Vodikove tehnologije.pdf

8/16/2019 Vodikove tehnologije.pdf

1/17

Obnovljivi izvori energijei odrzivi razvoj

Vodikove tehnologije

Frano Barbir

Profesor: Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje,

Split

U principu su slabog intenziteta – rezultiraju u velikim površinama

za njihovo iskorištavanje i pretvaranje u korisne oblike energijie

Oprema za njihovo korištenje je skupa

Raspoloživi su povremeno

i s promjenjivim intenzitetom

Najviše ih ima daleko od naseljenih područja

Ne mogu se koristiti za pogon automobila, autobusa ilizrakoplova

Problemi s obnovljivim izvorima energije


2/17

Vodik je plin

1 elektron + 1 proton

bez boje, mirisa i okusa

nije toksičan

lakši od zraka

zapaljiv

najrasprostranjeniji element u svemiru

na Zemlji je prisutan samo u spojevima

(H2O, CXHY …

ŠŠtoto je je vodikvodik?? 1

1.008

VodikVodik gorivogorivo budubuduććnostinosti

Vodik nije izvor energije nego gorivoMože se proizvesti iz bilo kojih izvora energijeMože se proizvesti centralno i lokalno

Posebno je interesantna sprega vodika sa obnovljivim izvorimaenergije


3/17

Source

HFP SRA

Proizvodnja vodika iz obnovljivih izvora energije

Toplinska energija

El. energija

Vodik

Biomasa

Nuklearna energija Fosilna goriva

Mehanicka energija

CO2

Obnovljivi izvori energije

Termoliza vode Elektroliza Bio-fotoliza

Plinifikacija

Kemijska pretvorba

Foto-elektroliza



Posebno je interesantna sprega vodika sa obnovljivim izvorima energijeMože se skladištiti


4/17

Stlačeni plin

Tekući vodik

Metalni hidridi

Ostali• Aktivirani ugljik

• Ugljikove nanostrukture

• Staklene mikro kuglice

• Kemijski hidridi

1 kg vodika stlačen na 200 bara zauzima 60 litara

Vodik se može skladištiti



Posebno je interesantna sprega vodika sa obnovljivim izvorima energijeMože se skladištiti

Može se koristiti u svim primjenama umjesto sadašnjih fosilnihgoriva

Gorivne ćelije – nova tehnologija koja omogućuje proizvodnjuelektrične energije sa visokim stupnjem iskoristivosti


5/17

goriva ćelija

goriva – ona koja može gorjeti

ćelija – (i)samica u zatvoru; (ii) redovnička soba u samostanu;(iii) stanica u biologiji

gorivni članak

gorivni – koji se odnosi na gorivo

članak – (i) galvanski ili kemijski članak kao elektrokemijski uređaj ukojem se energija kemijskog procesa pretvara u električnu

energiju; (ii) električni članak kao naprava za proizvodnju

istosmjerne struje pretvorbom kemijske nuklearne, toplinske ili

svjetlosne energije u električnu

V. Kramberger, EGE 1/2009, str. 20

STRUČNA

TERMINOLOGIJA

20

Combustion• Internal combustion engines• Jet and rocket engines• Steam generation

Catalytic combustion

Hydrides applications

Electrochemical conversion• Fuel cells

TeTecchnologieshnologies for hydrogen utilizationfor hydrogen utilization


6/17

Hydrogen as transportation fuelHydrogen as transportation fuel

Hydrogen in internal combustion enginesSimple modification

Higher efficiency but lower power

Engines with fuel injection – potentially higher

power

MAN, Ford

Hydrogen in fuel cellsHigher efficiency than engines

Suitable for hybrid configurations

Demonstrations in cars and buses

SvakiSvaki proizvodaproizvodačč automobilaautomobila je je vevećć demonstriraodemonstriraoprototipniprototipni automobilautomobil nana pogonpogon gorivnimgorivnim ččlancimlancimaa


7/17

FCX Clarity

The future is already here!


8/17

BicikleBicikle ii skuteriskuteri – – ogromnoogromno trzistetrziste

Autobusi na pogon gorivnim člancima

Više od 1 milijun km napravljeno


9/17

Mali (1Mali (1--5 kW)5 kW) kogeneracijskikogeneracijski gorivnigorivni ččlancilanci zazarezidencijalnurezidencijalnu primjenuprimjenu – – demonstracijedemonstracije uu EuropiEuropi ii JapanuJapanu

GorivniGorivni ččlancilanci susu vevećć demonstriranidemonstrirani uu gotovogotovosvimsvim mogumoguććimim primjenamaprimjenama

AutomobiliAutobusiSkuteriBicikleVozila za golf terenePrimjene u svemiruZrakoploviLokomotiveBrodoviPodmorniceDistribuirana proizvodnja strujeKogeneracijaBack-up uređajiPrenosni uređajiZamjena za baterije


10/17 1


Vodik nije izvor energije nego gorivoMože se proizvesti iz bilo kojih izvora energijeMože se proizvesti centralno i lokalnoPosebno je interesantna sprega vodika sa obnovljivim izvorima energijeMože se skladištitiMože se koristiti u svim primjenama umjesto sadašnjih fosilnih gorivaGorivne ćelije – nova tehnologija koja omogućuje proizvodnju električne

energije sa visokim stupnjem iskoristivostiVodik je posebno dobro gorivo za zračni promet

Converting air transport to hydrogenParticipants

Converting air transport to hydrogenHyAir Vodik je skoro tri puta lakši od kerozinaKorištenje vodika kao goriva rezultira s 16%energetskih uštedaVodik ima povoljne sigurnosne aspekteVodik ne zagađuje okolišTupolev 155 – prvi komercijalni zrakoplovna pogon vodikom

Projekt Cryoplane – nema značajnijihprepreka za korištenje vodika – osim cijeneBoeing – prvi zrakoplov na pogonvodikovih gorivnih ćelija


11/17 1


Vodik nije izvor energije nego gorivoMože se proizvesti iz bilo kojih izvora energijeMože se proizvesti centralno i lokalnoPosebno je interesantna sprega vodika sa obnovljivim izvorima energijeMože se skladištitiMože se koristiti u svim primjenama umjesto sadašnjih fosilnih gorivaGorivni članci – nova tehnologija koja omogućuje proizvodnju električne

energije sa visokim stupnjem iskoristivostiProizvodnja vodika (iz obnovljivih izvora energije) i njegovo

korištenje nisu štetni za okoliš

Auto sa 100%

čistim ispuhom.

Tko bi to popio?


12/17 1


VodikovaVodikova ekonomijaekonomija!!

Vodik nije izvor energije nego gorivoMože se proizvesti iz bilo kojih izvora energijeMože se proizvesti centralno i lokalnoPosebno je interesantna sprega vodika sa obnovljivim izvorima energijeMože se skladištitiMože se koristiti u svim primjenama umjesto sadašnjih fosilnih gorivaGorivne ćelije – nova tehnologija koja omogućuje proizvodnju električne

energije sa visokim stupnjem iskoristivosti

Proizvodnja vodika (iz obnovljivih izvora energije) i njegovo korištenjenisu štetni za okoliš

Rezultira u trajnom energetskom sustavu neovisnom o izvorimaenergije

Sustav baziran na obnovljivimizvorima energije je održiv!

h y d

r o g e n

w a t e r

water

oxygen

o x y g

e n

environment

useful energy

h y d r o g e n

u t i l i z a t i o n

h y d r o g e n

p r o d u c t i o

n

h y d

r o g e n

w a t e r

water

oxygen

o x y g

e n

environment

h y d r o g e n

u t i l i z a t i o n

h y d r o g e n

p r o d u c t i o

n

e l e c t r i c

i t y

p r o d u c t i o

n renewable

energy

sources

renewable

energy

sources

e l e

c t r i c i t

y

IzIz sistemskesistemske perspektiveperspektive


13/17 1

Obnovljivi izvori proizvode električnu energiju

Dio električne energije se koristi za proizvodnju vodika

Vodik se može pohraniti

toplinskoopterećenje

DC potrosači

AC potrosači~

==

~

elektrolizator

spremnik vodika

==

==

FN-panel

vjetroturbina

Tijekom noći (ili po oblačnom danu) električna energija se proizvodi iz vodika

toplinskoopterećenje

DC potrosači

AC potrosači

=~

elektrolizator

H2 spremnik

==

==

FN-panel

vjetroturbina

=

=

gorivni članci

~

=


14/17 1

source

load

source

load

~=

~=

~=

=~

=~

==

==

==

DC Loads

AC Loads

ThermalLoads

==

==

solar-thermalsystemPV-panel

windturbine

electrolyzer

fuel cellH2 storage

battery

catalyticcombustor

refuelingstation

hydrogenvehicles

DrugeDruge opcijeopcije -- kompletankompletan vodikovvodikov energetskienergetski sustavsustav

reverseosmosis

sea-water

water for agriculture

Hydrogen Demonstration Project Atlas


15/17 1

Source: www.h2cars.de

U U svijetusvijetu vevećć postojipostoji stotin jakstotin jak stanicastanica zaza natakan jenatakan je vodikavodika!!

U U svijetusvijetu vevećć postojipostoji stotin jakstotin jak stanicastanica zaza natakan jenatakan je vodikavodika!!


16/17 1

On the hydrogen highway…(Santa Monica, CA; photo: Caroline Nieuwenhuis)

Vodik i obnovljivi izvori energije

Vodik se moze proizvesti iz obnovljivih izvora energije

Jedino u sprezi sa obnovljivim izvorima energije vodik rezultira u

sustavu koji omogućuje održivi razvoj

Vodik rješava problem stohastičke prirode obnovljivih izvora energije

Vodik omogućuje penetraciju obnovljivih izvora energije u sektor

transporta

Korištenjem vodika može se smanjiti uvoz nafte i plinaKorištenjem vodika iz obnovljivih izvora energije bi se smanjilo

zagadjenje okoliša i emisije stakleničkih plinova

Vodik i električna energija se nadopunjuju


17/17

wood

coal

oil

naturalgas

hydrogen

h y d

r o g e n

c o n t e n t

Industrial revolution

Automobile revolution

Information revolution

Energy revolution

Electricity revolution

Evolution of modern civilizationEvolution of modern civilization

The Alternative to a Hydrogen FutureThe Alternative to a Hydrogen Future

Documents

Vodikove tehnologije.pdf