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Dall'economia del carbonio all'economia dell'idrogeno: produzione del gas e suo utilizzo in fuel cells.

Informazioni tesi

  Autore: Giacomo Galli
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Energetica
  Relatore: Carlo Stramigioli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 89

Valutazioni sulla possibilità di trasformare la nostra politica energetica attuale, basata sul carbonio (fonti fossili), in una politica energetica innovativa, alternativa e pulita, basata sull'utilizzo dell'idrogeno come combustibile o come vettore energetico. La tesi consiste una prima parte in cui si studiano i vari metodi di produzione del gas idrogeno: in primis partendo da fonti fossili (STEAM REFORMING, AUTOTHERMAL REFORMING, ecc), poi mediante l'utilizzo di biomasse (GASSIFICAZIONE, PIROLISI, BIOGAS, ALGHE, ecc) ed infine mediante l'utilizzo di acqua (ELETTROLISI, TERMOLISI, ENERGIA NUCLEARE). Di seguito ci si focalizza su come immagazzinare e trasportare tale gas, analizzando le tecnologie al momento disponibili e quelle in via di sviluppo. Nell'ultima parte di trattano i vari metodi con cui si può ricavare energia dall'utilizzo del gas idrogeno che abbiamo prodotto (CELLE A COMBUSTIBILE) ed in particolare vengono riportati i costi di tali tecnologi e una panoramica sulle direttive europee e mondiali circa lo sviluppo e la fattibilità di questa ECONOMIA DELL'IDROGENO.

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7 PREMESSA Per “economia dell’idrogeno” s’intende un’economia basata sull’utilizzo dell’idrogeno come vettore energetico più che come fonte energetica in senso stretto. Si parla di vettore per il fatto che questo elemento può trasportare, a grandi distanze e in grandi quantità, energia prodotta da diverse fonti (nel futuro essenzialmente da energie rinnovabili) e tale energia, immagazzinata sotto forma di idrogeno, può essere poi impiegata per alimentare i bisogni di attività urbane ed industriali. Per analizzare l’economia dell’idrogeno, il punto di partenza d’obbligo è l’esame dell’attuale economia che, come sappiamo, è basata sul petrolio. Se da un lato è a tutti noto il ruolo del petrolio come fonte energetica su cui si fonda la società attuale, dall’altro sono sempre più evidenti i limiti della sua economia: limiti naturali legati alla sua scarsità, limiti geopolitici relativi alla non uniforme distribuzione dei giacimenti, con il conseguente problema di una forte interdipendenza tra politica ed energia (che si ritrova alla base di gran parte dei conflitti militari del presente e del passato) e, non ultimi, i limiti ambientali legati al problema dell’inquinamento. Anche se il termine adottato è quello di economia del petrolio, in realtà le fonti attualmente utilizzate sono molteplici, come illustra il grafico di pagina seguente (Fig.1). Si nota chiaramente che più del 90% dell’energia primaria consumata nel mondo è legata a sorgenti energetiche come il petrolio, il gas naturale e il carbone, le quali sono dette fonti fossili e sono accomunate dalla presenza di carbonio nelle loro molecole: dovremmo quindi più propriamente dire che viviamo nell’economia del carbonio ed è da questa che volenti o nolenti saremo costretti ad uscire. Nella sua storia, l’economia del carbonio ha subito profondi cambiamenti causati da diversi fattori: in primis quello legato all’inquinamento ambientale che, in maniera sempre maggiore, è argomento di discussione politica in tutti i Paesi, essendo ormai accertata la correlazione tra l’aumento della concentrazione di CO ₂ nell’atmosfera e l’aumento della temperatura media globale del pianeta. L’economia del carbonio ha affrontato tale problema ricorrendo all’impiego di combustibili sempre più poveri di carbonio. Nel corso degli ultimi 200 anni, partendo dall’impiego del legno, si è passati all’utilizzo del carbone, per poi arrivare al petrolio ed infine al gas naturale, cioè a combustibili contenenti molecole con un numero sempre minore di atomi di carbonio (rapporto carbonio/idrogeno da 8 a 0,25). Ecco che la

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Parole chiave

biomassa
fuel-cell
idrogeno
energie rinnovabili
steam reforming
vettore energetico
elettrolisi
reforming autotermico
trasporto e stoccaggio idrogeno
water splitting

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