Considerații Privind Obținerea Hidrogenului Având la Bază Energia Solară

Rezumat

Hidrogenul solar este una dintre cele mai promiţǎtoare tehnologii cheie, care poate contribui în mod semnificativ la obţinerea unei surse de energie durabilă. Articolul prezintă succint tehnologiile de producere a hidrogenului ecologic, evidenţiând principalele caracteristici şi particularităţi ale acestora, având la bază doar apa ca materie primă şi energia solară care intervin în procesul de obţinere a hidrogenului, tehnologii inovative care au înregistrat în ultimul timp progrese semnificative în dezvoltarea sistemelor alternative de producţie a hidrogenului.

Energia reprezintă principalul element al creşterii economice durabile şi al calităţii vieţii. Datorită fluctuaţiei preţurilor petrolului, epuizării resurselor de combustibili fosili la nivel mondial, încălzirii şi poluării globale, tensiunilor geopolitice şi creşterii vertiginoase a cererii de energie, utilizarea eficientă a combustibililor fosili concomitent cu dezvoltarea diverselor energii alternative sau regenerabile au devenit obiective mult mai importante decât au fost vreodata în istorie, alături de întrebarea care devine tot mai urgentă: “ce va substitui combustibilul fosil?”.

În acest context, la nivel global, pentru o mai bună combatere a creşterii preţurilor la energie şi a dependenţei energetice externe, precum şi pentru abordarea problemei încălzirii globale, se susţine cu fermitate crearea unei pieţe energetice care ar oferi acces la energie cu preţuri mai accesibile, mai curată şi mai sigură pentru toţi utilizatorii.

Perspectiva energetică 2050 promovează un consum scăzut de energie, cu un nivel redus de emisii pentru producerea acestei energii şi pentru a combate eficient schimbările climatice, deschizând calea către un sistem energetic sigur şi sustenabil, prin susţinerea cu hotărâre a tehnologiilor noi, regenerabile şi eficiente din punct de vedere energetic. În vederea creşterii proporţiei de energie produsă din resurse regenerabile în cadrul mixtului energetic, se configurează un nou cadru, mai ambiţios, care plasează în avangardă industria energiei din resurse regenerabile şi încurajează domeniul inovării tehnologice, în special a tehnologiilor inovatoare care utilizează energie din resurse regenerabile, care nu sunt încă suficient de competitive.

Pe termen lung, soluţia poate veni de la hidrogenul obţinut cu ajutorul energiei solare, datorită avantajelor unice oferite de influenţa energiei sorelui asupra altor forme de energie pentru a produce hidrogen drept combustibil sintetic, definind una dintre cele mai promiţătoare tehnologii energetice care poate contribui în mod semnificativ la obţinerea unei surse de energie durabilă în viitor, care ar putea face posibilă tranziţia spre un sistem de energie complet regenerabil.

1. HIDROGENUL - COMBUSTIBIL SINTETIC SOLAR

Produs din surse de combustibili non-fosili, prin utilizarea diferitelor forme ale energiei alternative (solară, eoliană, hidroelectrică, geotermală, biomasă etc.), hidrogenul este considerat a fi un combustibil prim în realizarea aprovizionării cu aşa-numita “energie verde”. Astfel, sistemele care funcţionează având drept combustibil hidrogenul pot fi considerate a fi dintre cele mai bune soluţii pentru accelerarea şi asigurarea stabilităţii la nivel global. Hidrogenul este de aşteptat să joace un rol important în viitoarele scenarii energetice ale lumii, factorul cel mai important care va determina rolul specific al hidrogenului va fi probabil cererea de energie. Totodată, hidrogenul poate înlocui, într-o anumită măsură, combustibilii fosili şi poate deveni operatorul de transport energetic curat, non-toxic preferat în viitorul apropiat.

1.1. Hidrogenul - aspecte generale

Etimologic, cuvântul hidrogen este o combinaţie a două cuvinte greceşti, având semnificaţia de „a face apă”.

Principalele proprietăţi ale hidrogenului, prezentate în tabelul 1, îl recomandă drept combustibil alternativ celor clasici.

[1]. G. Badea, R.A. Felseghi, ş.a. - „Comparative study regarding the global influence of energy storage medium on autonomous hybrid systems for a building with economical energy consumption” in the Book “Computer Aplications in Environmental Sciences and Renewable Energy”, Proceedings of the 8th International Conference on Renewable Energy Sources (RES ’14) and Proceedings of the 2nd International Conference on Environmental Informatics (ENINF ’14), Kuala Lumpur, Malaysia, 23 - 25 Aprilie, 2014;

[2]. P. Charvin, A. Stephane, L. Florent, F Gilles - Analysis of solar chemical processes for hydrogen production from water splitting thermochemical cycles, Energy Convers Manage, 2008;

[3]. A. Le Gal, S. Abanades, G. Flamant - Development of mixed metal oxides for thermochemical hydrogen production from solar water-splitting; Parallel sessions book 2: hydrogen production technologies - part 1. In: Proceedings of the WHEC, 18th World Hydrogen Energy Conference, Essen, Germany, May 16-21, 2010;

[4]. I. Iordache, I. Ştefănescu - Tehnici avansate de tratare a apei şi separare a hidrogenului, Editura AGIR, Bucureşti, 2010;

[5]. I. Iordache, I. Ştefănescu - Obţinerea hidrogenului – Metode şi procedee, Editura AGIR, Bucureşti, 2011;

[6]. A. Midilli, I. Dincer, M.A. Rosen - On hydrogen and hydrogen energy strategies I: current status and needs, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Elsevier Ltd., (9) 2005, pg. 255-271;

[7]. K. Rajeshwar, R. McConnell, S. Licht - Solar hydrogen generation-toward a renewable energy future, USA: Springer Science+Business Media Boston, LLC, 2008. pg. 178-183;

[8]. C. Zamfirescu, I. Dincer, GF Naterer - Analysis of a photochemical water splitting reactor with supramolecular catalysts and a proton exchange membrane. Int J Hydrogen Energy 2011.