Kama bei ya nishati mbadala ya nishati na teknolojia ya kuhifadhia, mafuta ya hidrojeni huvuta tahadhari mpya.

Jorgo Chatzimarkakis alikuwa akiimarisha magari yake ya hidrojeni ya gesi katika moja ya Vituo vya 50-plus kuongeza mafuta waliotawanyika kote Ujerumani wakati dereva wa Tesla, ambaye alikuwa akijifungua gari lake mwenyewe, alikaribia.

Mwanamume huyo alifurahi kuona gari la hydrogen kwa nguvu, na lilikuwa na maswali. Chatzimarkakis, ambaye ni katibu mkuu wa Hydrogeni Ulaya, alifurahi kuwajibu, na hao wawili waliongea kwa dakika kadhaa.

Lakini wakati huo, gari la hidrojeni ilikuwa refueled kikamilifu, wakati dereva wa Tesla bado alikuwa na kusubiri kwa muda mrefu wakati betri yake ikarudishwa.

"Hii ni kweli," anasema Chatzimarkakis. "Siku hizi vituo vya kuchochea tayari, gari tayari, naweza kupanga safari yangu kutoka Switzerland kwenda Denmark na Norway bila matatizo yoyote."

Maono ya dunia iliyokimbiwa na hidrojeni imekuwa na misses karibu zaidi kuliko Wile E. Coyote. Katika 1923, mtaalamu wa maumbile wa Uingereza JBS Haldane alifikiri a mtandao wa upepo wa upepo wa hidrojeni kuimarisha Uingereza, lakini hakuna chochote kilichokuja. Katika 1970, mwanzilishi wa umeme wa Afrika Kusini John Bockris alitumia kwanza neno "uchumi wa hidrojeni" katika hotuba, na baadaye akachapishwa kitabu kinachoelezea kile ulimwengu wa jua-hidrojeni-powered inaweza kuonekana kama. Lakini tena, hakuna kilichobadilishwa. Katika 2002, mtaalam wa kiuchumi na kijamii wa kiuchumi Jeremy Rifkin alisema kwamba hidrojeni inaweza kuchukua juu ya mafuta na kwamba baadaye ya nishati huwekwa katika seli za mafuta za hidrojeni.

Lakini sekta hiyo haikuwa tayari, anasema Chatzimarkakis. "Ni kweli sana, nini Jeremy Rifkin alisema, lakini wanasiasa na waandishi wa habari, daima wanataka kuona uthibitisho," anasema. "Na wakati huo ilikuwa mbali sana kutokana na kutambuliwa kwa sababu utafiti haukuwa wa kutosha."

Hydrogeni Inakuja Umri

Labda, hatimaye, wakati wa hidrojeni umefika.

Japan inakusudia kutumia michezo ya Olimpiki ya Tokyo ya 2020 ili kuionyesha maono kwa jamii ya hidrojeni na imewekeza milioni US $ 348 katika kuanzisha vituo vya kupitisha hidrojeni na miundombinu nyingine. Ujerumani imezindua ulimwengu kwanza treni za powa hidrojeni ili kuongeza idadi kubwa ya vituo vya kupitisha hidrojeni kote nchini. Uswisi ni ununuzi malori ya 1,000 hidrojeni-powered, Norway imekuwa na vituo vya kupitisha hidrojeni tangu 2006, na Korea ya Kusini ni kuwekeza bilioni US $ 2.33 zaidi ya miaka mitano ijayo kuunda vituo vya kupitisha hidrojeni, mimea ya mafuta ya seli, mabasi ya mafuta na seli na kuhifadhi mifumo ya hidrojeni. Na Australia imeona yote yake shirika la sayansi ya kitaifa CSIRO na mwanasayansi mkuu Alan Finkel tofauti kutoa ripoti zao kwa taifa la hidrojeni-powered na sekta ya kuuza nje.

The Coradia iLint ilianza kutoa usafiri mkubwa wa hidrojeni kwa Ujerumani katika 2018. Picha kwa heshima ya Alstom | R Frampe

Katika moyo wa uchumi wa hidrojeni ni matumizi ya umeme kutoka vyanzo mbadala kama vile nishati ya jua, upepo na maji ya umeme ili kugawa maji katika oksijeni na hidrojeni - mchakato unaoitwa electrolysis. Hiyo "hidrojeni ya kijani" inaweza kutumika katika seli za mafuta ili kuzalisha umeme, na seli za mafuta zinaweza kutumiwa moja kwa moja kuendesha magari au kwenye magunia ili kusaidia au hata nguvu ya gridi ya taifa. Bora zaidi, kutolea nje yanayotokana na seli za hidrojeni ni maji, ambayo siku moja inaweza kupatishwa tena na kuchapishwa tena kwa electrolysis tena.

Uchumi na Hali ya Hewa

Kwa nini kilichobadilika na hatimaye kuleta hidrojeni mbele ya mipango ya nishati ya kimataifa? Jenny Hayward, mwanasayansi mwandamizi wa utafiti wa CSIRO na mwandishi wa ushirikiano wake Mfumo wa barabara ya Hydrogeni ya Taifa ya 2018, anasema uchumi bora zaidi umekuwa na sehemu muhimu.

"Una uzalishaji unaojitokeza kwa gharama, lakini pia umepata matumizi ya gharama," Hayward anasema. Siyo tu bei ya umeme kutoka photovoltaic ya jua na upepo ilipungua kwa kasi, lakini teknolojia ya electrolyzer pia imekuwa nafuu sana, kwa kiwango kikubwa na ufanisi zaidi. Wakati huo huo, seli za mafuta ya hidrojeni pia huboresha wote kwa ufanisi na gharama, anasema.

Bofya ili kuona Idara ya Nishati ya Marekani ya Nishati kuhusu mafuta ya hidrojeni.

Dereva mwingine mkubwa ni ongezeko la kasi kwa kupunguza kiasi cha kupunguza uzalishaji wa gesi, anasema John Andrews, mtaalam wa nishati endelevu na profesa katika Chuo Kikuu cha RMIT huko Melbourne, Australia.

"Ni muhimu sana kushika kuanzishwa kwake kushikamana kuwa sehemu ya suluhisho la kukabiliana na mabadiliko ya hali ya hewa," Andrews anasema. "Si tu suala la kupata mafuta mbadala; ni suala la kupata mfumo wa mafuta na mfumo wa nishati ya zero. "

Kuendeleza mabadiliko ya hidrojeni kama mafuta haijawa rahisi. Pamoja na jitihada za karne ya zamani ya uchumi wa hidrojeni, kumekuwa na changamoto muhimu za teknolojia za kushinda kufikia hatua hii - na bado ni siku za mwanzo.

Kutatua Tatizo la Uhifadhi

Suala muhimu katika kutumia hidrojeni kwa usafiri imekuwa kuhifadhi. Hivi karibuni hivi inawezekana kuimarisha hidrojeni kwenye chombo kidogo cha kutosha na kiwewe cha kutosha kupatana na nyuma ya gari la abiria, wakati bado una nishati ya kutosha ya kuendesha gari hilo angalau maili ya 300.

"Siku zote ilikuwa ni vigumu kupata hifadhi ya hidrojeni ambayo inaweza kupiga Idara ya Marekani ya Nishati malengo ya matumizi na magari ya hidrojeni-kiini," Andrews anasema. Kisha ikaja maendeleo ya high-shinikizo hidrojeni tank yaliyoundwa na vipengele vya juu, ambavyo viliweza kufikia na hata kuzidi mahitaji.

Uhifadhi wa mafuta imekuwa changamoto kubwa kwa usafiri wa mafuta ya hidrojeni. Maboresho ya hivi karibuni yamepanua magari mbalimbali ya abiria kwa zaidi ya maili ya 300 kwa kujaza. Picha © iStockphoto.com/Tramino

"Nadhani kuwa watu wameketi na kusema ndiyo, inawezekana kuwa na aina ya kuhifadhi ambayo inaweza kutumika kubeba hidrojeni kwenye bodi ya gari na kutoa tofauti sawa na magari ya kawaida na kuwa na muda refill - hii ni muhimu faida ya hidrojeni - ya dakika chache tu, "anasema.

Magari ya mafuta ya kioevu ya hidrojeni sasa yanakabiliana au hata huzidi upeo wa magari ya kawaida ya petroli au dizeli; Toyota inadai Mirai yake inapata karibu na maili ya 312 kutoka tank ya hidrojeni. Hii inafanya kuwa matarajio ya kuvutia zaidi kwa usafiri wa umbali mrefu kuliko gari la betri-powered gari.

Pia huwafanya kuwa chaguo bora kwa magari ya ngumu zaidi, anasema Lisa Ruf, mratibu wa Hydrogen Mobility Ulaya na mshauri mkuu katika Element Energy nchini Uingereza.

"Katika uendeshaji kwa malori, kwa teksi, kwa huduma za kukabiliana na dharura, unapaswa kuwa na muda na muda wa kupanua unaofanana na magari ya kawaida," anasema, akitoa mfano wa kesi ya Polisi ya Metropolitan London, ambayo mwaka huu ulipata magari ya hidrojeni ya seli ya 11. 

Kulisha Gridi

Hydrojeni pia inazingatiwa kama njia ya kusaidia kudumisha utulivu wa gridi ya nishati inayoweza kuimarishwa, kulingana na Morry Markowitz, rais wa Kiini cha Mafuta na Chama cha Nishati ya Hydrogeni katika Marekani

"Kwa sababu jua haitaangazia wakati wote na upepo hauna pigo, mbadala zina tatizo la kuingilia kati, hivyo unahitaji kupata njia ya kuhifadhi umeme kwa ufanisi," anasema. Umeme wa ziada unaweza kutumika kwa umeme electrolysis na kuzalisha hidrojeni ambayo inaweza kutumika katika magari ya kiini ya mafuta au seli za mafuta, au kuhifadhiwa kwa usafiri.

Hali hii inavutia sana maeneo ya mbali, kama vile miji ya nje ya Australia ambayo inategemea jenereta za dizeli. Miji yenye nguvu kwa kutumia mchanganyiko wa mbadala na hifadhi ya hidrojeni inaweza hivi karibuni kuwa na gharama kubwa, hasa kama bei ya dizeli inatoka, anasema Hayward.

Makampuni ya gesi yanaangalia pia hidrojeni kama njia mbadala ya gesi ya asili, ambayo inaweza kutumia miundombinu iliyopo. "Hiyo itakuwa ya ajabu; basi hawana kutegemea malori kuja na dizeli, wanahitaji tu upya wao, "anasema. "Wanaweza kuwa na mfumo ambapo wana kiini cha mafuta na wanaokoa maji, kwa hiyo ni mfumo wa kujitegemea."

Makampuni ya gesi yanaangalia pia hidrojeni kama njia mbadala ya gesi ya asili, ambayo inaweza kutumia miundombinu iliyopo.

"Hasa ikiwa tutaenda kwenye malengo ya kupunguza uzalishaji wa kiuchumi, watakuwa na miundombinu hii yote ya gesi iliyoketi pale isiyokuwa ya kutumiwa," Hayward anasema. "Nini kinachovutia ni kwenye mitandao ya usambazaji wa gesi, ikiwa imefanywa kutoka kwa mabomba ya PVC unaweza kuwa na hidrojeni ya 100, ingawa vifaa na mita zinahitaji kubadilishwa."

Hindenburg Athari

Haiwezekani kuzungumza juu ya hidrojeni bila kukabiliana na blimp katika chumba, ni nini Markowitz anaita "athari ya Hindenburg." The inferno ya kuvutia-fueled inferno ilikuwa Hindenburg ndege ya maafa huko New Jersey katika 1937 bado haunts sekta ya hidrojeni, na suala la Halmashauri ya kuwaka moto na usalama ni vyema kukuzwa katika majadiliano juu ya uchumi wa hidrojeni.

Lakini Markowitz anasema kuwa teknolojia ya hidrojeni leo imeendelea sana kutoka teknolojia ya hidrojeni ya wakati huo.

"Vifaa vya juu kama vile mizinga ya kaboni, sensorer, kompyuta na vitu vingine vimeboresha sana ... usalama wa hidrojeni haipaswi kuwa suala hilo," anasema. "Katika sekta ya usafiri na maeneo mengine, magari ya hidrojeni hukutana au kuzidi chochote kilicho njiani leo."

Kuna pia wasiwasi kwamba kuongezeka kwa uingizaji wa hidrojeni inaweza kuathiri safu ya ozoni. A utafiti 2003 alipendekeza kwamba ikiwa kizazi cha nishati ya mafuta ya mafuta kilichobadilishwa na hidrojeni, kuvuja gesi ndani ya anga inaweza kuguswa na oksijeni ili kuunda mvuke wa maji ambayo inaweza kuharibu safu ya ozoni kwa kiasi kikubwa.

Ugomvi mwingine mara nyingi hutengenezwa kwa hidrojeni ni kwamba kiasi kikubwa bado zinazozalishwa kwa kutumia mafuta ya mafuta. Nchini Marekani, wengi hidrojeni huzalishwa kupitia mchakato unaoitwa gesi ya asili ya kurekebisha, ambayo gesi ya asili inachukuliwa na mvuke ya juu ya joto ili kuzalisha hidrojeni, monoxide ya kaboni na kiasi kidogo cha dioksidi kaboni. Inaweza pia kufanywa na kuchoma makaa ya mawe ya kahawia, ambayo pia husababisha CO₂ uzalishaji.

"Ikiwa unafuatilia mojawapo ya njia hizi kupata hidrojeni, kuna baadhi ya uzalishaji wa kaboni ya dioksidi ambayo hutoka kwa njia hizo, kwa hivyo njia pekee unaweza kufanya hivyo kutolewa kwa sifuri ni kukubaliana na kaboni kukamata na kuhifadhi," anasema Andrews. "Na hiyo bado ni swali kubwa kuhusu kwamba inaweza kuwa na manufaa, ikiwa itakuwa salama na tunaweza kuweka dioksidi ya kaboni kwa maelfu ya miaka chini ya ardhi na ikiwa inaweza kuwa kiuchumi."

Njia iliyopimwa

Kuna hisia za haraka kwa majadiliano juu ya hidrojeni, na kuonyesha kwamba kuenea kwa ujumla kuna haja ya kuhamasisha usafiri, Ruf anasema. Anasema kuwa wakati kuna aina mbalimbali za ufumbuzi juu ya meza, hidrojeni ina uwezo wa kushughulikia masuala ambayo teknolojia nyingine haziwezi kufanya kwa urahisi sana au kwa gharama nafuu.

Lakini wakati kuna msisimko mkubwa juu ya uwezekano wa hidrojeni, Ruf pia anashauri kwa njia ya kipimo.

"Tatizo ambalo nadhani kama sekta ya kusaidia teknolojia ya hidrojeni ya teknolojia ya mafuta ni kwamba tunapaswa kuwa na wasiwasi wa hype na tunapaswa kusimamia matarajio," anasema. "Ni kitu kinachukua muda na uwekezaji. Haitatokea mara moja, lakini kwa muda mrefu ni suluhisho nzuri sana. "

Makala hii awali alionekana kwenye Ensia

Kuhusu Mwandishi

Bianca Nogrady ni mwandishi wa sayansi wa kujitegemea ambaye bado hajafikiria kipande cha utafiti ambacho hajapata kuvutia. Anaandika kwa maduka mbalimbali, ikiwa ni pamoja na Hali, Guardian, Australia Geografia, BBC Future na Shirika la Utangazaji wa Australia.  twitter.com/BiancaNogrady biancanogrady.com

Maelezo ya Mhariri: Mwandishi amefanya kuandika mkataba kwa CSIRO zamani, ingawa hahusiani na mafuta ya hidrojeni.

Vitabu vya Mwandishi huyu

at InnerSelf Market na Amazon