ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ & ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ & ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ Β. Στεργιόπουλος και Π. Τσιακάρας ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2007

2 Το Ενεργειακό Πρόβλημα Τα 10 Σημαντικότερα Παγκόσμια Προβλήματα γιαταεπόμενα50 Χρόνια Ενέργεια Νερό Τρόφιμα Περιβάλλον Φτώχεια Πόλεμοι Ασθένειες Εκπαίδευση Δημοκρατία Υπερπληθυσμός 2003: 6.3 δισεκατομμύρια 2050: 8-10 δισεκατομμύρια

3 Το Ενεργειακό Πρόβλημα 2 Αυξητικές τάσεις κατανάλωσης ενέργειας Πρόβλεψη για εξάρτηση από ορυκτά καύσιμα και στο μέλλον Μεγάλη αύξηση για το ΦΑ σε απόλυτες τιμές, μεγάλη αύξηση σε % για τις ανανεώσιμες, ωστόσο πετρέλαιο κυριαρχεί ακόμα το 2030

4 Παράγοντες που καθορίζουν τις ενεργειακές απαιτήσεις του μέλλοντος Ρυθμός αύξησης του πληθυσμού (40%) Οικονομική ανάπτυξη αναπτυσσόμενων χωρών (Κίνα Ινδία) Αλλαγή Κλίματος (κρύοι χειμώνες ζεστά καλοκαίρια) Αύξηση των ενεργειακών απαιτήσεων στον Τρίτο Κόσμο

5 Πρόβλεψη Ενεργειακών Απαιτήσεων

6 Η Πρόβλεψη Πρόβλεψη Ενεργειακών Απαιτήσεων -2 Έτος Συνολική Ενέργεια (Εκατομμύρια Βαρελιών Ισοδύναμου Πετρελαίου BOE/Ημέρα) =130 Εκατομμύρια BOE/Ημέρα: 22% περισσότερη ενέργεια από την συνολική κατανάλωση ενέργειας το 1971! Η Πρόκληση Επάρκεια ενέργειας για πληθυσμό ανθρώπων. τη στιγμή που η σύγχρονη τεχνολογία δε μπορεί να καλύψει αυτές τις ανάγκες

7 Το Ενεργειακό Πρόβλημα 3 Ευρώπη: Ελαφρά αύξηση κατανάλωσης, Μεγάλη εξάρτηση από πετρέλαιο Στροφή προς ΑΠΕ Κίνα: Ραγδαία αύξηση κατανάλωσης ενέργειας Αυξητικές τάσεις κατανάλωσης πετρελαίου

8 Το Ενεργειακό Πρόβλημα 4

9 Το Ενεργειακό Πρόβλημα 5

10 Περιβάλλον Γιατί Εναλλακτικά Καύσιμα Όξινη Βροχή Διάβρωση Εδαφών NO x, SO x, HC, CO, CH 4, CO 2 Ατμοσφαιρική Ρύπανση Εξάντληση αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων Ένταση Φαινομένου Θερμοκηπίου

11 Συνολικό ενεργειακό περιεχόμενο προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στην Γη: EJ (EJ=10 18 Joule) Αποθέματα μη-ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: EJ (πετρέλαιο, EJ; ΦΑ, EJ; ουράνιο, EJ; άνθρακας, EJ). Ενέργεια από ΑΠΕ: 1960 EJ (Υ/Η, 90 EJ; Αιολική, 630 EJ; Βιομάζα, EJ), πολύ μικρό ποσοστό της συνολικής ηλιακής ενέργειας. Σημερινά επίπεδα κατανάλωσης ενέργειας παγκοσμίως: 425 EJ/έτος. Στροφή προς ΑΠΕ Το 80% της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας βασίζεται σε ορυκτά καύσιμα.

12 Ενέργεια & ΑΠΕ στην ΕΕ Εκατομμύ ρ ια Τ ΟΕ 2 1,5 1 0,5 0 Συνολική κατανάλωση ενέργειας ΕΕ Σύνολο Άνθρακας και Παράγωγα Λιγνίτης και Παράγωγα Αργό Πετρέλαιο και Πετρελαιοειδή Φυσικό Αέριο Πυρηνική Ενέργεια Ανανεώσιμες Πηγές

13 Ενέργεια & ΑΠΕ στην ΕΕ 2 Mtoe ktoe Παραγωγή Ενέργειας απο ΑΠΕ EE Συνολικά Ανανεώσιμες Πηγές Αιολική Ηλιακή Υδροηλεκτρική Γεωθερμική Βιομάζα Συνολική Παραγωγή Ενέργειας από ΑΠΕ (TWh)

14 Στόχος για τις ΑΠΕ

15 Σημερινά Ενεργειακά Συστήματα Ενεργειακό Σύστημα Βασισμένο Σε ΑΠΕ

16 Επίδραση της μετάβασης σε ενεργειακά συστήματα με βάση το Η 2 Περιβάλλον Οικονομία

17 Πηγές Υδρογόνου Στην Γη Νερό (ατομική σύσταση,%) 66% H 33% O 1% άλλα Φυτά (ατομική σύσταση,%) 47.9% H 27.9% C 21.9% O 1.1% N 1.2% άλλα

18 Πηγές Υδρογόνου -2 Περιεχόμενο υδρογόνο σε διάφορα καύσιμα Καύσιμο Ποσοστό υδρογόνου Ενεργειακό Περιεχόμενο (Btu/lb) Σωματίδια (lb/btu) CO 2 (κανονικο ποιημένο) Ξύλο ΧΡΟΝΟΣ HC Πετρέλαιο Φυσικό αέριο < Υδρογόνο

19 Παραγωγή Υδρογόνου Ηλεκτρόλυση Υγρή Αναμόρφωση Φυσικού Αερίου Αεριοποίηση / Αναμόρφωση Άνθρακα Αεριοποίηση / Αναμόρφωση Βιομάζας Πυρόλυση Βιομάζας Αναμόρφωση Υγρών Καυσίμων (μερική οξείδωση, αυτόθερμη)

20 Πηγές Υδρογόνου Υδρογονάνθρακες (για την παραγωγή μίγματος πλούσιου σε υδρογόνο). Διεργασίες: 1 Αναμόρφωση με υδρατμό: Ενδόθερμη αντίδραση των υδρογονανθράκων παρουσία υδρατμού: (CH 4 + H 2 O 3H 2 + CO) 2 Αυτόθερμη Αναμόρφωση: Αναμόρφωση του υδρογονάνθρακα παρουσία υδρατμού και αέρα 3 Μερική Οξείδωση: Αντίδραση του υδρογονάνθρακα με αέρα (2CH 4 + O 2 2CO + 4H 2 ) Αεριοποίηση Άνθρακα: C+H 2 O CO+H 2 Αεριοποίηση Βιομάζας: CH x O y + (1-y)H 2 O CO + (1+0.5x-y)H 2 Ηλεκτρισμός Ηλεκτρόλυση H 2 O H 2 +½O 2

21 Δίκτυα Διανομής και Αποθήκευσης Διανομή Υδρογόνου Αγωγοί ή άλλες υποδομές μεταφοράς Μεταφορά με βυτιοφόρα (αέρια μορφή) Μεταφορά με βυτιοφόρα (υγρή μορφή) Αποθήκευση Σε φιάλες υπό πίεση (5Kg ή 5L ~600 Km αυτονομία ~1200$/Kg H 2 ) Δεξαμενές αποθήκευσης υγρού υδρογόνου -LH 2 (~1000$/Kg H 2 ) Υδρίδια Μετάλλων (800$ $ / Kg H 2 ) Αποθήκευση CO 2 Ωκεανοί Υφάλμυρος Υδροφόρος Ορίζοντας Εξαντλημένες πετρελαιοπηγές ή δεξαμενές ΦΑ Σε στερεά μορφή

22 Μετατροπή του Υδρογόνου Το υδρογόνο μπορεί να μετατραπεί σε πιο χρήσιμες μορφές ενέργειας με τους ακόλουθους τρόπους: Κάυση σε μηχανές εσωτερικής καύσης, με 20% μεγαλύτερη απόδοση σε σχέση με την βενζίνη και εκπέμποντας πολύ χαμηλότερους ρύπους. Παραγωγή ατμού με καύση υδρογόνου και οξυγόνου, με παραγωγή καθαρού ατμού με απόδοση σχεδόν 100%. Οατμός μπορεί έπειτα να χρησιμοποιηθεί σε ατμοστρόβιλους μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος. Καταλυτική καύση με οξυγόνο, παρουσία κατάλληλων καταλυτών σε θερμοκρασίες σημαντικά χαμηλότερες απο την περίπτωση φλόγας (500 C συγκριτικά με 3000 C). Ηλεκτροχημική Μετατροπή (Κυψέλες Καυσίμου) του υδρογόνου για απευθείας μετατροπή σε συνεχές ρεύμα.

23 Γιατί κυψέλες υδρογόνου? Μείωση CO 2 Το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί από ενώσεις που δεν περιέχουν άνθρακα Μπορεί επίσης να παραχθεί από ορυκτά καύσιμα: με χρήση σε κυψέλες καυσίμου που προσφέρουν μεγαλύτερες αποδόσεις, οι συνολικές εκπομπές CO 2 μειώνονται. Στο μέλλον, οι εκπεμπόμενες ποσότητες CO 2 κατά την παραγωγή υδρογόνου θα αποθηκεύονται υπογείως Βελτίωση της ποιότητας του ατμοσφαιρικού αέρα Το υδρογόνο προσφέρει την δυνατότητα μηδενικών εκπομπών αέριων ρύπων κατά την χρήση του ως καύσιμο σε οχήματα και σε σταθερές μονάδες παραγωγής ισχύος

24 Το υδρογόνο είναι προς το παρόν πρακτικά το μόνο καύσιμο για χρήση σε κυψέλες καυσίμου της παρούσας γενιάς, εξαιτίας της υψηλής ηλεκτροχημικής του ενεργότητας, σε σύγκριση με αυτή των καυσίμων από τα οποία μπορεί να παραχθεί, όπως οι υδρογονάνθρακες, αλκοόλες ή ο άνθρακας. Όταν το υδρογόνο παράγεται από καύσιμα, όπως υδρογονάνθρακες, η ενεργειακή πυκνότητα είναι πάντα μικρότερη από αυτή του αρχικού καυσίμου. Η ενεργειακή πυκνότητα του υδρογόνου είναι περίπου 20 kwh/kg. Η αντίστοιχη τιμή για το μεθάνιο είναι 10 kwh/kg, ενώ για την περίπτωση μίγματος μεθανόλης νερού, η αντίστοιχη τιμή περιορίζεται σε 2 kwh/kg. Ωστόσο, σε κατ όγκο θεώρηση, το αέριο ή υγροποιημένο Η 2 έχει: Το 1/3 της ενεργειακής πυκνότητας του αέριου ή υγροποιημένου μεθανίου Γιατί κυψέλες υδρογόνου? -2 Τα 2/3 της ενεργειακής πυκνότητας της μεθανόλης

25 Κυψέλες Καυσίμου Αρχή Λειτουργίας Οι κυψελίδες καυσίμου είναι ηλεκτροχημικά συστήματα που μετατρέπουν απευθείας τη χημική ενέργεια του καυσίμου σε ηλεκτρική χωρίς το ενδιάμεσο στάδιο παραγωγής θερμότητας. ΑΝΟΔΟΣ / ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΗΣ / ΚΑΘΟΔΟΣ Άνοδος : H 2 2H + + 2e - Κάθοδος : 2Η + + ½Ο 2 + 2e - Η 2 Ο Συνολική : H 2 + ½Ο 2 Η 2 Ο

26 Κυψέλες Καυσίμου

27 Κυψέλες Καυσίμου Απόδοση, % 100 Aποδοση Κελιου Καυσιμου Θερμική απόδοση: n n th,max th,cell = = nfe e HHV o nfe e HHV 20 0 Διεργασία Carnot T=50 o C Θερμοκρασία, ο C Απόδοση 2ου νόμου: η 2nd η nfe th, cell = = = o ηth,max nfe E E o Εξίσωση Nerst: Εξίσωση Butler Volmer: E = E RT P P m n o M N ln a b nf e PP A B Ι=Ι o nβfη n[1 β] Fη exp exp RT RT

28 Απόδοση Κυψελών Καυσίμου Συγκριτικά με Συμβατικά Συστήματα

29 Κυψέλες Καυσίμου Δυναμικό Λειτουργίας Κυψέλης: Ε = Ε 0 (η act + η conc + η Ohm )

30 Εφαρμογές

31 Διάφορα Είδη Κυψελών Καυσίμου Εκτός από τα σημαντικά πρακτικά προβλήματα που παρουσιάζει αυτή η τεχνολογία, όπως το υψηλό κόστος της παρασκευής και των υλικών, τα δύο θεμελιώδη μειονεκτήματα των κυψελών καυσίμου είναι: Η αργή κινητική των ηλεκτροχημικών αντιδράσεων, ηοποία οδηγεί σε χαμηλές τιμές παραγόμενου ρεύματος και ισχύος Το υδρογόνο δεν είναι άμεσα διαθέσιμο καύσιμο Για την επίλυση αυτών των προβλημάτων, διάφορα είδη κυψελών καυσίμου έχουν μελετηθεί, τα οποία διαφοροποιούνται ως προς τον ηλεκτρολύτη και το καύσιμο που χρησιμοποιούν.

32 Κυψέλες Καυσίμου Τύπος Αλκαλικό (AFC) Πολυμερικής μεμβράνης (PEFC) Ηλεκτρολύτης ΚΟΗ Στερεό Πολυμερές (π.χ. Νafion ) Θερμοκρασία Λειτουργίας ο C ο C Καύσιμο Καθαρό H 2 Καθαρό H 2 (με αντοχή σε CO2) Απόδοση 35-55% 35-45% Φωσφορικού Οξέως (PAFC) Φωσφορικό Οξύ ~220 ο C Καθαρό H 2 (με αντοχή σε CO2 και περίπου 1% CO) 40% Τηγμένων Ανθρακικών Αλάτων (MCFC) Στερεού Οξειδίου (SOFC) Ανθρακικά Άλατα Λιθίου ή Καλίου Ηλεκτρολύτης Στερεού Οξειδίου (ύττρια, ζιρκόνια) ~650 ο C ο C H 2, CO, CH 4 Υδρογονάνθρακες H 2, CO, CH 4 Υδρογονάνθρακες >50% >50%

33 Κυψέλες Καυσίμου Πολυμερικής Μεμβράνης -PEMFC Ηλεκτρολύτης: Πολυμερική μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (Nafion ) Καταλύτης: Pt (Καθοδος) Διμεταλλικοί, PtRu, PtSn κ.ά. (Άνοδος) Άνοδος: H 2 2H + + 2e - Κάθοδος: 2Η + + ½ O 2 + 2e - H 2 O Ολική αντίδραση: H 2 + ½ Ο 2 H 2 O

34 Κυψέλες Καυσίμου Πολυμερικής Μεμβράνης -PEMFC Για πρακτικές εφαρμογές χρησιμοποιούνται συνήθως συστοιχίες κυψελίδων καυσίμου ώστε να επιτυγχάνεται μεγαλύτερη ισχύς

35 Κυψέλες Καυσίμου Φωσφορικού Ηλεκτρολύτη -PAFC Ηλεκτρολύτης: Πυκνό διάλυμα φωσφορικού οξέως (95% κ.β. σε φορέα SiC) Τυπική θερμοκρασία λειτουργίας: C Καταλύτης: Pt, με προσθήκες Ru, Pd, Co, W Άνοδος: Η 2 2H + + 2e - Κάθοδος: 2Η + + ½ O 2 + 2e - H 2 O Ολική αντίδραση: H 2 + ½ Ο 2 Η 2 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας Υψηλότερη αντοχή σε CO ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Αργή κινητική αναγωγής του Ο 2 Διαβρωτικός ηλεκτρολύτης

36 Κυψέλες Καυσίμου Αλκαλικού Ηλεκτρολύτη -AFC Ηλεκτρολύτης: Πυκνό διάλυμα KOH (85% κ.β.) Τ λειτ ~250 ο C Αραιό διάλυμα KOH (35-50% κ.β.) Τ λειτ <120 ο C Καταλύτης: Ni, Ag, οξείδια μετάλλου, ευγενή μέταλλα Άνοδος: H 2 + 2(OH) - 2H 2 O + 2e - Κάθοδος: ½ O 2 + H 2 O + 2e - 2(OH) - Ολική Αντίδραση: H 2 + ½ Ο 2 Η 2 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Άριστη λειτουργία με H 2 και Ο 2 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Ευαισθησία στο CO 2 Δυνατή η χρήση πολλών καταλυτών

37 Κυψέλες Καυσίμου Τηγμένων Ανθρακικών Αλάτων - MCFC Ηλεκτρολύτης: Τήγμα Ανθρακικών αλάτων (Li 2 CO 3 / K 2 CO 3 ) σε κεραμική μήτρα LiAlO 2 Τυπική θερμοκρασία λειτουργίας: C Καταλύτης: Ni (Άνοδος), NiO (Κάθοδος) Άνοδος: Η 2 +CO 3 2- H 2 O + CO 2 + 2e - Κάθοδος: ½ O 2 + CO 2 + 2e - CO 3-2 Ολική αντίδραση: Η 2 + ½ Ο 2 Η 2 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Υψηλές Αποδόσεις (~50%) Δυνατότητα συμπαραγωγής ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Χαμηλή πυκνότητα ισχύος Διαβρωτικός ηλεκτρολύτης

38 Κυψέλες Καυσίμου Ηλεκτρολύτη Στερεού Οξειδίου -SOFC Ηλεκτρολύτης: Στερεό, μη-πορώδες οξείδιο μετάλλου, (Y 2 O 3 -stabilized ZrO 2, CeO 2 ) Ιοντικός αγωγός Τυπική θερμοκρασία λειτουργίας: C Καταλύτης: Co-ZrO2 ή Ni-ZrO2 (Άνοδος) LaSrMnO3 (Κάθοδος) Άνοδος: Η 2 + O 2- H 2 O+ 2e - Κάθοδος: ½ O 2 + 2e - O 2- Ολική αντίδραση: Η 2 + ½ Ο 2 Η 2 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Υψηλές Αποδόσεις (~50%) Δυνατότητα συμπαραγωγής Γρήγορη κινητική ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ: Η υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας θέτει περιορισμούς στα υλικά

39 Κυψέλες Καυσίμου Πολυμερικής Μεμβράνης Άμεσης Τροφοδοσίας Αλκοόλης -DAFC DMFC Απευθείας τροφοδοσία Μεθανόλης Άνοδος: CH 3 OH + Η 2 O CO 2 +6H + + 6e - Κάθοδος: 3/2O 2 + 6Η + + 6e - 3H 2 O Ολική αντίδραση: CH 3 OH + 3/2O 2 CO 2 + 2Η 2 Ο Προβλήματα: Περιορισμένη θερμοκρασία λειτουργίας Αργή κινητική της αντίδρασης Φαινόμενο crossover DEFC Απευθείας τροφοδοσία Αιθανόλης Άνοδος: CH 3 CH 2 OH + 3Η 2 O 2CO H e - Κάθοδος: 12Η + + 3O e - 6H 2 O Ολική αντίδραση: CH 3 CH 2 OH + 3Ο 2 2CO 2 + 3H 2 Ο Λύσεις: Ανάπτυξη νέων ηλεκτρολυτών με αντοχή σε υψηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας Ανάπτυξη νέων ηλεκτροκαταλυτών για τη ενίσχυση της ήλεκτρο-οξείδωσης των αλκοολών σε χαμηλές θερμοκρασίες

40 Είδη Κυψελών Καυσίμου και Διεργασίες Παραγωγής Υδρογόνου Υγρά Καύσιμα Φυσικό Αέριο o C Εξάτμιση Αποθείωση o C Μετατροπή σε Η 2 και CΟ Αντίδραση Μετατόπισης H 2 και CO 2 Αυξανόμενη Πολυπλοκότητα Συστημάτων ΚΥΨΕΛΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ SOFC Thermally integrated reformer MCFC Thermally integrated reformer PAFC (CO < 5%) 500 o C o C 650 o C 200 o C Μείωση Απόδοσης Εκλεκτική Οξείδωση CΟ PEMFC (CO < 10ppm) 80 o C

41 Ανάλυση για την διείσδυση στην αγορά των κυψελών καυσίμου με υδρογόνο. Μειονεκτήματα Απόδοση Απαίτηση για προεπεξεργασία της αρχικής πηγής ενέργειας προς παραγωγή υδρογόνου, η οποία οδηγεί σε μείωση της απόδοσης κατά 30-40% της απόδοσης του καθαρού υδρογόνου (~80%). Υψηλό Κόστος Παραγωγής Το κόστος μιας κυψέλης καυσίμου κυμαίνεται απο 500 έως 2500 ανά kw παραγόμενης ισχύος. Το αντίστοιχο κόστος για τις μηχανές εσωτερικής καύσης είναι 10 έως 35 ανά kw. Μέγεθος των συστημάτων Μεγαλύτερες κυψέλες Μεγαλύτερο βάρος των οχημάτων. Επίσης, οι αντιδραστήρες αναμόρφωσης απαιτούν μεγάλο όγκο. Αξιοπιστία & Συντήρηση Συγκριτικά χαμηλή αξιοπιστία με τις ΜΕΚ. Ανάγκη για ειδικά εκπαιδευμένους τεχνικούς και εξειδικευμένα εργαλεία για την συντήρηση των κυψελών. Πλεονεκτήματα Απόδοση Οι κυψέλες καυσίμου σε συστήματα αναμόρφωσης είναι κατα μέσο όρο 30-40% πίο αποδοτικές από τις συμβατικές μηχανές εσωτερικής καύσης, ανάλογα με το καύσιμο που επιλέγεται. Θόρυβος Σχεδόν αθόρυβα. Τα επίπεδα ηχορύπανσης στις πόλεις είναι δυνατόν να μειωθούν δραστικά. Έλλειψη Κινούμενων Τμημάτων Χαμηλό κόστος συντήρησης. Απόκριση Συστήματος Οι κυψέλες έχουν την δυνατότητα να έχουν άμεση απόκριση σε απαιτήσεις φορτίου.

42 Ανάλυση για την διείσδυση στην αγορά των κυψελών καυσίμου με υδρογόνο. Μειονεκτήματα Αυτονομία Ένα όχημα κινούμενο με κυψέλες καυσίμου έχει προς το παρόν μικρή αυτονομία Πλεονεκτήματα Εκπομπές Ο υδρατμός είναι το μόνο προϊόν της αντίδρασης Αποδοχή από το κοινό Αργή λόγω: Αντίληψης περί θεμάτων ασφάλειας Έλλειψη διάθεσης για μετάβαση σε νέα τεχνολογία από τις ΜΕΚ Δυσπιστίαωςπροςταοφέληγιατο περιβάλλον Τυποποίηση Εκτός από την συμφωνία μεταξύ Ιαπωνίας και ΕΕ σχετικά με τα πρότυπα για τις κυψέλες καυσίμου δεν υπάρχει συντονισμός μεταξύ των κατασκευαστών και των κυβερνήσεων προς την ανάπτυξη ενός κοινού συστήματος τυποποίησης. Πολλαπλές ενεργειακές πηγές Το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί με διάφορες διεργασίες από πολλές πηγές ενέργειας, από ορυκτά καύσιμα όπως βενζίνη και φυσικό αέριο έως από ΑΠΕ. Αυτάρκεια Με χρήση ΑΠΕ ως αρχική πηγή ενέργειας, είναιδυνατήηαπεξάρτησηαπόταορυκτά καύσιμα και η ενεργειακή ανεξαρτησία και αυτάρκεια των μη-πετρελαιοπαραγωγών χωρών.

43 Ενεργειακή Επανάσταση Αλλάζει ο τρόπος που η ενέργεια μετατρέπεται σε ωφέλιμη ισχύ. Μεγαλύτερη αξιοποίηση των ΑΠΕ Ορθολογική χρήση της ενέργειας Αποκέντρωση της παραγωγής ισχύος Παραγωγή ισχύος σε διάφορες κλίμακες Προστασία του περιβάλλοντος

44 Ελληνικό Νησί Η 2 Χαρακτηριστικά: -πληθυσμός έως άτομα - μέγιστη ηλεκτρική ισχύ ζήτησης 10MW - ικανό δυναμικό σε ΑΠΕ (κυρίως αιολική, ηλιακή, γεωθερμική ενέργεια) και υπάρχουσες εγκαταστάσεις ΑΠΕ - μόνιμες οικονομικές δραστηριότητες πέραν του τουρισμού, όπως βιομηχανική ή αλιευτική δραστηριότητα Στόχοι: -Συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας (ΣΗΘ) μέσω χρήσης Η2 σε κυψέλες καυσίμου τύπου ΡΕΜ, DMFCs, SOFCs ή PAFC - ΣΗΘ και από βιοκαύσιμα σε συνδυασμό με κατάλληλου τύπου κυψελών καυσίμου / μονάδων αναμόρφωσης - Μεταφορές, (λεωφορεία υδρογόνου, σκάφη για θαλάσσιες μεταφορές βάρκες, καΐκια) με τροφοδοσία από καύσιμο υδρογόνο ή βιοκαυσίμα

45 Ελληνικό Νησί Η 2 Εφαρμογές: - νέες εγκαταστάσεις ΑΠΕ 3MW (αιολικά, γεωθερμία, εγκαταστάσεις εκμετάλλευσης βιοαερίου από ΧΥΤΑ) -3MW εγκατεστημένη ισχύς σε ηλεκτρολυτικές μονάδες με εκτιμούμενη ετήσια παραγωγή υδρογόνου της τάξης των Nm3 - υποδομές για την αποθήκευση ( έως Νm3H2) και διανομή υδρογόνου και βιοκαυσίμων - 500kW κυψέλες καυσίμου με καύσιμο υδρογόνο ή βιοκαύσιμα -1 λεωφορείο, ειδικά οχήματα και βάρκες υδρογόνου ή βιοκαυσίμου με ΚΕΚ η κυψέλες καυσίμου Ο ενδεικτικός προϋπολογισμός του έργου ~ 20 εκ ΕΥΡΩ. Εμπλεκόμενοι φορείς - Τοπικοί φορείς και φορείς κοινής ωφελείας - Ερευνητικοί και Επιστημονικοί φορείς - Επενδυτές έργων ΑΠΕ - Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας - Κατασκευαστές και προμηθευτές σχετικού εξοπλισμού (εγκαταστάσεις υδρογόνου, σταθμοί πλήρωσης, κυψέλες καυσίμου, οχήματα, βάρκες) - Οικονομο-πιστωτικοί οργανισμοί

46 Οικονομία Υδρογόνου

47 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ & ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ Ευχαριστώ για την προσοχή σας!!