Five Things You Might Not Know About H2@Scale

.

2. L’idrogeno ha il più alto contenuto energetico (in peso) di tutti i combustibili conosciuti ed è una materia prima essenziale in molteplici settori.

L’idrogeno ha circa 3 volte più contenuto energetico in peso rispetto ai combustibili convenzionali come benzina e gas naturale, motivo per cui è stato selezionato per la prima volta dalla NASA per applicazioni spaziali. Ha anche una densità di energia circa 4 volte inferiore in volume, quindi è difficile da immagazzinare in uno spazio limitato. L’idrogeno è oggi un prodotto industriale, utilizzato principalmente per la raffinazione del petrolio e la produzione di fertilizzanti. H2@Scale sta anche esaminando l’idrogeno nella produzione industriale. Prendiamo ad esempio la produzione di acciaio. Quasi il 6% dell’energia fornita negli Stati Uniti viene utilizzata per produrre acciaio, principalmente utilizzando un prodotto a base di carbonio chiamato coke fuel. Nuovi processi di produzione stanno esplorando l’uso dell’idrogeno al posto del coke. L’idrogeno reagisce con l’ossido di ferro in modo simile al monossido di carbonio derivato dal coke, ma l’unico sottoprodotto di questa reazione è l’acqua. Questa è solo una delle tante applicazioni emergenti dell’idrogeno dimostrate attraverso progetti industriali supportati da EERE. H2@Scale supporta inoltre più di 25 progetti di accordi di ricerca e sviluppo cooperativi presso i Laboratori Nazionali e in collaborazione con l’industria che si concentrano sulla riduzione delle barriere alle applicazioni emergenti dell’idrogeno, compresi i camion pesanti e la miscelazione dell’idrogeno nei gasdotti.

.

3. L’idrogeno e le celle a combustibile possono consentire emissioni zero o prossime allo zero nei trasporti, nell’energia fissa o remota e nelle applicazioni elettriche portatili.

Quando l’idrogeno è prodotto da fonti rinnovabili o a zero emissioni di carbonio, diventa una fonte di energia a zero emissioni. Oggi negli Stati Uniti, l’idrogeno alimenta più di 500 MW di celle a combustibile fisse, 35.000 carrelli elevatori, 60 autobus a celle a combustibile e 8.800 auto a celle a combustibile. L’iniziativa H2@Scale sta studiando il vasto impatto che l’idrogeno può avere su diverse applicazioni, comprese le applicazioni pesanti che sono difficili da decarbonizzare utilizzando altri approcci. Gli esempi includono autocarri pesanti, trasporto ferroviario e applicazioni marittime oltre a alimentazione di backup per data center. Uno dei nuovi consorzi di National Lab del DOE accelererà lo sviluppo di celle a combustibile per autocarri pesanti, un’applicazione che sta suscitando interesse in tutto il mondo.

.

4. L’idrogeno può essere utilizzato come “carico reattivo” per consentire la stabilità della rete e lo stoccaggio di energia stagionale e di lunga durata.

Gli sforzi di H2@Scale hanno convalidato, per la prima volta, la capacità degli elettrolizzatori di idrogeno di rispondere dinamicamente ai disturbi di tensione.Questa flessibilità consente ai sistemi di accumulo di energia di adattarsi alla variabilità delle fonti di energia rinnovabile, soddisfacendo al contempo la domanda di energia. Gli elettrolizzatori possono anche utilizzare l’elettricità rinnovabile in eccesso durante i periodi di bassa domanda, aumentando in definitiva l’utilizzo di energia rinnovabile e riducendo il costo dell’idrogeno. E l’idrogeno può essere utilizzato come forma di accumulo di energia per le energie rinnovabili, reimmettendo energia alla rete o utilizzando l’idrogeno come combustibile o materia prima per altre applicazioni.

Photo courtesy of National Renewable Energy Laboratory

.

5.  H2@Scale sostiene gli sforzi per ridurre i costi di produzione dell’idrogeno.

Negli ultimi anni, H2@Scale ha superato le barriere tecniche per consentire una produzione di idrogeno efficiente ed economica. I progressi della ricerca e dello sviluppo hanno ridotto il costo della produzione di idrogeno dall’elettrolisi a $5-$6/kg di idrogeno con costi dell’elettricità da $0,05 a $0,07/kWh.[4] Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da fare per raggiungere il costo target del DOE di $ 2/kg di idrogeno. Un nuovo consorzio National Lab si concentrerà sulla realizzazione di elettrolizzatori su larga scala e convenienti. Questi elettrolizzatori utilizzano l’elettricità per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno e possono essere alimentati da varie fonti di energia, tra cui gas naturale e rinnovabili. Questa ricerca integrerà il lavoro esistente di H2@Scale per sviluppare materiali e metodi efficienti per la produzione di idrogeno, infrastrutture e tecnologie per l’uso finale.