Le celle a combustibile


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Sostenibilità: la ricerca di energia pulita per il legame a lungo termine

Yves Martin, L'Argus de l'Automobile, 6.2.2003

Cosa avrà successo del petrolio, nel cuore delle nostre auto? Se più sistemi sono in corsa, niente viene per vincere, quindi la sfida è difficile incontrare.

Il problema dei trasporti

Diventato uno strumento indispensabile, il trasporto è cacciato dal suo nemico n 1, l'inquinamento. Infatti, la crescente produzione di anidride carbonica (C02), responsabile dell'effetto serra che provoca il riscaldamento globale, è diventata un problema ambientale. Questo è il motivo per cui molti paesi industrializzati - ad eccezione degli Stati Uniti - hanno firmato, nel 1997, l'accordo di Kyoto in cui si impegnano a ridurre la produzione C02.

Dopo questo accordo, le autorità europee hanno introdotto standard di emissione rigorosi per le automobili.

Tuttavia, limitare le emissioni di automobili non è fine a se stessa. Inoltre, come Pierre Zerlauth, coordinatore tecnico al Michelin Challenge "inquinanti locali (nota: la macchina stessa) sono meglio controllati." L'inquinamento causato dalla filiera - dallo stoccaggio alla distribuzione dell'energia utilizzata nella macchina - deve essere preso in considerazione. Questo si chiama bilancio energetico totale, vale a dire l'inquinamento "dal pozzo alla ruota".

"Dal pozzo alla ruota"

Gli studi sono stati condotti su diverse fonti di energia per determinare la più vantaggiosa nel ridurre C02 emissioni.

Tra questi, sono il GPL (gas di petrolio liquefatto), CNG (gas naturale per veicoli), energia elettrica, idrogeno (sia utilizzato come combustibile o nelle celle a combustibile).

Tuttavia, come ha sottolineato Philippe Pinchon, direttore del Centro di motori risultati energia della IFP (Istituto Francese del Petrolio): "Quando si parla di bilancio energetico, dobbiamo prendere in considerazione quattro fattori: serra , l'efficienza energetica, il costo e la disponibilità di energia. "

Questo è dove si complica! Prendiamo ad esempio il motore elettrico: il più ecologico di sempre. Secondo il metodo adottato per la produzione di energia elettrica, l'equilibrio ecologico potrebbe essere disastroso. Per esempio, un prodotto in Germania, dopo impianti termici alimentati a carbone, un saldo negativo con una produzione di grammi C02 460 per kilowattora, che è più o meno la media europea. Al contrario, l'elettricità da centrali nucleari francesi emettere solo 100 g / kWh. Il record più disastroso è quello della Grecia, dove la produzione di elettricità genera circa 900 g / kWh di C02.

Seguendo questo ragionamento, vediamo che l'uso di una cella a combustibile non è più ecologico questo.

Infatti, esistono due metodi per la produzione di idrogeno, carburante di base di una cella a combustibile: o l'aumento del veicolo, tramite un riformatore (unità che estrae idrogeno da idrocarburi) oppure proviene dal centro e distribuito come combustibile convenzionale (gassoso o liquido). Se la prima soluzione riduce la produzione di C02 emette molti altri inquinanti nocivi per l'ambiente a causa della padronanza non completa di reforming. Per questo è preferibile produrre idrogeno in un processo centrale o è meglio controllato, ma in questo caso il problema (insolventi?) Della distribuzione e lo stoccaggio di idrogeno si pone.

Facendo riferimento alle emissioni Tabella C02 di seguito, vediamo che l'impiego di idrogeno liquido offre alcun interesse.

Infatti, l'energia necessaria per liquefare il gas è importante e aumenta 50% Produzione CO2 di questo settore. Il vantaggio pertanto l'impiego di idrogeno compresso. Ancora una volta, a seconda del paese e la fonte di estrazione, i risultati variano da un estremo all'altro. In tal modo,il miglior risultato si ottiene quando la produzione di idrogeno da gas naturale utilizzando energia elettrica da centrali nucleari francesi stazioni c. Tuttavia, questa soluzione ha lo svantaggio di un prezzo cifre esorbitanti a EUR 24 29 per gigajoule (contro 7 EUR / GJ per la produzione e distribuzione di super senza piombo e 95 98 e 6 EUR / GJ per il gasolio e 13 EUR / GJ per il GPL).

La soluzione è quella di combinare diverse soluzioni per ottenere il massimo beneficio da questi corsi.

Così, la macchina che offrirebbe il miglior equilibrio tra costi, inquinamento e dell'efficienza adottare un motore diesel ibrido e motore elettrico con una batteria ad alta capacità (in grado di memorizzare un sacco di energia) e con una batteria carburante fornita al idrogeno compresso. L'auto ibrida unica venduto in Francia (nota: ancora un prezzo molto alto), la Toyota Prius è ancora molto lontano da questo raffinatezza.

Tabella comparativa delle tecnologie di trasporto (clicca per ingrandire)


diesel; Diesel FT diesel Fischer-Tropsch (diesel sintetico); dimetiletere DME (carburante sintetico); Vome esteri metilici di oli vegetali: a benzina; ETBE etil ter-butil etere (derivato dalla fermentazione di barbabietole da zucchero o di mais e olio); EtTOH etanolo; gas naturale; GPL; H2 combustibile; H2 compresso; H2 liquido; MeOH metanolo; benzina

L'allarmante aumento C02

Per un secolo, l'effetto serra tende ad imballare, causando un aumento generale delle temperature tramite un aumento di anidride carbonica (C02) nell'atmosfera. Di per sé, questo gas è responsabile per la metà di questo.

la concentrazione è maggiore C02 quarto oggi di quanto non fosse nel secolo scorso. Un livello senza precedenti di inquinamento negli ultimi anni 600 000.



Questa anidride carbonica deriva principalmente dall'uso di combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) in diversi settori: industria, energia e trasporti. Essi rappresentano più di un quarto delle emissioni C02 nei paesi industrializzati, e questa proporzione è in aumento. Le molte prospettive delineate dall'Agenzia Internazionale per l'Energia (AIE) prevedono un aumento significativo delle emissioni totali C02 nei prossimi dieci anni: tra il 31 42% e% ...

Da Rio a Kyoto, una lenta evoluzione

1992 in giugno a Rio de Janeiro, i paesi 178 50 e aziende internazionali impegnata nello sviluppo sostenibile e firmato un accordo per stabilizzare le concentrazioni di gas serra provenienti da tutte le fonti di generazione (IPOA chiamato Agenda 21). Questo accordo quadro quindi consigliato per i paesi sviluppati a ridurre i loro livelli di emissione di 1990.

Tre anni dopo, a Berlino, gli stati si sono impegnati in un nuovo processo che porta alla riduzione delle emissioni di C02. Un protocollo è stato adottato nel dicembre 1997 dopo la conferenza di Kyoto. Gli Stati Uniti non hanno firmato solo.

L'Unione europea, da parte sua, si è impegnata a ridurre la sua produzione di 8% CO2 da 2010. Questo declino sarà distribuita in base ai livelli di emissione dichiarazione in 1990 nei diversi paesi membri, la loro necessità di sviluppo e demografia. Pertanto, l'obiettivo è per la Germania una diminuzione del 21%, quello della Grecia, limitato al aumento 25%, e quello di Francia, uguaglianza.

Il parco auto è di circa 12% del totale della produzione CO2 continente artificiale, e 2% a livello globale. In 1995, una nuova auto europeo emesso 165 g / km, contro 191 g / km per un giapponese, e 260 g / km per un americano.

Nel mese di luglio 1998, il costruttori europei di automobili (ACEA) ha assunto nei confronti dell'impegno della Commissione europea. Questo include un duplice obiettivo. Inizialmente, l'Associazione si impegna a produrre vetture per il mercato europeo le cui emissioni non supererà CO2 120 g / km 2012 (un consumatore medio al 4,9 100 km). Ha poi impegnata a un livello intermedio per le auto vendute in 2008, con un livello medio di emissioni di CO2 140 g / km, un consumo medio del 5.7 100 a km.

Ulteriori informazioni sulle celle a combustibile

- Scienze articolo comparativi et Avenir
- studio CHP con una cella a combustibile


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