24 יתרונות וחסרונות של דלק מימן

אין תגובות

מים וחשמל מיוצרים כתוצרי לוואי של האינטראקציה הכימית בין גז מימן וחמצן בתוך תא דלק, המניע תאי דלק מימן.

בעוד שרבים האמינו שכוח המימן יעורר א מהפכת האנרגיה הנקייה בשנות ה-1990 ותחילת שנות ה-2000, העולם החדש של אנרגיית המימן מעולם לא התממש. תשתית מהווה חסם משמעותי לרוב מקורות האנרגיה החדשים.

עלות הייצור הגבוהה, יעילות הייצור והייצור הנמוכה וצרכי ​​אחסון ושינוע מאתגרים מנעו תאי דלק מימן משימוש נרחב במכוניות צרכניות.

עבור אלה שיכולים להרשות לעצמם את התשתית הדרושה כדי לתמוך בו, תא הדלק המימן הגיוני יותר עבור יישומים תעשייתיים. היתרונות והחסרונות של שימוש בתאי דלק מימן להנעת ציוד לטיפול בחומרים יידונו במאמר זה.

יתרונות וחסרונות של דלק מימן

S / לא.היתרונות של דלק מימןהחסרונות של דלק מימן
1.צדדיות של שימוש
תאי דלק מימן יוכלו לספק אנרגיה למגוון יישומים נייחים וניידים ככל שהטכנולוגיה תתפתח.
כלי רכב המונעים במימן הם רק דוגמה אחת; מוצרים קטנים יותר כמו מוצרי בית ומערכות חימום בקנה מידה גדול יותר יכולים גם להשתמש במימן.
בניגוד להספק המבוסס על סוללות, אשר מדרג את ההספק באופן ליניארי עם מסה, קיבולת אגירת האנרגיה (כלומר מיכל הדלק) וגודל המנוע מנותקים בתחנות כוח ICE, ומציעות חופש עיצובי משמעותי.		מיצוי מימן
היסוד הנפוץ ביותר ביקום, מימן, הוא גז אינרטי שצריך להפיק ממנו פחמן. דלקים מאובנים או מוחזר ממים על ידי אלקטרוליזה.
שתי הפעולות הללו דורשות כמות משמעותית של אנרגיה כדי להשלים.
בנוסף להיותה יקרה, אנרגיה זו עשויה להיות גדולה מזו המתקבלת מהמימן עצמו.
יתר על כן, מיצוי זה מצריך בדרך כלל שימוש בדלקים מאובנים, מה שפוגע בסמכויות הסביבתיות של המימן בהיעדר CCS.
2.זמני שימוש ארוכים
יעילות גבוהה יותר של זמן שימוש מסופקת על ידי תאי דלק מימן.
רכב מימן יכול לנסוע 300 מייל, שזהו מרחק כמו רכב דלק מאובנים.
זה טוב יותר ממה שכבר מספקים כלי רכב חשמליים (EVs), שמפותחים עם יחידות כוח של תאי דלק כ"מאריכי טווח" יותר ויותר.
בנוסף, לטמפרטורה בחוץ יש השפעה מועטה על תאי דלק מימן, והם אינם מתכלים באקלים קר.
התועלת מוגברת בשילוב עם תקופות הטעינה המהירה.		נדרשת השקעה
נדרשת השקעה לפיתוח תאי דלק מימן עד לנקודה שבה הם מקור אנרגיה מעשי באמת.
כדי לקדם ולהבשיל את הטכנולוגיה, יש להראות גם רצון פוליטי להקדיש את הזמן והמשאבים הדרושים לפיתוח.
במילים פשוטות, הקושי של העולם בפיתוח אנרגיית מימן בכל מקום ובת קיימא הוא להבין איך ליצור בצורה הכלכלית ביותר את שרשרת "היצע וביקוש" חלק אחר חלק.
3. חוזק ויעילות אנרגטית גדולים יותר בהשוואה לדלקים מאובנים
טכנולוגיית תאי דלק מימן מספקת מקור אנרגיה צפוף ויעיל מאוד.
מכל הדלקים הנפוצים, למימן יש את תכולת האנרגיה הגבוהה ביותר.
למימן גזי ונוזל בלחץ גבוה יש צפיפות אנרגטית נפחית הדומה לגז טבעי וכפי שלושה מצפיפות האנרגיה הגרבימטרית (בסביבות 120 MJ/kg) של LNG וסולר.		עלות חומרי גלם
מכיוון שמתכות יקרות כמו אירידיום ופלטינה נחוצות לעתים קרובות כזרזים בכמה סוגים של אלקטרוליזרי מים ותאי דלק, העלות הראשונית של תאי דלק יכולה להיות גבוהה.
יש אנשים שנמנעו מלהשקיע בטכנולוגיה של תאי דלק מימן בשל עלותו המופקעת.
כדי להפוך תאי דלק מימן למקור דלק מעשי לכולם, יש להוזיל את ההוצאות הללו.
4. יעיל מאוד בהשוואה למקורות אנרגיה אחרים
בהשוואה למקורות אנרגיה רבים אחרים, כולל רבים אפשרויות אנרגיה ירוקה, תאי דלק מימן יעילים יותר.
עם יעילות דלק זו, ניתן להפיק יותר אנרגיה עבור כל קילו דלק בשימוש.
לדוגמה, היעילות של ייצור חשמל באמצעות תחנות כוח רגילות מבוססות בעירה נעה בין 33-35%, בעוד שתאי דלק מימן יכולים להגיע לעד 65%.
באופן דומה, תאי דלק מימן במכוניות מפחיתים את צריכת הדלק ב-50% תוך שימוש ב-40-60% מהאנרגיה הכלולה בדלק.		בעיות רגולטוריות
מכשולים מקיפים גם עניינים משפטיים לגבי המבנה המפרט מודלים של פריסה מסחרית.
בהיעדר מסגרות רגולטוריות מוגדרות היטב המאפשרות להבין את יסודות העלות וההכנסות, מיזמים מסחריים עלולים להיתקל בקשיים בהגעה להחלטת השקעה פיננסית (FID).
5. נוח לתחבורה כבדה ולרכבות
מכיוון שהנעת מימן היא עדיין חדשה יחסית, תחבורה כבדה ומסילות ברזל הן שתי תעשיות שעבורן עשוי להיות מעשי להשתמש בה מיד.
אם השתמשו בסוללות חשמליות במקום מנוע הבעירה ברכבים אלו, הסוללות היו צריכות להיות גדולות מאוד, כבדות וייקח זמן רב מאוד להיטען.
לעומת זאת, מימן מציג את היתרונות של מערכת הנעה קומפקטית יותר, תדלוק מהיר וטווח נסיעה ארוך.
ניתן להטעין אותו ברציפים לאורך הכבישים המהירים שבהם משתמשים ציי ה-HGV הכי הרבה, ללא צורך בבניית רשת הפצה נימית, או בכל תחנות הרכבת הגדולות.		מחיר כולל
נכון לעכשיו, תאי דלק מימן יקרים יותר ליחידת כוח מאשר מקורות אנרגיה אחרים, כגון פנלים סולאריים.
למרות שמימן הוא יעיל יותר ברגע שנוצר, העלות מהווה כעת מחסום לשימוש נרחב בו.
זה עשוי להשתנות ככל שהטכנולוגיה מתקדמת.
אימוץ נרחב כיום אינו סביר בגלל ההשפעה של הוצאה זו על הוצאות עתידיות, כגון עלות מכוניות הפועלות על מימן.
ניצול תאי דלק מימן יקר יותר משימוש במקורות אנרגיה אחרים בשל המורכבות של תהליך ייצור דלק המימן.
מנהלי צי חייבים להבטיח שהחיסכון המשמעותי בעבודה מול חומצת עופרת יקזז את העלויות של תשתית ודלק מימן בעת ​​החלטה איזה מקור אנרגיה לכלול בציוד לטיפול בחומרים.
6. משמש להנעת ספינות חלל
הכוח והיעילות של אנרגיית המימן הופכים אותה לדלק המושלם עבור חלליות. 
בגלל הכוח העצום שלה, חלליות עשויות להיות משוגרות במהירות למשימות חקר.
זהו גם מקור האנרגיה הבטוח ביותר לשימוש עבור משימה שדורשת הרבה אנרגיה.
למעשה, אנרגיית המימן חזקה פי שלושה מדלק שמקורו בדלקים מאובנים כמו בנזין. באופן אידיאלי, זה אומר להשתמש בפחות מימן כדי לסיים משימה ענקית.
בנוסף, הוא מספק כוח מניע לכלי רכב, סירות, רכבים ויישומי תאי דלק שהם נייחים או ניידים.
העובדה שאחסון מימן במיכלים קריוגניים או בלחץ גבוה הוא בלתי אפשרי בעצם היא חסרון בשימוש במימן במכוניות.		אחסון מימן
מימן דורש אחסון ותחבורה מתוחכמים יותר מאשר דלקים מאובנים.
זה מצביע על כך ששימוש בתאי דלק מימן כמקור אנרגיה עשוי לבוא עם הוצאות נוספות.
למרות שניתן לשמור מימן בצורה נוזלית בטמפרטורות קריוגניות או כגז במיכלי לחץ גבוה, ניתן לשמור אותו בצורת גז לשימוש בתאי דלק של משאיות הרמה.
אנרגיה אובדת לאורך תהליך אחסון המימן בכל אחת מהשיטות.
יש להשתמש בכ-13% מכלל האנרגיה של המימן כדי לדחוס אותו; ולמנוזל אותו כדי לאבד כ-40% מהאנרגיה שלו.
מתכות עלולות להרוס אם גז מימן יצליח להימלט מהכליאה שלו.
כתוצאה מכך, הדבר עלול לגרום למתכות המוכתמות הללו להפוך לשבירות ובסבירות גבוהה יותר להישבר.
לעסקים שמשתמשים כיום בכוח מימן יש שתי אפשרויות: אם הם דורשים כמויות גדולות יותר של דלק, הם חייבים להקים מפעל, או שהם יכולים לספק להם גז מימן באמצעות נגררים. 
7.זמני טעינה מהירים
בהשוואה לרכבים חשמליים המונעים על ידי סוללות, זמן הטעינה של יחידות הכוח של תאי דלק מימן מהיר יותר באופן ניכר.
זה דומה לזה של מכוניות מנוע בעירה פנימית מסורתית (ICE).
ניתן להטעין תאי דלק מימן תוך פחות מחמש דקות, אך לכלי רכב חשמליים נדרשות שעות רבות לטעינה מלאה.
בגלל זמני הטעינה המהירים שלהן, מכוניות המונעות במימן מציעות את אותה רמת חופש כמו מכוניות רגילות.		תשתית
מכיוון ששימוש בדלקים מאובנים כבר שנים רבות, התשתית הדרושה לאספקת הכוח הזה כבר קיימת.
למרות שתדלוק מהתחלה עד הסוף צפוי להיות מופעל עבור יישומים למרחקים ארוכים כמו אלה עבור משאיות משלוחים ורכבי משא, האימוץ הנרחב של טכנולוגיית תאי דלק מימן ליישומי רכב ידרוש תשתית תדלוק חדשה כדי לתמוך בו.
8.אין זיהום רעש
בניגוד למקורות אנרגיה מתחדשים אחרים כמו אנרגיית רוח, תאי דלק מימן אינם גורמים לזיהום רעש.
זה מרמז שכלי רכב המודלקים במימן שקטים בהרבה מאלו עם מנועי בעירה פנימית מסורתיים, בדומה למכוניות חשמליות.		דליק ביותר
בהתחשב בכך שמימן הוא דלק דליק מאוד, חששות הבטיחות הם סבירים. גזים המכילים מימן נשרפים באוויר בריכוזים שבין 4 ל-75%.
9.מימן הוא מקור אנרגיה גמיש ונקי שיכול לעזור עם תוכניות אנרגיה אפס פחמן
מכיוון שכל מה שמיוצר במהלך פעולתו של תא דלק מימן הוא חום ומים, זהו מקור אנרגיה נקי מיסודו.
הפקת מימן אינה דורשת הרבה קרקע, בניגוד לכוח המים או דלק ביולוגי.
נאס"א חקרה את השימוש במימן כמשאב ואף השתמשה במים שנוצרים כתוצר לוואי כדי לספק לאסטרונאוטים מי שתייה.
זה מוכיח שתאי דלק מימן הם אלטרנטיבה מצוינת לפחם, גז טבעי וכוח גרעיני מכיוון שהם מקורות דלק לא רעילים שגם קל יותר להשגה.
על ידי איזון מצבי האספקה ​​הבלתי יציבים שלהם עם הצרכים התובעניים של משתמשי הקצה, ייצור, אחסון ושימוש במימן ישחק תפקיד חיוני בקידום המשך הפיתוח של מקורות אנרגיה מתחדשים ומניעת הצורך בהשקעות גדולות מראש בשדרוג תשתיות רשת.		אנרגיית מימן אינה יכולה לקיים את האוכלוסייה
למרות שמימן יש בשפע, השימוש הנרחב בו מוגבל על ידי הוצאות ההפקה שלו.
אתה מבין שקשה לשנות את הקוו הקיים.
כדור הארץ עדיין מנוהל על ידי אנרגיית דלק מאובנים.
בנוסף, אין מסגרת שתבטיח אנרגיית מימן במחיר סביר ובת קיימא לבעלי רכב טיפוסיים בעתיד.
גם אם המימן היה זמין כעת באופן נרחב, ייקח שנים עד שהוא יחליף מקורות אנרגיה אחרים, מכיוון שיהיה צורך לשנות מכוניות ותחנות דלק כדי לעמוד בתקנות המימן.
זה יעלה הרבה כסף.
מכיוון שאנרגיית מימן זמינה באופן נרחב ומתעלמים מהשפעותיה לרוב, מימן הוא אכן משאב מתחדש.
כדי להפריד מימן מחמצן, לעומת זאת, עסקים המייצרים אותו ידרשו מקורות אנרגיה נוספים שאינם מתחדשים, כגון דלקים מאובנים כמו פחם, גז טבעי ונפט.
אימוץ אנרגיית מימן יכול לעזור לנו להפחית את הסתמכות היתר שלנו על דלקים מאובנים, אבל ביטולה מהמערכת יהיה קשה.
10.אין זיהום חזותי
בעוד כמה מקורות אנרגיה דלי פחמן, כולל אנרגיית רוח ו דלק ביולוגי תחנות כוח, יכולות להיות מכוערות, תאי דלק מימן דורשים פחות שטח, כך שיש גם פחות זיהום חזותי.
11.מתחדש וזמין
היסוד הנפוץ ביותר ביקום, מימן הוא במיוחד שופע ומתחדש, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור הדרישות העתידיות שלנו אפס פחמן לאספקת חום וכוח משולבת.
גם עם הקשיים הכרוכים בהפקתו מהמים.
12.אידיאלי לשימוש באזורים מרוחקים
מימן המיוצר במקום ומאוחסן עשוי להוות תחליף בר-קיימא לחשמל וחימום מבוססי סולר במקומות מרוחקים, בתנאי שהתנאים המקומיים מאפשרים זאת.
זה לא רק יפחית את הצורך בהובלת דלק, אלא גם ישפר את איכות החיים של אנשים המתגוררים באזורים מרוחקים על ידי אספקת דלק נקי ממזהמים ומקורו ממשאב טבע נגיש בקלות.
13.כמעט אפס פליטות
כי תאי דלק מימן לא משתחררים גזי חממה לתוך האטמוספרה כמו שעושים מקורות דלק מאובנים, הזיהום מופחת ואיכות האוויר משתפרת.
14.דמוקרטיזציה של אספקת החשמל
התלות של מדינה בדלקים מאובנים עשויה להיות מופחתת עם השימוש בתאי דלק מימן, מה שיתרום לדמוקרטיזציה העולמית של מקורות אנרגיה וכוח.
מדינות רבות אשר תלויות כעת בזמינות של דלקים מאובנים ירוויחו מעצמאות משופרת זו. מטבע הדברים, כאשר האספקה ​​יורדת, הדבר ימנע גם את נושא העלייה במחירי הדלק המאובנים.
15.מפחית את עקבות הפחמן
לתאי דלק מימן יש כמעט אפס פליטות, כלומר כאשר הם בשימוש, אין להם טביעת רגל פחמנית.
יתרונות וחסרונות של דלק מימן

סיכום

לסיכום, אנרגיית מימן מציעה מספר יתרונות וחסרונות. מימן יכול להיות מקור אנרגיה נקי ומתחדש, אך לפני שימוש נרחב בו יש להפחית את עלויות הייצור והאחסון שלו.

בצורתה הנוכחית, אנרגיית המימן אינה מעשית בשל עלויות גבוהות ומחסור בתשתיות.

למרות זאת, התחום זוכה לתשומת לב הולכת וגוברת, ומוקצה מימון להתמודדות עם קשייו. לדוגמה, האיחוד האירופי מממן יוזמות דומות לאלה ב-5.2 מיליארד דולר, וארצות הברית התחייבה זה עתה 52.5 מיליון דולר לפיתוח מימן.

ממשלות בכל רחבי העולם יוכלו להשתמש במימן כמקור אנרגיה בר-קיימא ובמחיר סביר בעתיד אם יבחרו בכך.

המלצות

פרובידנס אמאצ'י
עורך at EnvironmentGo! | providenceamaechi0@gmail.com | + פוסטים

איש סביבה מונע תשוקה בעל פה. כותב תוכן מוביל בחברת EnvironmentGo.
אני שואף לחנך את הציבור על הסביבה ובעיותיה.
זה תמיד היה על הטבע, אנחנו צריכים להגן ולא להרוס.

השאירו תגובה

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם.