες Καυσίμου 7. Προκλήσεις, Σύνοψη

21 Άλλες Πηγές Ηλιακή Ανεμος Γεωθερμία Πυρηνική Ορυκτές Πηγές Πετρέλαιο Φυσικό Αέριο Ανθρακας Υπηρεσίες καυσίμων Μεταφορές Βιομηχανία Υπηρεσίες Ηλεκτρισμού Η2Η2 Ηλεκτρισμός Υπηρεσίες & Πηγές ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Γιατί χρειαζόμαστε το Η 2 ;

22 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Οι ανανεώσιμες πηγές εμφανίζουν χρονική διακύμανση και το ενεργειακό τους νόμισμα (ηλεκτρισμός) δεν αποθηκεύεται. Διασύνδεση ανανεώσιμων πηγών και υπηρεσιών μεταφορών.

23 Η2Η2 Ηλεκτρισμός Πλήρης Αντιστρεψιμότητα Μετατροπή με υψηλή απόδοση Κυψέλη Kαυσίμου (Fuel Cell) Ηλεκτρόλυση Η2Η2 Ηλεκτρισμός Η 2 και ηλεκτρισμός: Δύο «αδελφά» ενεργειακά νομίσματα Ο ηλεκτρισμός δεν αποθηκεύεται σε αντίθεση με το Η 2 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

24 Υδρογόνο (Η 2 ) Αέριο άχρωμο, άοσμο, 14 φορές ελαφρύτερο του αέρα Μοριακό βάρος: 2,016 Σημείο ζέσεως: -253 ο C Ενεργειακό περιεχόμενο 0,01 MJ/Lt (P=1 atm) 7,6 MJ/Lt (P=700 atm) 121 ΜJ/kg Βενζίνη ~32 ΜJ/Lt ~45 ΜJ/kg Φορείς Η 2 Η 2 Ο Ορυκτά καύσιμα Βιόμαζα ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

25 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Δομή Ομιλίας 1. Υπάρχουσα κατάσταση 2. Ενεργειακά συστήματα 3. Ο ρόλος του Η 2 4. Η 2 – Παραγωγή 5. Η 2 – Αποθήκευση, Διανομή 6. Κυψέλες Καυσίμου 7. Προκλήσεις, Σύνοψη

26 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογίες παραγωγής Η 2 1. Θερμικές Διεργασίες α. Αναμόρφωση καυσίμων C x H y O z + H 2 O = CO + CO 2 + CH 4 + H 2 Όλα τα καύσιμα μπορούν να «αναμορφωθούν» σε υψηλές θερμοκρασίες (>700 ο C) προς ένα αέριο καύσιμο πλούσιο σε Η 2 β. Θερμοχημική διάσπαση του νερού ZnO = Zn + O 2 Zn + H 2 O = ZnO + H 2 Η 2 Ο = Η 2 + Ο 2

27 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογίες παραγωγής Η 2 1. Θερμικές Διεργασίες(2) Αναμόρφωση καυσίμων Σήμερα το Η 2 παράγεται κυρίως μέσω αναμόρφωσης του φυσικού αερίου (μεθανίου) CH 4 + H 2 O = CO + CO 2 + 3H 2 (T ~ o C) CO + H 2 O = CO 2 + H 2 (T ~200 – 550 o C) Η μεθανόλη (CH 3 OH) είναι το μόνο καύσιμο, του οποίου η αναμόρφωση απαιτεί χαμηλότερες θερμοκρασίες (300 o C) CH 3 OH + H 2 O = CO 2 + 3H 2 (καταλύτες Cu)

28 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ 2Η 2 Ο = 2Η 2 + Ο 2 2Η 2 Ο = Ο 2 + 4Η + + 4e - 4H + + 4e - = 2H 2 ΔG = kJ/mol H παραγωγή 1 kg Η 2 ιδανικά καταναλώνει 33 kWh ηλεκτρικής ενέργειας Στην πράξη, συντελεστής απόδοσης: ~65-70%. Προφανώς, η απαιτούμενη ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να προέρχεται από ανανεώσιμες, CO 2 -free πηγές. Τεχνολογίες παραγωγής Η 2 2. Ηλεκτρολυτικές Διεργασίες

29 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογίες παραγωγής Η 2 3. Φωτολυτικές Διεργασίες Φωτοβιολογική διάσπαση νερού Χρήση μικρο-οργανισμών, οι οποίοι διασπούν το νερό και παράγουν Η 2 μέσω μεταβολικών διεργασιών. Φωτοηλεκτροχημική διάσπαση νερού Διάσπαση νερού μέσω απορρόφησης φωτονίων σε κατάλληλους ημιαγωγούς.

30 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Δομή Ομιλίας 1. Υπάρχουσα κατάσταση 2. Ενεργειακά συστήματα 3. Ο ρόλος του Η 2 4. Η 2 – Παραγωγή 5. Η 2 – Αποθήκευση, Διανομή 6. Κυψέλες Καυσίμου 7. Προκλήσεις, Σύνοψη

31 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογίες αποθήκευσης Η 2 1. Ως αέριο υπό πίεση Απαιτείται η ανάπτυξη νέων κυλίνδρων αποθήκευσης χαμηλού βάρους, π.χ. από σύνθετα υλικά (carbon-fiber epoxy resin), αλλά και χαμηλού κόστους. Ενεργειακό περιεχόμενο 0,01 MJ/Lt (P=1 bar) 7,6 MJ/Lt (P=700 bar) Βενζίνη ~32 ΜJ/Lt ~45 ΜJ/kg Στα 700 bar 0,03 kg/Lt

32 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογίες αποθήκευσης Η 2 2. Ως υγρό ~30% του ενεργειακού περιεχομένου καταναλώνεται για την υγροποίηση. Απαιτείται ελαχιστοποίηση της εξάτμισης του Η 2 (boil-off). Ενεργειακό περιεχόμενο ~18 MJ/Lt Βενζίνη ~32 ΜJ/Lt ~45 ΜJ/kg Ογκομετρική χωρητικότητα 0,07 kg/Lt

33 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογίες αποθήκευσης Η 2 3. Με δέσμευση σε στερεά υλικά Μεταλλικά υδρίδια LaNi 5 H 6 = LaNi H 2 NaAlH 4 = 1/3 Na 3 AlH 6 + 2/3 Al + H 2 Na 3 AlH 6 = 3NaH + Al + 3/2H 2 Eπιθυμητό «παράθυρο» λειτουργίας: ο C, 1-10 atm Χημική αποθήκευση NaBH 4 + 2H 2 O = NaBO 2 + 4H 2 C 10 H 18 = C 10 H 8 + 5H 2 6 wt.%: Στόχος χωρητικότητας (DOE) Νανοσωλήνες άνθρακα, νέα υλικά υπερυψηλής επιφάνειας, κ.α.

34 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογίες διανομής Η 2 Η τεχνολογία διανομής Η 2 (αγωγοί, φορτηγά, κ.α.) είναι σήμερα διαθέσιμη. Οι μεγάλες μονάδες παραγωγής Η 2 επιτυγχάνουν οικονομίες κλίμακας, αλλά έχουν και υψηλό κόστος μεταφοράς & διανομής του Η 2. Το αντίστροφο ισχύει για μικρές μονάδες παραγωγής. Στις ΗΠΑ υπάρχουν km αγωγών Η 2 και km αγωγών φυσικού αερίου.

35 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Δομή Ομιλίας 1. Υπάρχουσα κατάσταση 2. Ενεργειακά συστήματα 3. Ο ρόλος του Η 2 4. Η 2 – Παραγωγή 5. Η 2 – Αποθήκευση, Διανομή 6. Κυψέλες Καυσίμου 7. Προκλήσεις, Σύνοψη

36 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Κυψέλες Καυσίμου (Fuel Cells) Επιτυγχάνουν την οξείδωση του Η 2 ηλεκτροχημικά, ώστε να παράγεται ηλεκτρική ενέργεια και όχι θερμότητα κατά την οξείδωση. ΔΗ = kJ/mol ΔG = kJ/mol Ε = 1.23 V Ο ιδανικός συντελεστής απόδοσης μιας κυψέλης καυσίμου είναι 83% (237.1/285.8) Ανοδος: 2Η 2 = 4Η + + 4e - Κάθοδος: 4Η + + 4e - + O 2 = 2H 2 O

37 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τύποι Κυψελών Καυσίμου SOFC ( ο C) H 2 O CO 2 O 2 (αέρας) (CO 2 απομάκρυνση) CO 2 H2OH2O H2OH2O CO 3 2- Εσωτερική Αναμόρφωση Η 2, CO Εξωτερική Αναμόρφωση Η 2, CO Εξωτερική Αναμόρφωση Η 2, CO 2 (Απομάκρυνση CO) MCFC (650 ο C) PAFC (200 ο C) H+H+ PEMFC (80 ο C) AFC (70 ο C) H2H2 H 2 O CO 2 H2OH2O O 2- Ηλεκτρολύτης Η+Η+ ΟΗ -

38 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Κυψέλη Καυσίμου τύπου PEM (Proton-Exchange Membrane) Ηλεκτρολύτης: Μεμβράνη Nafion Ηλεκτρόδια ανόδου και καθόδου: Pt/C Διπολικές πλάκες μεταφοράς ρεύματος : γραφίτης, ατσάλι, κ.α. Θερμοκρασία λειτουργίας: ~80 ο C Tροφοδοσία: Αέριο πλούσιο σε Η 2 και χωρίς CO.

39 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Διάγραμμα λειτουργίας PEMFC Ο συντελεστής απόδοσης μειώνεται με αύξηση της παραγόμενης ισχύος

40 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Πλεονεκτήματα κυψελών καυσίμου Μηδενικές εκπομπές ρύπων Υψηλός συντελεστής απόδοσης, 30-65% ανεξαρτήτως μεγέθους Απουσία κινούμενων μερών, ήσυχη λειτουργία

41 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Η 2 & Κυψέλες Καυσίμου: Εφαρμογές Σταθερές (stationary) Kινητές – Οχήματα (mobile) Φορητές (Portable)

42 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Σταθερές Εφαρμογές Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού & θερμότητας σε επίπεδο κατοικίας, οικοδ. τετραγώνου, εργοστασίου, κ.α. Αποκεντρωμένη παραγωγή, Υψηλή απόδοση λόγω αξιοποίησης της παραγόμενης θερμότητας

43 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Εφαρμογές σε Οχήματα Κυψέλες τύπου PEM Τροφοδοσία με Η 2 ή υγρό καύσιμο και παραγωγή Η 2 on-board? The chicken and egg problem Οι αυτοκινητοβιομηχανίες δεν ξεκινούν την παραγωγή λόγω ανυπαρξίας δικτύου διανομής Η 2. Το δίκτυο διανομής Η 2 δεν κατασκευάζεται λόγω απουσίας οχημάτων Η 2.

44 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Κόστος Κυψελών Καυσίμου PEM Κόστος σήμερα: ~3.000 € / kW Για σταθερές εφαρμογές πρέπει να μειωθεί στα € / kW (* ώρες λειτουργίας) Για οχήματα πρέπει να μειωθεί στα € / kW (* ώρες λειτουργίας)

45 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Δομή Ομιλίας 1. Υπάρχουσα κατάσταση 2. Ενεργειακά συστήματα 3. Ο ρόλος του Η 2 4. Η 2 – Παραγωγή 5. Η 2 – Αποθήκευση, Διανομή 6. Κυψέλες Καυσίμου 7. Προκλήσεις, Σύνοψη

46 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Το «Αόρατο» Η 2 Σε πολλές από τις υπό ανάπτυξη τεχνολογίες, το Η 2 παράγεται και χρησιμοποιείται άμεσα εντός του συστήματος. Θεωρώντας το σύστημα ως ένα «μαύρο-κουτί», ο εξωτερικός παρατηρητής- χρήστης δεν αντιλαμβάνεται το ρόλο του Η 2 στη διεργασία. Παραδείγματα DMFC («μπαταρία μεθανόλης») Οχημα PEMFC με χρήση βενζίνης, μεθανόλης ή αιθανόλης. Το Η 2 παράγεται πάνω στο όχημα σε ειδικό επεξεργαστή και χρησιμοποιείται άμεσα στην κυψέλη καυσίμου. Γεννήτρια SOFC τροφοδοτούμενη με φυσικό αέριο. Το Η 2 παράγεται μέσω αναμόρφωσης και καταναλώνεται άμεσα από την κυψέλη καυσίμου.

47 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Pt & PEMFC Ο λευκόχρυσος (Pt) είναι το νευραλγικό συστατικό των ηλεκτροδίων στις κυψέλες καυσίμου PEM. Μια κυψέλη ισχύος 60 kW (για ένα μικρό αυτοκίνητο) περιέχει 10 1 g Pt. Η ετήσια παραγωγή Pt είναι ~10 8 g Pt. Χρησιμοποιώντας όλη την παραγωγή Pt, μπορούμε να παράγουμε αυτοκίνητα ετησίως. Επιπλέον, τα αποθέματα Pt εντοπίζονται σε λίγες περιοχές του κόσμου, με τη Νότιο Αφρική να διαθέτει πάνω από 50% των αποθεμάτων. H αντικατάσταση του Pt είναι ένα κύριο τεχνολογικό εμπόδιο και μια από τις κρισιμότερες ερευνητικές προκλήσεις.

48 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Η μετάβαση στην εποχή του Η 2 Ενδιάμεση περίοδος: (5)0 Χρήση κυρίως ορυκτών καυσίμων για παραγωγή ηλεκτρισμού και Η 2 (με CO 2 sequestration) Βio-fuels Σταδιακή διείσδυση ανανεώσιμων πηγών Κύρια περίοδος: μετά το 203(5)0 Χρήση σχεδόν αποκλειστικά ανανεώσιμων πηγών για παραγωγή Η 2 και ηλεκτρισμού

49 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Τεχνολογικές προκλήσεις Κόστος Ανθεκτικότητα, αξιοπιστία, ασφάλεια Ογκος και βάρος συστημάτων Επιστήμη υλικών (καινοτόμα υλικά), τεχνολογίες μαζικής παραγωγής, σχεδιασμός συστημάτων. Παραδείγματα Ηλεκτροκαταλύτες και μεμβράνες PEMFC Υλικά αποθήκευσης Η 2 Υλικά φωτοβολταϊκών διατάξεων Διεργασίες παραγωγής Η 2 από βιόμαζα

50 Ένα ενδιαφέρον παράδειγμα Υπηρεσίες φωτισμού Υψηλή τιμή του λαδιού φάλαινας (λάμπες φωτισμού – 19ος αιώνας) Κίνητρο για εναλλακτικές λύσεις Ανακάλυψη πετρελαίου. Ελλειψη βαρελιών ουίσκυ για αποθήκευση του πετρελαίου. Το βαρέλι κόστιζε δύο φορές περισσότερο από το πετρέλαιο που περιείχε! Λάμπα πετρελαίου vs. Λαμπτήρας πυρακτώσεως (Thomas Edison) Οι λάμπες πετρελαίου είχαν μικρή απόδοση σε φωτισμό και έντονες εκπομπές ρύπων. Ο λαμπτήρας πυρακτώσεως ήταν σημαντικά ακριβότερος, αλλά έδινε καλύτερη ποιότητα φωτισμού και μηδενικούς ρύπους. Τι θα αποφάσιζε κάποιος; 1.Να αναπτύξει ένα φθηνό φίλτρο ώστε η λάμπα πετρελαίου να μην εκπέμπει ρύπους. 2.Να στραφεί στο λαμπτήρα πυρακτώσεως, ο οποίος μέσω της μαζικής παραγωγής και της καμπύλης μάθησης, θα είναι φθηνότερος στο μέλλον. ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ

51 ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Σύνοψη Τα τελευταία 150 χρόνια έχουμε περάσει από την κυριαρχία του άνθρακα στην κυριαρχία του πετρελαίου. Σήμερα κινούμαστε προς την κυριαρχία του φυσικού αερίου και μακροπρόθεσμα στην κυριαρχία των ανανεώσιμων πηγών. Κάθε μετάβαση συνοδεύεται από βελτίωση της ποιότητας των υπηρεσιών ενέργειας. Η αειφορία προϋποθέτει τη χρήση ανανεώσιμων πηγών. Το Η 2 και ο ηλεκτρισμός είναι τα ενεργειακά νομίσματα της νέας εποχής. Όπως η μετάβαση από τον άνθρακα στο πετρέλαιο δεν έγινε επειδή τελείωσε ο άνθρακας, έτσι και η μετάβαση από το πετρέλαιο στην ηλιακή ενέργεια δεν θα οφείλεται στην εξάντληση του πετρελαίου.

52


Κατέβασμα ppt "H Ενεργειακή Πρόκληση των Τεχνολογιών Υδρογόνου: Σύγχρονες Εφαρμογές & Τάσεις Θεόφιλος Ιωαννίδης Διευθυντής Ερευνών, ΙΤΕ/ΕΙΧΗΜΥΘ Ημερίδα: Νέες ενεργειακές."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google