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Automobili a Idrogeno

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Data: 24 lug 2006
ultima modifica: 13 mag 2009

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𝒫orto a sostegno delle mie critiche sulle automobili ad idrogeno altre fonti che esaminano la questione dal punto di vista della bilancia energetica oppure da altri lati.

Ho notato che mi scrivono molti estimatori personali di Jeremy Rifkin che definiscono questo mio scritto come "disinformazione", replico che il Rifkin non l'ho letto ma ho il preconcetto che un economista ne capisca poco di processi fisici dell'idrogeno, sono molto più propenso a credere a un pool di ricercatori che a un economista che mira a fare "girare" l'economia per formazione e per scelta.

Mi si scusi la poca stima per il Rifkin.



Ansfan, Andrea Fanelli, si è occupato della questione rendimenti in modo molto più accurato di quanto abbia fatto io, riporto quindi i dati che mi ha fornito e linko doverosamente il suo articolo sul sito della ASPOitalia che tratta dei vari tipi di veicoli alimentati a benzina, elettrici o a Idrogeno.

Da uno sguardo aprossimativo dei suoi dati mi sembra che le automobili ad Idrogeno abbiano un rendimento maggiore del 36% da me supposto su Automobili ad idrogeno (Ansfan calcola 50%*85%), inoltre la centrale termoelettrica ha maggiore efficienza (40%) del dato medio fornito dall'Enel (38%). Gli altri dati sono poco differenti da quelle usati nel mio articolo. Si potrebbero rifare i calcoli ma mancano molti passaggi intermedi da me trascurati come ad esempio in che forma l'Idrogeno si usa nell'auto e quindi tutti i rendimenti della tecnologia scelta.

Lista dei rendimenti Minimi / Ragionevoli / Massimi per le varie trasformazioni di energia (Dati forniti da Ansfan).

Operazione Da Energia A Energia Mezzo Minimo Ragionevole Massimo Note
Trasformazione Chimica Elettrica Centrale Termoelettrica 30.00% 40.00% 50.00% Attenzione al rendimento "entalpico" delle cogenerazioni, non va usato
Trasporto Elettrica Elettrica Elettrodotto 80.00% 95.00% 98.00% Vedere GRTN
Accumulo Elettrica Elettrica Accumulatore elettrico 80.00% 85.00% 90.00%
Trasformazione Elettrica Meccanica Convertitore/Motore elettrico 80.00% 85.00% 90.00%
Trasformazione Chimica (H2) Elettrica Cella a combustione 40.00% 50.00% 60.00%
Trasformazione Elettrica Chimica Elettrolisi 70.00% 70.00% 70.00%
Trasformazione
Chimica Meccanica Motore endotermico ciclo Otto 10.00% 20.00% 35.00%



Il Prof Ugo Bardi che si occupa di elettrochimica all'università di Firenze ha recentemente postato su una mailing list un suo commento relativo all'articolo «Hydrogen or electricity? A nuclear fork in the road»:
Vi segnalo questo interessantissimo articolo che arriva ad alcune conclusioni alle quali ero arrivato anch'io, ovvero che l'"economia elettrica" è un opzione parecchio migliore, meno cara e piu' efficiente, di quella all'idrogeno...Qui si parla essenzialmente di arrivarci mediante il nucleare, ma l'elettricità non si "ricorda" che cosa l'ha creata, quindi si potrebbe benissimo arrivarci anche per via rinnovabile.
Nell'articolo si dice:

L'ecologicità delle automobili a Idrogeno dipende dai metodi di produzione del gas. Queste auto che emettono solo acqua e che usano Idrogeno derivante dall'elettricità prodotta col carbone, sono attualmente molte volte più inquinanti delle auto a benzina.
Similarly, the truth about its supposed cleanliness depends upon its production heritage. A hydrogen auto using hydrogen derived from coal-fired electricity is actually several times more polluting than a gasoline-powered auto.

• che l'idrogeno, in condizioni fisiche "ambientali" ha una bassissima "densità di energia" (un sacco di volume per unità di energia).
• che è difficile da mettere e da far rimanere nelle bombole.
• che penetra nella struttura dei materiali (infragilendoli).
• che l'energia necessaria per comprimerlo/liquefarlo consuma dal 10% al 30% dell'energia che contiene.
• che il costo della distribuzione di idrogeno compresso/liquido è più alto di 15 volte rispetto al trasporto di un liquido (gasolio, benzina, metanolo ecc).
Among hydrogen’s deficits are that it is a low-energy-density gas (at standard conditions) with significant handling and containment problems. It is the smallest and leakiest of gas molecules (i.e., four times smaller and leakier than methane). It embrittles both metals and plastics. Its low normal energy density requires that it be compressed or liquefied to force it into a state of having a reasonable effective energy density for a fuel. The act of compressing or liquefying it consumes ten to thirty percent of its energy value. Simply transporting the compressed or liquefied hydrogen from points of production to fueling stations is estimated to cost fifteen times more than room-temperature liquid distribution simply due to physical volume issues associated with reinforced, high-pressure-gas tanks or insulated, liquefied-gas tanks.

Il limite è nel sistema di manipolazione dell'idrogeno e nelle celle a combustibile.
Much of the competitiveness gap lies with the core hydrogen technologies, the storage system and the fuel cells.

L'autore valuta con rendimento del 25% il passaggio da Energia elettrica della centrale elettrica all'energia elettrica prodotta dalle celle a combustibile, tenendo conto anche delle perdite per compressione/liquefazione, trasporto, perdite per tenute, ecc.
And, of course, hydrogen use ends with electricity coming out of a fuel cell. So, hydrogen use is really a loop that starts and ends with electricity. Unfortunately, the efficiency of that electricity to hydrogen to electricity loop is only twenty-five percent.

La catena totale è: [Energia elettrica (1)] > Elettrolisi > [Idrogeno Gasoso] > Compressione/Liquefazione > [Idrogeno Compresso/Liquido] > Trasporto/Accumulo/Distribuzione > [Idrogeno sul Veicolo] > Cella a combustibile > [Energia elettrica (2)] > Motore elettrico e Regolatore > [Energia meccanica per Movimento/Trasporto].

Aggiornamento 24 lug 2006: L'impianto della stazione di rifornimento di Grecciano è in grado di produrre idrogeno che consente una percorrenza complessiva annua di circa 40 mila chilometri ad una mini flotta di tre veicoli, due Fiat Multipla e un Doblò, tutti veicoli bifuel che possono funzionare a idrogeno o a benzina, messi a disposizione dalla Ilt Technology di Ponsacco, che è partner dell'iniziativa. Inoltre l'energia complessiva che la stazione usa è pari a 300 mila kilowattora annui, 110 mila sono attenuti da fonti rinnovabili quali l'eolico e il solare fotovoltaico. fonte1, fonte2
Dividendo il kilometraggio annuo per l'energia consumata dalla stazione di servizio si ha che viene consumato 7.5 Kwh/Km ovvero che si fanno 0.13 Km/Kwh.

L'energia elettrica in Italia costa all'utente finale sui 13 €cent/Kwh. Usando ottimisticamente questo dato per l'energia eolica e solare fotovoltaica si ha che la stazione di servizio a idrogeno rifornisce i suoi veicoli al costo di 1 €/Km.
In realtà il costo di 1 euro al kilometro non tiene conto delle tasse che sulla benzina sono approssimativamente del 100%. Quindi la stazione di Grecciano dovrebbe vendere il suo idrogeno a 2 € al kilometro. È sicuramente molto caro l'idrogeno e ancor di più appena si consideri che l'energia solare fotovoltaica viene pagata molto più cara dei 13 centesimi per kilowattara da me usati, altrimenti non è conveniente produrla.

Invece un'auto elettica con tutta l'energia prodotta dalla stazione di Grecciano farebbe una enormità di kilometri, per esempio la Reva Gwiz percorre 8 Km/Kwh, quindi la stazione permetterebbe di fare oltre due milioni di kilometri alla Reva e non solo 40 mila kilometri usando l'idrogeno.

Aggiornamento 13 mag 2009: L'amministrazione USA guidata da Barack Obama ha deciso un drastico taglio dei finanziamenti alla ricerca sulla mobilità fatta con l'idrogeno. Sostanzialmente rispetto all'anno 2008 sono stati stanziati solo un terzo dei finanziamenti. Le motivazioni del taglio sono problemi tecnici, incertezza dei risultati, progetto a lungo termine. Ulteriori info sullo stop ai finanziamenti sulle celle a idrogeno.

𝒜ℬ𝒞𝒟ℰℱ𝒢ℋℐ𝒥𝒦ℒℳ𝒩𝒪𝒫𝒬ℛ𝒮𝒯𝒰𝒱𝒲𝒳𝒴𝒵

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Data: 24 lug 2006
ultima modifica: 13 mag 2009
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Ultimo commento inserito da Anonimo martedì 9 ottobre con il titolo: Auto a batteria? Meglio l'idrogeno.

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