Comments
Description
Transcript
ΠΕΡΙ ΕΧΟΜΕΝΑ
ΠΕΡΙ ΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ..................................................................................................................3 ΕΙ ΣΑΓΩΓΗ....................................................................................................................4 ΚΕΦΑΛΑΙ Ο 1 ..............................................................................................................6 1.1 ΓΕΝΙ ΚΑΓΙ ΑΤΟΥΔΡΟΓΟΝΟ.........................................................................6 1.1.1 ΦΥΣΙ ΚΕΣΙ ΔΙ ΟΤΗΤΕΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ.....................................................6 1.1.2 ΧΗΜΙ ΚΕΣΙ ΔΙ ΟΤΗΤΕΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ....................................................7 1.2 ΟΙ ΚΟΝΟΜΙ ΑΥΔΡΟΓΟΝΟΥ............................................................................8 1.3 ΤΟΥΔΡΟΓΟΝΟΩΣΦΟΡΕΑΣΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ.................................................11 1.3.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΕΝΑΝΤΙΣΥΜΒΑΤΙ ΚΩΝΠΗΓΩΝΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ ..............................................................................................................................13 1.3.2 ΜΕΙ ΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΕΝΑΝΤΙΣΥΜΒΑΤΙ ΚΩΝΠΗΓΩΝΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ13 1.4 ΜΕΘΟΔΟΙΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ.................................................14 1.4.1 ΘΕΡΜΟΧΗΜΙ ΚΕΣ...................................................................................14 1.4.2 ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙ ΚΕΣ................................................................................15 1.4.3 ΦΩΤΟΛΥΤΙ ΚΕΣ.......................................................................................17 1.5 ΜΕΘΟΔΟΙΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ...............................................19 1.5.1 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΕΑΕΡΙ ΑΦΑΣΗ................................19 1.5.2 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΕΥΓΡΗΦΑΣΗ.................................20 1.5.3 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΕΜΕΤΑΛΛΑΚΑΙΥΔΡΙ ΔΙ Α ΜΕΤΑΛΛΩΝ.......................................................................................................21 1.6 ΔΙ ΑΝΟΜΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥ..............................................................................25 1.7 ΧΡΗΣΕΙ ΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ.................................................................................26 1.7.1 ΜΗΕΝΕΡΓΕΙ ΑΚΕΣΧΡΗΣΕΙ ΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ.......................................27 1.7.2 ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΚΕΣΧΡΗΣΕΙ ΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ..............................................27 1.8 Η2 & ΑΣΦΑΛΕΙ Α............................................................................................28 1.8.1 ΣΥΓΚΡΙ ΣΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥ- ΜΕΘΑΝΙ ΟΥ- ΠΡΟΠΑΝΙ ΟΥ....................34 1.8.2 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ........................................................................................34 ΚΕΦΑΛΑΙ Ο 2 ...........................................................................................................35 2.1 ΚΛΙ ΜΑΤΙ ΚΕΣΑΛΛΑΓΕΣ..........................................................................35 2.2 ΤΟΦΑΙ ΝΟΜΕΝΟΤΟΥΘΕΡΜΟΚΗΠΙ ΟΥ.....................................................37 ΠΩΣΔΗΜΙ ΟΥΡΓΕΙ ΤΑΙΤΟΠΡΟΒΛΗΜΑΜΕΕΙ ΚΟΝΕΣ..............................40 2.3 ΗΟΞΙ ΝΗΒΡΟΧΗΚΑΙΟΙΕΠΙ ΠΤΩΣΕΙ Σ......................................................44 2.4 ΗΤΡΥΠΑΣΤΟΣΤΡΩΜΑΤΟΥΟΖΟΝΤΟΣ..................................................48 2.5 ΗΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣΤΗΝΕΛΛΑΔΑ.................................................................52 2.6 ΣΤΡΟΦΗΣΕΚΑΘΑΡΕΣΜΟΡΦΕΣΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ.........................................53 ΚΕΦΑΛΑΙ Ο 3 ............................................................................................................56 3.1 ΑΝΑΝΕΩΣΙ ΜΕΣΠΗΓΕΣΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ&ΥΔΡΟΓΟΝΟ................................56 3.2 ΗΛΙ ΑΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α......................................................................................58 3.2.1 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪ ΚΑΣΥΣΤΗΜΑΤΑ..........................................................59 3.2.2 ΠΩΣΠΑΡΑΓΕΤΑΙΤΟΥΔΡΟΓΟΝΟΑΠΟΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪ ΚΑ.............................................................................................61 3.3 ΑΙ ΟΛΙ ΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α.....................................................................................70 3.3.1 ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙ ΕΣ.............................................................................71 3.3.2 ΠΑΡΑΓΩΓΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΤΟΑΙ ΟΛΙ ΚΟΠΑΡΚΟΤΟΥΚ.Α.Π.Ε...74 3.4 ΒΙ ΟΜΑΖΑ........................................................................................................75 -1- 3.4.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΚΑΙΜΕΙ ΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΑΠΟΤΗΧΡΗΣΗΤΗΣ ΒΙ ΟΜΑΖΑΣ.........................................................................................................75 3.4.2 ΜΕΘΟΔΟΙΠΑΡΑΓΩΓΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥΑΠΟΒΙ ΟΜΑΖΑ..................76 3.4 ΟΙΕΝΕΡΓΕΙ ΕΣΤΗΣΘΑΛΑΣΣΑΣ................................................................85 3.4.1 ΘΕΡΜΙ ΚΗΕΝΕΡΓΕΙ ΑΤΩΝΩΚΕΑΝΩΝ...............................................85 3.4.2 ΗΕΝΕΡΓΕΙ ΑΤΩΝΚΥΜΑΤΩΝ..............................................................86 3.4.3 ΠΑΡΑΓΩΓΗΩΚΕΑΝΙ ΟΥΥΔΡΟΓΟΝΟΥ...............................................87 3.5 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΤΩΝΑΝΑΝΕΩΣΙ ΜΩΝΠΗΓΩΝΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ....................88 ΚΕΦΑΛΑΙ Ο 4 ............................................................................................................89 4.1 ΕΙ ΣΑΓΩΓΗΣΤΙ ΣΚΥΨΕΛΕΣΚΑΥΣΙ ΜΟΥ..................................................89 4.2 ΑΡΧΗΛΕΙ ΤΟΥΡΓΙ ΑΣΚΥΨΕΛΗΣΚΑΥΣΙ ΜΟΥ.........................................90 4.3 ΤΥΠΟΙΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥ...................................................................91 4.3.1. ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΦΩΣΦΟΡΙ ΚΟΥΟΞΕΟΣ(PAFC) ....................91 4.3.2 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΠΟΛΥΜΕΡΙ ΣΜΕΝΗΣΜΕΜΒΡΑΝΗΣ(PEM)92 4.3.3 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΤΗΓΜΕΝΟΥΑΝΘΡΑΚΑ(MCFC) .................92 4.3.4 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΣΤΕΡΕΟΥΟΞΕΙ ΔΙ ΟΥ(SOFC)........................92 4.3.5 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΜΕΘΑΝΟΛΗΣ(DMFC) ..................................93 4.4 ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥ...........................................................93 4.4.1 ΘΕΩΡΗΤΙ ΚΗΠΡΟΣΕΓΓΙ ΣΗ....................................................................93 4.4.2 ΠΡΑΚΤΙ ΚΗΠΡΟΣΕΓΓΙ ΣΗ......................................................................94 4.5 ΑΝΑΜΟΡΦΩΤΕΣ............................................................................................94 4.5.1 ΡΟΛΟΣΑΝΑΜΟΡΦΩΤΩΝ......................................................................94 4.5.2 ΕΝΔΟΘΕΡΜΗΑΝΑΜΟΡΦΩΣΗΑΤΜΟΥ..............................................95 4.5.3 ΕΞΩΘΕΡΜΗΜΕΡΙ ΚΗΟΞΕΙ ΔΩΣΗ........................................................96 4.5.4 ΑΥΤΟΘΕΡΜΙ ΚΗΑΝΑΜΟΡΦΩΣΗ.........................................................96 4.5.5 ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗΜΟΝΟΞΕΙ ΔΙ ΟΥΤΟΥΑΝΘΡΑΚΑ.........................97 4.6 ΑΝΑΛΥΤΙ ΚΗΠΕΡΙ ΓΡΑΦΗΚΥΨΕΛΗΣPEM ..............................................97 4.7 ΘΕΩΡΗΤΙ ΚΟΣΥΠΟΛΟΓΙ ΣΜΟΣΜΕΓΙ ΣΤΗΣΤΑΣΗΣΚΑΙΡΥΘΜΟΥ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ............................................................................105 4.8 ΤΟΜΕΛΛΟΝΤΩΝFUEL CELL ..................................................................107 4.8.1 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣΤΩΝΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΩΝΥΔΡΟΓΟΝΟΥ...........109 4.8.2 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΤΩΝΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥΥΔΡΟΓΟΝΟΥ109 4.9 ΗΙ ΣΤΟΡΙ ΑΤΩΝΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥ.................................................110 ΚΕΦΑΛΑΙ Ο 5 ..........................................................................................................115 5.1 ΤΟΜΕΛΛΟΝΤΟΥΥΔΡΟΓΟΝΟΥ.............................................................115 5.2 ΕΡΕΥΝΑΚΑΙΑΝΑΠΤΥΞΗΠΑΓΚΟΣΜΙ ΩΣ..............................................116 5.3 ΗΕΤΟΙ ΜΟΤΗΤΑΤΗΣΕΛΛΑΔΑΣ.............................................................118 5.4 ΕΡΕΥΝΗΤΙ ΚΑΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑΥΔΡΟΓΟΝΟΥΠΟΥΕΞΕΛΙ ΣΣΟΝΤΑΙ ΣΤΗΝΕΛΛΑΔΑ...................................................................................................118 5.4.1 ΥΛΟΠΟΙ ΗΣΗΚΑΙΠΡΩΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟΜΟΝΑΔΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥΑΠΟΑΙ ΟΛΙ ΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α...........................119 5.4.2 ΕΛΛΗΝΙ ΚΟΝΗΣΙΥΔΡΟΓΟΝΟΥ.........................................................128 5.4.3 YΔΡΟΓΟΝΟ«MADE IN GREECE» .....................................................133 5.4.4 ΕΛΛΗΝΙ ΚΟΛΕΩΦΟΡΕΙ ΟΥΔΡΟΓΟΝΟΥ...........................................134 5.5 ΘΕΣΜΙ ΚΟΠΛΑΙ ΣΙ ΟΓΙ ΑΑ.Π.Ε. ΚΑΙΥΔΡΟΓΟΝΟ...................................135 ΕΠΙ ΛΟΓΟΣ................................................................................................................137 ΒΙ ΒΛΙ ΟΓΡΑΦΙ Α.......................................................................................................138 -2- ΠΡΟΛΟΓΟΣ Δε δομέ νουτ ωνε νε ργ ε ι ακώνπροβλημάτ ων πουυπάρχ ουνστ ονπλ αν ήτ η καιμε αφορμή τ ηναν άγκη προστ ασί αςτ ου πε ρι βάλλον τ ος , δ ημι ουργήθηκεη παρούσα ε ργασί α. Στ όχοςτ ηςε ργασί αςαυτ ήςε ί ναιν ααναδε ί ξ ε ικαιναε ν ι σχ ύσε ιπροτ άσε ι ς ε ναλλακτ ι κής δ ι αχ ε ί ρι σης φυσι κών μορφών ε νέ ργ ε ι ας που θα αποσκοπούν στ η βέ λ τ ι στ ηαξ ι οποί ησηαυτ ώνμέ σω τ ηςπαραγ ωγ ήςυδ ρογόν ου. Στ ηνουσί αοστ όχ ος αυτ όςε ί ναιδι τ τ ός . Υπάρχ ε ιη ε πι θ υμί α αφ’εν ός , ν α αυξ ηθε ίόσο τ ο δυν ατ όν πε ρι σσότ ε ρο η χ ρήση αναν ε ώσι μων πηγ ών ε ν έ ργ ει αςκαιαφ’ε τ έ ρου, η άμε ση αν τ ι κατ άστ ασητ ωνορυκτ ώνκαυσί μωνπουχ ρησι μοποι ούν τ αιμέ χ ρισήμε ρα. Ηε ργ ασί αε ί ν αιχωρι σμέ ν ησεκε φάλαι ατ αοποί αβοηθ ούνστ ηνκαλύτ ε ρηκατ αν ομή τ ων ζ ητ ημάτ ων τ ου θέ ματ οςκαιπροσπαθούν κυρί ωςν α καλύψουν τ οζ ήτ ημα παραγ ωγ ήςυδρογ όνουαπόανανε ώσι με ςπηγέ ςε νέ ργ ε ι ας . Ξε κι ν ώντ αςτ ηναν άγ ν ωση τ ηςσυναν τ άκανε ί ςτ ι ςπρώτ ε ςκαιγε ν ι κέ ςπληροφορί ε ςγ ι ατ ουδρογ όνοπουκάν ουν κατ αν οητ όσετ ιαυτ όχ ρησι με ύε ισήμε ρακαιπώςμπορε ίνααξι οποι ηθε ί . Σεε πόμε ν ακε φάλαι ααν αφέ ρον τ αικαιε ξε τ άζ ον τ αιαναν ε ώσι με ςπηγέ ςε νέ ργ ε ι ας ,τ α πλε ονε κτ ήματ ακαιτ αμε ι ονε κτ ήματ ακάθεμι αςε ξ ’αυτ ώνκαιπαράλ ληλ αγ ί νε τ αι προσπάθε ι αν ασυσχ ε τ ι σθούνμετ ηνπαραγωγ ήυδρογ όνουωςφορέ αςε ν έ ργε ι ας . Σε πε ραι τ έ ρω κε φάλαι αγ ί νε τ αιμι απε ρι γραφήτ ωνκυψε λώνκαυσί μου, έ ν ασύστ ημα, δηλαδή,τ οοποί οχρησι μοποι ε ίτ ουδρογ όνοωςκαύσι μο. Τέ λος ,θ αήτ ανχ ρήσι μοναγί ν ε ικαιμί ααναφοράγ ι ατ ομέ λλονε φόσονκαιαναυτ έ ς οιτ ε χν ολογ ί ε ςλαμβάν ουνι σχύσεπαγκόσμι οε πί πε δο. Εν δι αφέ ρον , παράλ ληλα, έ χε ι ανκαιηΕλλ άδ αεί ν αιέ τ οι μηνααν τ ι κατ αστ ήσε ιέ στ ω καισεκάποι οβαθμότ α ορυκτ άκαύσι μαμετ ουδρογ όν οκαιμεποι όντ ρόποθ αμπορούσεκάτ ιτ έ τ οι ονα ε πι τ ευχ θε ί . -3- ΕΙ ΣΑΓΩΓΗ Φαντ αστ ε ί τ εν αζ ε ί τ ε στ ο κέ ν τ ρο μι ας με γ άλης πόλης με δρόμου ςγ ε μάτ ους αυτ οκί ν ητ α, φορτ ηγ ά,λε ωφορε ί ακαιν ααν απν έ ε τ εέ ναντ ε λε ί ωςκαθ αρόαέ ρασαννα ε ί μαστ εστ ηνε ξ οχ ή. Εί ν αιόνε ι ρο; Προςτ οπαρόνν αι , αλλάστ ομέ λλονμπορε ίνα γί ν ε ιπραγ ματ ι κότ ητ α. Όλαε ξαρτ ών τ αιαπότ ονπρογραμματ ι σμόκαιτ ηνπολ ι τ ι κή βούλ ησητ ωνκυβε ρν ήσε ων. Μέ χρισήμε ραηκύρι απηγήε νέ ργ ε ι αςήτ αντ αορυκτ ά καύσι μα. Υπάρχ ουνμε γάλααποθέ ματ αανθράκωνπουμπορούνναμαςτ ροφοδοτ ούν γι α200 ακόμηχρόν ι α, ωςτ ώρατ οπε τ ρέ λαι οκαιτ οφυσι κόαέ ρι ορέ ουνάφθονακαι παρέ χ ον τ αισεαρκε τ άχ αμηλέ ςτ ι μέ ς . Εδ ώ και30 χ ρόν ι απε ρί πουε μφανί στ ηκανοι ε ξήςδυσάρεστ ε ςπροοπτ ι κέ ς : Πρώτ ον , φάν ηκεπωςτ ααποθέ ματ ατ ουπε τ ρε λαί ουδε ν θαήτ αναν ε ξάν τ λητ α, συγ κε κρι μέ ν αυπολογ ί ζ ε τ αιπωςθαε ξ αντ λ ηθ ούνμέ σασε40 χρόν ι α. Δε ύτ ε ρονκαισοβαρότ ε ρο, ηρύπαν σητ ουπε ρι βάλλον τ οςέ χ ε ιανέ λ θε ισε πολύε πι κί ν δυν αόρι α Άμε σαηυγε ί αμαςβλ άπτ ε τ αιαπότ ι ςε κπομπέ ςκαπν ούκαιδηλητ ηρι ωδ ώναε ρί ων , δι οξε ι δί ουτ ουθε ί ου, οξ ε ι δί ωντ ουθ εί ου,μον οξε ί δι οτ ουάνθ ρακακαιόζ οντ ος , αλλά καιηθε ρμοκρασί ατ ηςγ ηςαν ε βαί ν ειαπότ ηνμε γ άλησυγκέ ν τ ρωσηδι οξε ι δί ουτ ου άν θρακαστ ηνατ μόσφαι ρα(φαι ν όμε ν οτ ουθε ρμοκηπί ου). Η καθαρήε νέ ργ ε ι απου δί νουν οιυδατ οπτ ώσε ι ςδε ν καλύπτ ε ιπαρά μόνο μι κρό ποσοστ ό αναγ κών. Η πυρην ι κήε νέ ργ ε ι α, πουδ ε νσυν ε πάγ ε τ αιε κπομπέ ςρυπογ όν ωνουσι ών,ε κτ όςαπότ α πι θ αν άολέ θρι αατ υχ ήματ α, δημι ουργ ε ίμε γάλε ςποσότ ητ ε ςπυρην ι κώναποβλήτ ων, πουδε νυπάρχε ιτ ρόποςναε ξ ουδε τ ε ρωθ ούνασφαλ ώςκαιυπάρχ ε ιμε γάλοςκί ν δυν ος δι αρροώνμε γάλωνποσοτ ήτ ωνραδι ε ν έ ργε ι ας . Εμπρόςσεαυτ άτ ατ ε ράστ ι απροβλήματ αοιε πι στ ήμον ε ςστ ράφηκανστ ηναν ε ύρε ση καθ αρών , αναν ε ώσι μων πηγ ών ε νέ ργ ε ι ας . Έτ σι αν απτ ύχ θηκαν πολύ οι αν ε μογ ε ν νήτ ρι ε ςκαιτ αφωτ οβολ τ αϊ κάστ οι χ ε ί α, γ ι ατ ηνε κμε τ άλλε υσητ ηςαι ολι κής καιτ ηςηλι ακήςε ν έ ργ ει ας . Ητ ε χ ν ολογ ί ατ ουςσυνε χ ώςε ξ ε λί σσε τ αι , καιε νώαρχ ι κά τ οκόστ οςτ ουςήτ αναπαγ ορε υτ ι κό,τ ώραηαπόδοσητ ουςσυν ε χ ώςαυξ άνε τ αικαιοι τ ι μέ ςτ ουςολοέ νακαιμε ι ών οντ αι . Έτ σι σε πε ρι οχ έ ς με δ υνατ ούς ανέ μους εγ καθί στ αν τ αι ανε μογ ε νν ήτ ρι ε ς που δι οχε τ ε ύουντ ηνηλε κτ ρι κήε ν έ ργ ε ι απουπαράγουνστ αδ ί κτ υαηλε κτ ροδότ ησης και σεπολ λά μέ ρη ε γ καθί στ αν τ αιφωτ οβολτ αϊ κά πάρκα, κυρί ωςγι α ηλε κτ ροδ ότ ηση απομονωμέ ν ωνπε ρι οχών. Τοπρόβλ ημαμεαυτ έ ςτ ι ςλ ύσε ι ςε ί ναιότ ιδ ε νυπάρχε ι συν ε χήςπαραγωγ ήε νέ ργ ε ι ας . Γι ’αυτ όε ί ναιαπαραί τ ητ ον α υπάρχ ε ιδ υνατ ότ ητ α αποθ ήκε υσης τ ης ε νέ ργ ε ι ας . Η αποθήκε υση τ ης ε ν έ ργε ι ας γί ν ε τ αικυρί ως με μπατ αρί ε ς . Γι ατ ηναποθ ήκε υσηόμωςμε γάλωνποσοτ ήτ ωνε ν έ ργε ι αςαπαι τ ούντ αι με γ άλε ςκαιβαρι έ ςμπατ αρί ε ςπουκοστ ί ζ ουναρκε τ άακρι βάκαικατ αλαμβάν ουν με γ άλοχώρο.Άλ λοςτ ρόποςε ί ναιηανύψωσημι αςποσότ ητ αςν ε ρούσεμι αδε ξαμε νή που βρί σκε τ αι ψηλά ότ αν υπάρχ ε ι πε ρί σσε ι α ηλε κτ ρι κού ρε ύματ ος και η χρησι μοποί ησητ ηςε ν έργ ε ι αςτ ηςπτ ώσηςτ ουν ε ρούσεδ ε ξαμε ν ήπουβρί σκε τ αισε κατ ώτ ε ρο ύψος γι ατ ην παραγωγ ή ηλε κτ ρι σμού ότ αν η κατ αν άλ ωση ε ί ν αι με γ άλη.(Αντ λι οτ αμι ε υτ ήρε ς ) -4- Αν τ ίγ ι ααυτ ούςτ ουςτ ρόπουςαποθήκε υσηςυπάρχ ειηλύσητ ουυδρογ όνου,που δι ε ρε υνάτ αιπολ ύε ν τ ατ ι κάτ ατ ε λε υτ αί α25 χ ρόνι ακαιήδηέ χ ε ιτ ε θε ίσεε φαρμογ ήσε πολλέ ςχ ώρε ς , κυρί ωςστ ι ςΗ.Π.Α., στ ονΚαναδά, στ ηνΓε ρμαν ί ακαιστ ηνΙ απων ί α. Τουδ ρογόν οε ί ναικαύσι μομεπολύμε γ άλ ηθ ε ρμαντ ι κήαξί α, τ οπροϊ όντ ηςκαύσης τ ου ε ί ναιμόν ο νε ρό καιμπορε ίν α με τ αφέ ρε τ αισεμε γάλε ςαποστ άσε ι ςχ ωρί ς απώλ ε ι ε ς . Εκτ όςαπό τ ηνπαραγ ωγήηλ ε κτ ρι κούρε ύματ ος, θαήτ ανι δανι κόνα χρησι μοποι ε ί τ αιτ ουδ ρογόν ογ ι ατ ηνκί ν ησητ ωνοχ ημάτ ωναν τ ίτ ωνπροϊ όν τ ωντ ου πε τ ρε λαί ου. Τουδ ρογόν οε ί ν αιόμωςδ ε υτ ε ρογ ε νέ ςκαύσι μο,δε νυπάρχ ε ιε λε ύθε ροστ ηφύσηπαρά μόν οστ ααν ώτ ε ραστ ρώματ ατ ηςατ μόσφαι ρας , γι ααυτ όπρέ πε ιν ακατ αναλωθε ί ε νέ ργ ε ι α γι ατ ηνπαραγ ωγήτ ου, ήκαιάλλαπρωτ ογε ν ήκαύσι μα Έν αςμε γ άλ ος τ ομέ αςστ ηνέ ρε υνακαιαν άπτ υξηγι ατ ηνχ ρήσητ ουυδ ρογόν ουωςκαύσι μουε ί ναιη βε λ τ ι στ οποί ηση τ ων με θόδων παραγ ωγ ής τ ου ώστ ετ ο κόστ ος ν α κατ έ βε ισε αν τ αγ ωνι στ ι κάε πί πε δασεσύγ κρι σημετ αάλλακαύσι μα.Παράλ ληλα, γ ί νε τ αιέ ρε υνα καιαν άπτ υξ ηγι ατ ουςτ ρόπουςαποθήκε υσης καιμε τ αφοράςτ ου, καθώςκαιγ ι ατ ι ς χρήσε ι ςτ ου. -5- ΚΕΦΑΛΑΙ Ο1 1.1 ΓΕΝΙ ΚΑΓΙ ΑΤΟΥΔΡΟΓΟΝΟ Προκε ι μέ ν ουν αμε λε τ ήσουμετ ουδρογ όν οστ ορόλ οτ ουκαυσί μουπρέ πε ιν αέ χ ουμε καλήγ ν ώσητ ηςί δ ι ατ ηςφύσηςτ ου. Παρακάτ ω αναφέ ρον τ αισυν οπτ ι κάκάποι ε ς βασι κέςι δ ι ότ ητ ε ςτ ου. Τουδρογ όνοσεθε ρμοκρασί αδωματ ί ου, βρί σκε τ αισεαέρι αφάση. Εί ναιάοσμο, άχ ρωμοκαιε ύφλε κτ ο. Ότ αναέ ρι ουδρογ όν οκαί γ ε τ αι , σχηματ ί ζ ε τ αιν ε ρό. Τοόν ομα τ ουστ οι χ ε ί ουαυτ ούδ όθηκεαπότ οΓάλλοχ ημι κόAntoine Lavoisier καιέ χε ιρί ζ ε ςτ ι ς λέ ξε ι ςτ ης αρχ αί ας ε λ ληνι κής γ λώσσας "ύδωρ" και"γ έ ν ομαι ". Πρώτ η φορά αν αγν ωρί στ ηκεωςξε χ ωρι στ όστ οι χε ί οαπότ ονΆγγ λοχ ημι κόHenry Cavedish τ ο 1766. Έν αάτ ομουδ ρογόν ουαποτ ε λε ί τ αιαπόέ ν απρωτ όν ι οκαιέ ν αηλε κτ ρόνι οε νώδύο άτ ομαε ν ών οντ αιμε τ αξ ύτ ουςώστ εναδ ώσο υνέ ναμόρι ουδρογ όνου. Τουδ ρογόν ο ε ί ν αιτ οπρώτ οστ οι χε ί οστ ονπε ρι οδι κόπί ν ακακαισυμβολί ζ ε τ αιμετ οσύμβολοΗ. Μπορε ίν ασυν δυαστ ε ίχ ημι κάμεσχε δ όνκάθ εάλλοστ οι χ ε ί οκαιέ τ σιμπορε ίνα δώσε ιπε ρι σσότ ε ρε ςε νώσε ι ςαπόότ ιμπορε ίοποι οδήποτ εάλ λοστ οι χ ε ί ο.Στ ι ςε νώσε ι ς αυτ έ ςσυγ κατ αλέ γ οντ αιτ ον ε ρόκαιδ ι άφοροιυδ ρογον άνθ ρακε ςόπωςτ οπε τ ρέ λ αι ο καιτ οφυσι κόαέ ρι ο. Λόγ ωτ ηςε λαφρότ ητ αςτ ουτ ουδρογ όνο, δε ναποτ ε λε ίπε ρι σσότ ε ροαπότ ο1% τ ης συν ολι κήςμάζ αςτ ηςγ ης . Σεκαθαρήαέ ρι αμορφήσυναντ άτ αισπάνι απαρόλ οπου πολλά ορυκτ ά καιόλ οιοιζ ωντ αν οίοργ ανι σμοίπε ρι έ χ ουνεν ώσε ι ςτ ου σεπολύ με γ άλο βαθ μό. Έτ σιτ ο υδρογ όν ο βρί σκε τ αιστ ην κε ρατ ί νη, στ αέ ν ζ υμα που συν τ ε λούνστ ηπέ ψη,στ αμόρι ατ ουDNA ε νώβρί σκε τ αιάφθονοστ ι ςτ ροφέ ςυπότ η μορφήλι πών , πρωτ ε ϊ νώνκαιυδ ρογον ανθ ράκων . Βαρύτ ε ραστ οι χε ί απροκύπτ ουναπότ ησύν τ ηξ ητ ουυδ ρογόν ου, όπωςτ οήλι ο(He). Βάσηαυτ ήςτ ηςδι αδι κασί αςπι στ ε ύε τ αιότ ισχ ηματ ί στ ηκετ οί δι οτ οσύμπανε ν ώη ί δ ι αδ ι αδ ι κασί αε ί ναιε πί σηςυπε ύθ υνηγ ι ατ ηνέ κλυσηε νέ ργ ε ι αςαπότ αάστ ραόπως γί ν ε τ αιστ ονήλ ι ο. 1.1.1 ΦΥΣΙ ΚΕΣΙ ΔΙ ΟΤΗΤΕΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Όπωςκαιτ απε ρι σσότ ε ρααέ ρι α, τ ομόρι οτ ουυδ ρογ όνουε ί ναιδι ατ ομι κό. Τοαέ ρι ο υδρογ όνο ε ί ν αιπολ ύ πι οελ αφρύ απότ ον αέ ρα. Συγ κε κρι μέ ν α, στ ους0 0C τ ο 3 υδρογ όνοέ χε ιπυκν ότ ητ α0.0899 kg/m πε ρί πουδέ καφορέ ςμι κρότ ε ρηαπόαυτ ήτ ου αέ ρακαιγ ι ααυτ ότ ολόγοδ εβρί σκε τ αισεμεγ άλε ςποσότ ητ ε ςστ ηνατ μόσφαι ρααφού σεσυνδ υασμόμετ ημι κρήτ ουμάζ αμπορε ίναδι αφύγ ε ιαπότ ι ςβαρυτ ι κέ ςδυν άμε ι ς τ ηςγ ης . Μεε ξαί ρε σητ οήλ ι ο,τ ουδρογ όν οέ χ ε ιτ οχ αμηλότ ε ροσημε ί οβρασμού(20 0 K) καιπήξ ε ως(14 0K). Υδ ρογόν οσευγ ρήφάσηε πι τ ε ύχθ ηκεπρώτ ηφοράαπότ ον Άγ γλ οχημι κόSir James Dewar τ ο1898, ε ί ν αιάχ ρωμοσεμι κρέ ςποσότ ητ ε ςαλλά αν οι χτ όμπλεσελε πτ άδε ί γματ α.Τοστ ε ρε όυδρογ όν οε ί ν αιε πί σηςάχ ρωμο. -6- Στ η φύση συν αντ ώντ αιτ ρί αδι αφορε τ ι κάι σότ οπα. Το ι σότ οπο πουαποτ ελ ε ίτ ο 1 99,98% τ ωνατ όμωνυδρογ όν ουον ομάζ ε τ αιπρώτ ι ο( H) καιαποτ ελ ε ί τ αιαπόέ να πρωτ όνι οκαιέ ναηλ ε κτ ρόνι ο. Σεποσοστ ό0,02% συν αντ ούμεέ ναδ εύτ ε ροι σότ οπο, τ οδε υτ έ ρι ο(2H ήD ) τ οοποί οαποτ ε λε ί τ αιαπόέ ν απρωτ όν ι ο,έ ναν ε τ ρόνι οκαιέ να ηλ ε κτ ρόνι ο. Τοδε υτ έ ρι οχρησι μοποι ε ί τ αισεπλήθοςε πι στ ημον ι κώνε φαρμογ ών . Το τ ρί τ οι σότ οποον ομάζ ε τ αιτ ρί τ ι ο(3H ήΤ ) αποτ ε λούμε ν οαπόέ ναπρωτ όνι ο, δύο νε τ ρόν ι ακαιέ ναηλ ε κτ ρόνι οκαιαν τ ι στ οι χ ε ίέ ν ασε10000 άτ ομαυδρογ όν ου. Το τ ρί τ ι οε ί ναιραδ ι ε ν ε ργ όμεχ ρόν οημί σε ι αςζ ωήςτ α12,4 χ ρόν ι α. Μέ χρισήμε ρα,ε κτ ός τ ωνπαραπάν ωι σοτ όπωντ αοποί αμπορούνναβρε θ ούνστ ηφύση, έ χ ουνπαραχ θε ί ε ργαστ ηρι ακάμέ χ ρικαιι σότ οπα6 ν ε τ ρον ί ων . Κατ άτ η κβαν τ ομηχ ανι κή προσέ γγ ι ση, συν οπτ ι κά, τ α πρωτ όν ι ατ ων μορί ων υδρογ όνουπε ρι βάλλον τ αιαπότ οηλ εκτ ρονι κόν έ φος2 ηλε κτ ρον ί ων. Η πυκνότ ητ α πι θ αν ότ ητ αςαυτ ούτ ουν έ φουςε ί ναιαυξ ημέ ν ηστ ονχ ώρομε τ αξ ύτ ωνπρωτ ονί ωνέ τ σι ώστ ετ οκαθέ ν αν αθωρακί ζ ε τ αιαπότ οομόσημοφορτ ί ουτ ουάλ λου. Η κατ άστ αση αυτ ή προκύπτ ε ιαπό άρτ ι α (συμμετ ρι κή) κυματ οσυν άρτ ηση ν α πε ρι γ ράφε ιτ ην ηλ ε κτ ρονι κήκατ ανομήστ ομόρι ο. Όμωςηολι κήκυματ οσυνάρτ ησητ ουσυστ ήματ ος τ ουμορί ο υτ ουυδρογ όνου(ωςγι ν όμε ν οτ ηςχωρ ι κήςκαιαυτ ήςτ ωνσπι ν ς ) πρέ πε ινα ε ί ν αιαν τ ι συμμε τ ρι κήσανσυνέ πε ι ατ ηςαρχήςτ ουPauli. Η κυματ οσυν άρτ ησητ ων σπι νςε πομέ ν ωςπρέ πε ιναε ί ν αιαν τ ι συμμε τ ρι κήδηλαδήτ ασπι νςτ ωνηλε κτ ρον ί ων τ ουμορί ουν αε ί ν αιαν τ ι παράλληλα. Ηλε κτ ρον ι κόνέ φοςμορί ουυδρογόνου. Πι οσκούρε ςπε ρι οχ έςαναπαρι στούνμε γαλύτ ε ρη ηλε κτρον ι κήπι θαν ότητ α 1.1.2 ΧΗΜΙ ΚΕΣΙ ΔΙ ΟΤΗΤΕΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Τοαέ ρι ουδρογ όνοσυν ήθωςδ ε ναντ ι δράμεάλλ αχημι κάσεθ ε ρμοκρασί αδ ωματ ί ου. Αυτ όδ ι ότ ιοδε σμόςμε τ αξ ύτ ωνατ όμωντ ουε ί ναιε ξ αι ρε τ ι κάδυν ατ όςκαιαπαι τ ε ί με γ άλε ςποσότ ητ ε ςε ν έ ργε ι αςγ ι αναδι ασπαστ ε ίώστ ετ αξ ε χ ωρι στ άπι αάτ ομανα αν τ ι δράσουνμεάλλ αστ οι χ ε ί αήε ν ώσε ι ς . Ωστ όσοθε ρμαι ν όμε νομεφλόγ ααν τ ι δρά βί αι αμετ οοξ υγ όνοτ ουαέ ραώστ εναδώσε ινε ρόσύμφων αμετ ηναν τ ί δραση: ε κλύον τ ας τ αυτ όχ ρον αε νέ ργ ε ι αί ση με 285.83kj ανά mol παραγ όμε ν ουν ερού. -7- Ταάτ ομαυδ ρογόν ουσχ ηματ ί ζ ουνομοι οπολ ι κούςδε σμο ύςτ όσομε τ αξ ύτ ουςόσοκαι μετ αάλλ αστ οι χε ί α,όπωςστ ι ςε νώσε ι ςτ ουμε θ αν ί ου(CH4) καιτ ουνε ρού.Οιδε σμοί αυτ οίδ ε νε ί ν αιπάν τ αι σχ υροίαλ λάσπάν εε ύκολαόπωςστ ηνπε ρί πτ ωσητ ωνοξέ ων . Παράδ ε ι γμααυτ ούε ί ναιτ ομε θαν ι κόοξ ύ(CH3COOH), έ ναασθε ν έ ςοξύ.Δι αλυόμε να σεν ε ρό, οασθε ν ήςδ εσμόςτ ουυδρογ όνουσπάε ι , μετ ουδ ρογ όνον ααφήν ε ιπί σωτ ο ηλ ε κτ ρόνι οτ ουκαιναμε τ ατ ρέ πε τ αισει όνυδ ρογόν ου(H+). Τουδ ρογ όνοε πί σης σχ ηματ ί ζ ε ιι ον τ ι κούςδε σμούςόπωςγ ι απαράδε ι γματ οHCl. Τέ λος ,τ ουδ ρογ όνομπορε ίνασχηματ ί σε ιτ ολ ε γόμε νοδ ε σμόυδρογ όν ου( hydrogen bond ). Οδε σμόςαυτ όςγ ί ν ετ αιμόν ομε τ αξύυδρογ όν ουκαιε ν όςαπότ αστ οι χε ί αO , S , N , F ήCl . Η ε νέ ργ ε ι ατ ουδε σμούαυτ ούε ί ν αιμι κρή. Χαρακτ ηρι στ ι κότ ε ρο παράδε ι γ μα αυτ ού αποτ ε λε ίτ ο νε ρό όπου κάθε μόρι οτ ου (σε μη υψηλέ ς θε ρμοκρασί ε ς ) συνδ έ ε τ αιμε 4 γ ε ι τ ονι κά δημι ουργ ώντ ας συμπλέ γ ματ α πολλών μορί ωνH2O. Ο δ ε σμόςυδ ρογόν ουκατ άέ ναμέ ροςοφε ί λ ετ αισεδυν άμε ι ςVan Der Waals ε ν ώέ χ ουμεε πι πρόσθ ε σηδ υνάμε ωνκαθαράχημι κούδε σμού. Τουδ ρογόν ο κάτ ωαπόπολύμε γάληπί ε ση(1,5 ε κατ ομμύρι αατ μόσφαι ρε ς ) καιθε ρμοκρασί α(3000 0 C με5000 0C) μπορε ίνασυμπε ρι φε ρθ ε ίκαιωςμέ τ αλλο,αν τ ανακλών τ αςτ οφωςκαι άγ ον τ αςτ οηλε κτ ρι κόρε ύμα. Ηλε κτ ρο νι κήπυκν ότ ηταατόμουυδρογ όνουγ ι αδι άφορεςτ ι μέ ςκβαν τ ι κών αρι θμώνn καιl (m=0). 1.2 ΟΙ ΚΟΝΟΜΙ ΑΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Μετ ονόρο"οι κον ομί α υδρογ όνου" ονομάζ ουμετ ηνυποδομή γ ι ατ ηνκάλυψη ε νε ργ ε ι ακών αν αγ κών βασι σμέ νη στ ο υδ ρογ όνο καιπε ρι κλε ί ε ιτ ι ςέ ν ν οι ε ςτ ης παραγ ωγ ής , τ ης αποθήκε υσης και τ ης χρήσης τ ου. Επι πλέ ον , αν η παραγ ωγ ήτ ου βασι στ ε ίσε αν ανε ώσι με ς πηγ έ ς εν έ ργ ε ι ας , οι παραπάνω δι αδι κασί ε ς αποτ ε λούν μέ ρη μί ας καθ αρής από ρί πους , κυκλι κής δι αδ ι κασί ας ,τ ολε γ όμε ν οκύκλοτ ουυδρογ όν ου(Σχήμα). -8- Το θέ μα τ ηςοι κον ομί αςυδρογ όνου προσε λκύε ιόλ ο καιπε ρι σσότ ερη προσοχή πε ί θ οντ αςγ ι ατ ηνκατ αλλ ηλότ ητ ατ ουυδ ρογόν ουωςμε λλον τ ι κόφορέ αε ν έ ργε ι ας . Αυτ όε ί ναιαν αμε ν όμε ν οσεκάποι οβαθ μόκαθώςμόν οπρόσφατ ατ οεπί πε δ οτ ων ε μπλε κομέ νωνε πι στ ημών έ χ ε ιωρι μάσε ιαρκε τ ά γι ατ η σωστ ή προσέ γγ ι ση τ ου θέ ματ οςτ ηςοι κον ομί αςυδρογ όνου,χ ωρί ςόμωςαυτ όν ασημαί ν ε ιπωςδε ναπαι τ ε ί τ αι πε ραι τ έ ρω ανάπτ υξ η. Αν τ ι θέ τ ως , πολ λά πρέ πε ιν αγ ί νουνσεε πι στ ημον ι κό και τ ε χν ολογ ι κόε πί πε δ οπρι νοιτ ε χν ολογ ί ε ςυδρογ όνουθ ε ωρηθ ούνώρι με ςγ ι αμαζ ι κή χρήση. Εξί σουσημαντ ι κόςπαράγ ον τ αςε ί ν αιεπί σης , ηαποδοχ ήτ ουκοι νούμι αόχι καιτ όσοτ αχε ί αδι αδι κασί α. Επι πλέ ον , αςμηξε χ ν άμεότ ιτ ουδρογ όν οδε ναποτ ε λε ίτ η μον αδ ι κήε ν αλλακτ ι κήόσωναφοράτ ηνε πί λυσητ ωνε ν ε ργ ε ι ακώναν αγκών . Σεκάθεπε ρί πτ ωσηόμως , ηοι κονομί αυδρογ όν ουε ί ν αιμί αι δέ αηοποί αακόμακιαν δε νυι οθε τ ηθε ίποτ έθαέ χ ε ισυν τ ε λέ σε ισεμε γ άλ οβαθ μόστ ηνκί ν ησηπροςτ ην ε κμε τ άλλε υσηαν ανε ώσι μωνκαιφι λ ι κώνπροςτ οπε ρι βάλλονπηγ ώνε νέ ργ ε ι αςκαι στ ηναν άπτ υξηανάλογ ωννέ ωντ ε χ νολ ογι ών . Τοότ ιυπάρχ ε ιέ ναςσαφήςπροσαν ατ ολι σμόςπροςτ ηνκατ ε ύθυν σητ ουυδ ρογόν ου δε νε ί ν αιτ υχ αί ο. Το υδρογ όν οέ χ ε ιτ ο υψηλότ εροε νε ργ ε ι ακόπερι ε χ όμε ν ο ανά μον άδ αβάρουςαπόοποι οδήποτ εάλλογ νωστ όκαύσι μο,120,7 kJ/gr καιπε ρί πουτ ρε ι ς φορέ ςμεγ αλύτ ε ροαπόαυτ ότ ηςσυμβατ ι κήςβε νζ ί ν ης . Κάν ε ικαθαρήκαύση. Ότ αν καί γ ε τ αιμεοξ υγόν ο παράγε ιμόνο ν ε ρό καιθ ε ρμότ ητ α. Ότ ανκαί γ ε τ αιμετ ον ατ μοσφαι ρι κό αέ ρα, ο οποί οςαποτ ε λε ί τ αιπε ρί πουαπό68% άζ ωτ ο, παράγ οντ αι ε πί σηςμε ρι κάοξ ε ί δ ι ατ ουαζ ώτ ουσεαμε λητ έ οωστ όσοβαθμό. Γι ατ ολόγ οότ ικάνε ι καθ αρήκαύσηδ εσυμβάλε ιστ ημόλ υνσητ ουπε ρι βάλ λοντ ος . Τοποσότ ουνε ρούπου παράγ ε τ αικατ άτ ηκαύσηε ί ν αιτ έ τ οι οώστ εν αθε ωρε ί τ αιε πί σηςαμε λητ έ οκαιμη ι καν όε πομέ ν ωςναε πι φέ ρε ικάποι ακλι ματ ολ ογ ι κήαλλαγήδ ε δομέ νηςακόμακαι μαζ ι κήςχρήσης . -9- Ωστ όσο, υπάρχ ουνκαιμε ι ον ε κτ ήματ αστ ηχ ρήσητ ουυδρογ όν ουωςκαύσι μο, τ α πε ρι σσότ ε ρα έ χ ουννακάνουνμετ ηνε λλε ι πή σημε ρι νήυποδ ομήκαιαποτ ε λούν κυρί ωςτ ε χ ν ι κάπροβλήματ ατ αοποί ααναζ ητ ούνλ ύση.Έν απρόβλημαε ί ναιαυτ ότ ης αποθ ήκε υσηςτ ου. Δε δομέ νουτ ουότ ιτ ουδρογ όν οε ί ναιπολύε λαφρύ, ησυμπί ε ση με γ άληςποσότ ητ αςσεμι κρούμε γέ θ ουςδε ξ αμε ν ήε ί ν αιδύσκοληλ όγωτ ωνυψηλών πι έ σε ωνπουχρε ι άζ ον τ αιγι αναε πι τ ε υχθε ίηυγ ροποί ηση. Πρόβλημαε πί σηςαποτ ε λε ί ηέ λ λε ι ψηοργαν ωμέ ν ουδι κτ ύουδ ι αν ομήςτ ου. Η οι κονομί αυδρογ όν ουαποτ ε λε ίτ ηνπι οε λκυστ ι κήλύσηόσωναφοράτ ηνκάλ υψη τ ων ε ν ε ργ ε ι ακών αν αγκώνστ ο άμε σο μέλ λον. Μπορούμεν α φαν τ αστ ούμε τ ην οι κον ομί αυδρογ όν ουσανέ νασυν δε μέ νοδ ί κτ υο απόχ ημι κέ ςδ ι ε ργ ασί ε ςοιοποί ε ςπαράγουνυδ ρογ όν οαπόφυσι κάκαύσι μα, τ η βι ομάζ αήτ ηνηλ εκτ ρόλυσητ ουν ε ρού αποθ ήκε υσηςτ ουπαραγ όμεν ουυδρογ όν ουμεφυ σι κέ ςήχημι κέ ςμε θόδ ους με τ ατ ροπήτ ηςε νέ ργ ε ι αςτ ηςοποί αςφέ ρε τ αιαπότ ουδρογ όνοσεηλε κτ ρι κή ε νέ ργ ε ι ακαιθε ρμότ ητ αστ οσημε ί οζ ήτ ησης Οιε ν ε ργ ε ι ακέ ςαπαι τ ήσε ι ςτ ουε πόμε ν ουαι ών αμπορούνν ακαλυφθούναπόαυτ ό ακρι βώςτ ομοντ έ λ ο. Χρησι μοποι ών τ αςτ ηνηλι ακήε νέ ργ ε ι αγ ι ατ ηνηλε κτ ρόλυση τ ουν ε ρούκαιπαράγ ον τ αςε ν έ ργε ι αμετ ηχ ρήσητ ουυδρογ όνουπουπαράγε τ αιμε μόν οπαραπροϊ όνν ε ρόέ χ ουμεπε τ ύχ ειέ νανκύκλοπαραγ ωγήςε νέ ργ ε ι αςμε γ άλης απόδ οσηςκαιε λάχ ι στ ωνρύπων . Παρόλο πουη παραπάνω ε ι κόνα φαί νε τ αιι δ ι αί τ ε ρη ε λκυστ ι κή, προςτ οπαρόν , αρκε τ άε πι στ ημον ι κάκαιτ ε χ νι κάθέ ματ απρέπε ιναε πι λυθ ούνπρώτ α. Κάθετ ομέ ας τ ηςοι κον ομί αςυδ ρογόν ου, ηπαραγ ωγ ήυδρογ όνουδηλαδή, ηαποθήκε υσητ ουκαιη ε κμε τ άλλε υση τ ου έ χ ε ιι δι αί τ ερε ςαπαι τ ήσε ι ς . Μόν ο ότ ανι καν οποι ητ ι κέ ςλύσε ι ς δοθούν , μπορε ίτ οσυνολι κόκόστ οςν αγ ί ν ε ισυγ κρί σι μομεαυτ ότ ωνσύγ χ ρονων πηγ ών ε ν έ ργε ι αςμετ ε λι κό στ όχ οτ ην πλήρη αν τ ι κατ άστ ασης τ ηςυπάρχ ουσας υποδομήςμεμί αν έ α, στ ηρι ζ όμε ν ηστ ουδ ρογόν ο. Γι αναεπι τ ε υχ θε ίκάτ ιτ έ τ οι οχ ρε ι άζ ε τ αικάτ ιπε ρι σσότ εροαπόαπλήβε λτ ί ωσητ ων σημε ρι ν ών σχ ε τ ι κών τ ε χ νολ ογι ών . Θα πρέ πειαντ ι θ έ τ ωςν αγ ί νουνθε με λ ι ώδ ους σημασί αςπρόοδ οισεμί απληθώραε πι στ ημον ι κώνπε δί ωνόπωςηφυσι κή,ηχ ημε ί αή ηε πι στ ήμητ ωνυλι κών. Ι δ ι άζ ουσαςσημασί αςε ί ν αιηκατ αν όησητ ωνδι ε ργ ασι ώνοι οποί ε ςλαμβάν ουνχώρασεατ ομι κόκαιμορι ακόε πί πε δοστ ηδ ι ε πι φάνε ι αυδρογ όν ου καιδι αφόρωνυλι κώνγ ι ατ ηχ ρήσητ ωνδε ύτ ε ρωνστ ηε ν έ ργε ι αυδρογ όνου.Νέ αυλι κά χρε ι άζ οντ αιγ ι ατ ηχ ρήσητ ουςσαμε μβράνε ς , κατ αλύτ ε ςή αποθηκε υτ ι κά μέ σα. Προκε ι μέ ν ουόμωςναγ ί νε ιε φι κτ όαυτ όχ ρε ι άζ ε τ αιμί απροσέ γ γ ι σηη οποί αδε ν πε ρι ορί ζ ε τ αιστ ηγ ν ώσηε ν όςμόν ογ ν ωστ ι κούπε δί ουαλλ άαντ ι θέ τ ωςπροκύπτ ε ιως αποτ έλ ε σμασυν δυασμούπε ρι σσοτ έ ρωντ ουε νός . Σανμέ ροςτ ηςε πι στ ήμηςκαιτ ηςτ ε χ νολ ογί αςτ οοποί οβρί σκε τ αισεπρώι μα, σχε τ ι κά, στ άδι αανάπτ υξ ης , τ οβάροςδί ν ε τ αιστ ηνπε ι ραματ ι κήδ ι αδ ι κασί α. Ωστ όσοε ξ ί σου ι δ ι αί τ ε ρηςσημασί αςαποτ ε λε ίηανάπτ υξ ηκαιηε κμε τ άλλ ε υσηθε ωρητ ι κώνμον τ έ λων μεμε θόδ ουςπροσομοί ωσηςπροκε ι μέν ουν αβοηθηθε ίτ οπε ί ραμακαιν αξε χ ωρί σουν κάποι ε ςκατ ε υθ ύνσε ι ςγ ι απι οπροσοδ οφόραέ ρε υνα. Οιδραματ ι κέ ςπρόοδ οιστ ην - 10 - υπολογ ι στ ι κή ι σχ ύτ α τ ε λε υτ αί α χ ρόν ι α και σε συν δυασμό με τ η χ ρήση υπολογ ι στ ι κώνσυστ ημάτ ωνπαράλληληςε πε ξε ργ ασί αςέ χ ουνδ ι ε υκολ ύνε ιπολ ύτ η θε ωρητ ι κή με λ έ τ η δί ν οντ ας μον τ έ λα γι ατ ην κατ άλυση, τ ην αποθ ήκε υση, τ η λε ι τ ουργί ατ ωνκυψε λ ώνκαυσί μουκ.ο.κ. Επί σηςέ ν ατ ομέ αςτ ουοποί ουη ε ξ έ λι ξηαποτ ε λε ίκαθ ορι στ ι κόπαράγ οντ αστ ην ε ξέ λι ξ ητ ηςοι κον ομί αυδ ρογόν ουε ί ν αιηε πι στ ήμηκαιητ ε χν ολογ ί αστ ηκλί μακατ ου ναν ομέ τ ρου. Υλ ι κάπροορι ζ όμε ν αγ ι ατ ηναποθήκε υσηυδ ρογόν ουήγ ι αηλε κτ ρόδ ι α κυψε λώνκαυσί μουβε λτ ι ώνουντ ηνε πί δ οσητ ουςραγ δαί αότ αναυτ άαποκτ ήσουν ναν οκρυστ αλλι κήδομή. Ο λ όγοςε ί ν αιότ ιτ αυλι κάαυτ άπαρουσι άζ ουνι δι αί τ ε ρε ς ι δ ι ότ ητ ε ςοιοποί ε ςοφε ί λοντ αιστ ομε γ άλολόγ οεπι φάν ε ι αςόγκουτ ωνθε με λι ωδών λί θωντ ους . Η κατ άλυση ε ί ν αιε κ φύσε ως παρατ ηρούμε ν η στ ην κλί μακα τ ου ν ανομέ τ ρου. Κατ ανοών τ αςτ ι ςχ ημι κέ ςκαιφυσι κέ ςδι ε ργασί ε ςπουχαρακτ ηρί ζ ουντ ι ςκατ αλυτ ι κέ ς δι ε ργασί ε ς , μπορούμε ν α αυξ ήσουμε τ ην απόδοση καιτ ην κι νητ ι κή αυτ ών. Κατ ασκε υάζ οντ αςβε λτ ι ωμέ ν ους κατ αλύτ ε ς μπορε ίνα δ οθε ίμε γ άλη ώθηση σε πολλούς τ ομε ί ςτ ης οι κονομί ας υδρογ όνου. Αυτ ό γί ν ε τ αι ε ύκολα αν τ ι ληπτ ό κατ αν οώντ αςπωςηκατ άλυσηπαί ζ ε ικεν τ ρι κόρόλοτ όσοστ ηνπαραγωγ ήόσοκαι στ ηναποθ ήκε υση τ ουυδρογ όνουόπωςε πί σηςκαιστ ηλε ι τ ουργ ί ατ ωνκυψε λών καυσί μου. Το θ έ μα τ ης οι κονομί αςυδρογ όνου, θ α πρέ πε ιε πί σης ν α σημε ι ωθε ίότ ιδε ν πε ρι ορί ζ ε τ αισεγ ν ωστ ι κάπε δ ί αόπωςηφυσι κήήχημε ί ακαιάλ λε ςθ ε τ ι κέςε πι στ ήμε ς ήσύγ χ ρονε ςτ ε χ νολ ογί ε ς . Ωστ όσο, αυτ ήτ ηστ ι γ μή, ηβαρύτ ητ αδί νε τ αισεαυτ άτ α πε δί α μέ χ ριστ ι γ μής . Η οι κον ομί α υδρογ όν ου ε ί ν αιέν αε υρύ θέ μα καιμετ ην ε δραί ωσητ ηςοιε πι πτ ώσε ι ςστ οπολι τ ι σμόμαςθ αε ί ν αιτ έ τ οι ε ςώστ ενααποτ ε λέ σε ι αν τ ι κε ί με ν ομελ έ τ ηςτ ωνοι κονομι κώνε πι στ ημώνήακόμακαιτ ι ςγι αανθρωπι στ ι κέ ς ε πι στ ήμε ςόπωςηκοι ν ωνι ολογ ί α. 1.3 ΤΟΥΔΡΟΓΟΝΟ ΩΣΦΟΡΕΑΣΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ Κατ άτ απρώι μαστ άδ ι ατ ηςανθ ρώπι ν ηςδ ραστ ηρι ότ ητ αςηκάλυψητ ωνε νε ργ ε ι ακών αν αγκώνγ ι νότ αναποκλε ι στ ι κάμεε κμε τ άλλ ε υσητ ηςβι ομάζ ας . Στ ατ έ λητ ου18ου αι ών α με τ ην αν ακάλυψη τ ηςατ μομηχ ανήςδημι ουργ ήθηκε η αν άγκη εύρε σης ε νέ ργ ε ι αςυπότ ημορφήκάρβουνου. Τοκάρβουν οαργότ ε ρασυμπλ ηρώθ ηκεμετ η χρήσηπε τ ρελ αί ουκαιφυσι κούαε ρί ου,όλ αμε γ άληςπε ρι ε κτ ι κότ ητ αςσεάν θρακα Το CO2 τ ο οποί ο παράγ ε τ αι όπωςγ νωρί ζ ουμεε ί ναιυπε ύθυν ογι ατ ο φαι ν όμε ν ο τ ου θε ρ μοκηπί ου με αποτ έ λε σμα τ ην αύξ ηση τ ης μέ σης θε ρμοκρασί ας τ ου πλ αν ήτ η. Αυτ ήη αύξηση τ ης θ ε ρμοκρασί ας έ χ ε ι ως συν έ πε ι α τ ην απε λ ε υθέ ρωση ακόμα πε ρι σσότ ε ρουCO2 τ οοποί οβρί σκε τ αι δι αλυμέ ν ο στ ον ε ρό τ ων ωκε ανών, καθώς η δι αλ υτ ότ ητ α τ ου ε ί ν αι - 11 - αν τ ι στ ρόφωςαν άλογ ητ ηςθε ρμοκρασί ας . Επι πλέ ον, μέ σαστ οντ ε λε υτ αί οαι ών αο πληθυσμόςτ ηςγ ηςαυ ξήθηκεκατ άέ ν απαράγ οντ α6 ε ν ώηε ν ε ργε ι ακήκατ αν άλ ωση κατ άέ ν απαράγον τ α80 ε νώυπολογ ί ζ ε τ αιπωςσύν τ ομαηζ ήτ ησηθαυπε ρκαλύψε ιτ ην προσφορά στ α καύσι μα. Δεθα πρέ πε ιν α ξε χ νάμεότ ιτ α ορυκτ ά καύσι μα τ ης σύγ χ ρονηςε ποχ ήςμαςδε νε ί ν αιαν ε ξ άν τ λητ ακαιθ απρέπε ιν αστ ραφούμεπρος κάποι ανέ απηγήε ν έ ργε ι ας , κατ άτ οι δ ανι κό,ανανε ώσι μη. Τουδρογ όνοέχ ε ιε πι πλέ ονμί αχ ρήσηλοι πόν.Μπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθ είωςφορέ ας ε νέ ργ ε ι ας . Μάλ ι στ ααυτ ήτ ηστ ι γ μήγ ί νον τ αισημαντ ι κέ ςπροσπάθε ι ε ς , κυρί ωςστ α ι δ ι αί τ ε ρααν ε πτ υγ μέ ν ακράτ η, γ ι ατ ημε τ ατ ροπήτ ηςπροσαρμοσμέ ν ηςστ ασυμβατ ι κά καύσι μα υποδομήςσευποδομή μεβάση τ ο υδ ρογ όνο. Εν δε ι κτ ι κά, η Ι σλανδ ί α, προβλ έ πε ισεμί αυποδομήπλήρωςβασι σμέ ν ηστ ουδρογ όν ομέ χ ριτ ο2030-2040, ε ν ώ μέ χ ριτ ο2030 στ όχοςτ ουυπουργ ε ί ουε ν έ ργ ε ι αςτ ωνΗ.Π.Α. εί ν αιηαν τ ι κατ άστ αση τ ου10% τ ηςε ν ε ργε ι ακήςκατ αν άλωσηςαπόε ν έργ ε ι αυδρογ όνου. Χαρακτ ηρι στ ι κόπαράδε ι γμαγ ι ατ οπωςτ ουδρογ όν ομπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίγ ι α ναπαραχ θε ίε ν έ ργε ι αε ί ναιοιλε γ όμε ν ε ςκυψέ λ ε ςκαυσί μου( fuel cells ) στ οι χ ε ί ατ α οποί αχρησι μοποι ούντ αιγι ατ ηνπαραγ ωγήηλε κτ ρι κήςε ν έργ ε ι αςμεβάση αυτ ό. Πε ρι σσότ ε ραγι ατ ι ςκυψέ λ ε ςκαυσί μουθ αδ ούμεσεε πόμε ν οκε φάλαι ο. Ητ άσηκατ αν άλ ωσηςκαυσί μωνόλοκαιλι γότ ε ρηςπε ρι ε κτ ι κότ ητ αςσεάν θρακαε ί ν αι ι στ ορι κάε μφανής . Τουδ ρογόν οαπαλλ αγ μέ νοαπόκάθεποσόάνθ ρακαμπορε ίνα προσφέ ρε ιαρκε τ ήε ν έργ ε ι αγ ι ακαθημερι ν έ ςχ ρήσε ι ςόπωςηηλε κτ ροδότ ησηκτ ι ρί ων ήηκί νησητ ωνμε τ αφορι κώνμαςμέ σων. Πε ρι ε κτ ι κότ ητε ςκαυσί μωνσεάν θρακακαιυδρογόν ο - 12 - 1.3.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΕΝΑΝΤΙΣΥΜΒΑΤΙ ΚΩΝΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ Τοότ ιυπάρχ ε ιέ ναςσαφήςπροσαν ατ ολι σμόςπροςτ ηνκατ ε ύθυν σητ ουυδ ρογόν ου δε νεί ν αιτ υχαί ο. Τουδρογ όνοέ χ ε ιτ ουψηλότ ε ροε νε ργ ε ι ακόπε ρι ε χόμε νοανάμον άδ αβάρουςαπό οποι οδ ήποτ ε άλλο γ ν ωστ ό καύσι μο, 120,7 kj/gr καιπε ρί που τ ρε ι ς φορέ ς με γ αλύτ ε ροαπόαυτ ότ ηςσυμβατ ι κήςβε ν ζ ί ν ης . Κάνε ικαθαρή καύση. Ότ αν καί γ ε τ αιμε οξυγ όν ο παράγ ε ιμόνο ν ε ρό και θε ρμότ ητ α. Ότ αν καί γ ε τ αιμετ ονατ μοσφαι ρι κόαέ ρα, ο οποί οςαποτ ελ ε ί τ αι πε ρί πουαπό68% άζ ωτ ο, παράγ οντ αιε πί σηςμε ρι κά οξ ε ί δ ι ατ ου αζ ώτ ουσε αμε λητ έ οωστ όσοβαθμό. Γι ατ ο λόγ ο ότ ι κάν εικαθ αρή καύση δε συμβάλε ι στ η μόλ υνση τ ου πε ρι βάλλον τ ος . Τοποσότ ουν ερούπουπαράγ ε τ αικατ άτ ηκαύσηε ί ναιτ έ τ οι ο ώστ εν αθε ωρε ί τ αιε πί σηςαμε λητ έ οκαιμηι καν όε πομέ νωςν αε πι φέ ρε ικάποι α κλι ματ ολογ ι κήαλλαγ ήδε δομέ νηςακόμακαιμαζ ι κήςχρήσης . Εί ν αιτ οί δ ι οακί ν δυν οόσοηβε ν ζ ί νη, τ οπε τ ρέ λαι οdiesel ήτ οφυσι κόαέ ρι ο. Το υδρογ όνομάλι στ αε ί ναιτ ολι γ ότ ε ροε ύφλε κτ οσεαπουσί ααέ ραμεθε ρμοκρασί α 0 0 0 αυθ όρμητ ηςανάφλε ξ ηςτ ους585 C (230 C με480 C η αντ ί στ οι χη τ ης βε ν ζ ί νης ). Μπορε ίν ασυμβάλε ιστ ημε ί ωσητ ουρυθ μούκατ αν άλωσηςτ ωνπε ρι ορι σμέ νων φυσι κών καυσί μων . Αν καισε πολλέ ς πε ρι πτ ώσε ι ς αυτ άτ αί δι α καύσι μα χρησι μοποι ούντ αιγι ατ ηνπαρασκε υήυδρογ όνουτ οε νε ργ ε ι ακό όφε λοςε ί ν αι με γ άλο. Μάλι στ α η πι ο συμφέ ρουσα οι κονομι κά αυτ ήτ η στ ι γμή μέ θοδ ος παρασκε υήςυδρογ όν ου βασί ζ ε τ αιστ η με τ ατ ροπή τ ουμε θαν ί ουτ ου φυσι κού αε ρί ου. Μπορε ίναπαρασκε υαστ ε ίμεπάραπολλ έ ςμε θόδ ουςσεοποι αδήποτ εχ ώρακαισε οποι οδ ήποτ ε μέ ρος κι ε πομέν ως μπορε ίν α βοηθήσε ι στ ην αν άπτ υξη αποκε ν τ ροποι ημέ ν ων συστ ημάτ ων παραγ ωγ ής ε ν έ ργε ι ας . Αυτ όθ α ωφε λήσε ι φτ ωχ ότ ε ρα καιλι γ ότ ε ρο αναπτ υγ μέ ν α κράτ ητ α οποί α σήμε ρα ε ξ αρτ ώντ αι ε νε ργ ε ι ακάαπόάλλαι σχ υρότ ε ρα. Επι πλέ ον , ηπε ρί πτ ωσηδυσλε ι τ ουργ ί αςε ν ός συστ ήματ οςπαραγ ωγήςε ν έ ργε ι αςδεθ αε πηρε άσε ιτ ηλε ι τ ουργ ί ατ ωνάλλων . 1.3.2 ΜΕΙ ΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΕΝΑΝΤΙΣΥΜΒΑΤΙ ΚΩΝΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ Όσοναφοράτ ώρατ αμε ι ον ε κτ ήματ αστ ηχ ρήσητ ουυδ ρογόν ουωςκαύσι μο, τ α πε ρι σσότ ε ρα έ χουννα κάν ουνμετ ηνε λλι πή σημε ρι ν ή υποδ ομή καιαποτ ε λούν κυρί ωςτ ε χ νι κάπροβλήματ ατ αοποί ααναζ ητ ούνλ ύση. Έν απρόβλημαε ί ν αιαυτ ότ ηςαποθήκε υσηςτ ου. Δε δ ομέ ν ουτ ουότ ιτ ουδ ρογόν ο ε ί ν αιπολύε λαφρύ,ησυμπί ε σημε γ άληςποσότ ητ αςσεμι κρούμε γ έ θουςδ ε ξαμε νή ε ί ν αιδύσκολ ηλ όγω τ ωνυψηλώνπι έ σε ωνπουχ ρε ι άζ οντ αιγ ι αν αε πι τ ευχ θε ίη υγροποί ηση. Δε ύτ ε ροπρόβλημααποτ ε λε ίηέ λλε ι ψηοργ αν ωμέν ουδι κτ ύουδ ι αν ομήςτ ου. - 13 - Λόγ ωτ ουπαραπάν ωκαιητ ι μήτ ουε πί σηςεί ν αισχ ετ ι κάυψηλ ήσεσύγκρι σημε αυτ ήτ ηςβε ν ζ ί νηςήτ ουπε τ ρε λαί ου. Ηπε ρι σσότ ε ροδι αδε δομέ νηλόγ ωχ αμηλού κόστ ουςμέ θ οδοςπαραγ ωγήςυδρογ όνουαυτ ήτ ηστ ι γμήε ί ναιημε τ ατ ροπήτ ου φυσι κούαε ρί ου.Ωστ όσοόσοε ξε λ ί σσον τ αικαιάλλε ςμέ θοδοι , όπωςημε τ ατ ροπή τ ηςαι ολ ι κήςε ν έ ργε ι ας ,τ οκόστ οςθασυνε χ ί σε ιν αμε ι ώνε τ αι . Επί σηςανκαιστ ομε γ αλύτ ε ρομέ ροςτ ωνπε ρι πτ ώσε ωντ ουδ ρογόν οθε ωρε ί τ αι πε ρι σσότ ε ροασφαλ έςαπόοποι οδήποτ εάλλ οκαύσι μο, κάτ ω απόσυγ κε κρι μέ ν ε ς συν θήκε ςμπορε ίν αγ ί ν ε ιε ξ αι ρε τ ι κάεπι κί νδ υνο. Γι α παράδ ε ι γμα, μπορε ίνα ε κτ οπί σε ιτ οοξ υγόν οε νόςχώρουκαιναδ ράσε ιωςασφυξ ι ογ όν ο. Αυξ ημέ νηε ί ν αικαιητ ι μήτ ωνκυψε λώνκαυσί μουμετ ι ςοποί ε ςαυτ ήτ ηστ ι γ μή γί ν ε τ αιημε γ αλύτ ε ρηεκμε τ άλλε υση τ ουυδ ρογόν ουωςκαύσι μο. Επι πλέ ονη τ ε χν ολογ ί ατ ουςδεμπορε ίν αθε ωρηθε ίολοκλ ηρωτ ι κάαξ ι όπι στ ηαφούπροςτ ο παρόνυπάρχ ουναρκε τ άτ ε χ ν ι κάπροβλήματ ατ α οποί ααναζ ητ ούναξ ι όπι στ ε ς λύσε ι ς . Κυψέ λε ς προσανατ ολι σμέ ν ε ςγ ι α οι κι ακή και με τ αφορι κή χ ρήση χαρακτ ηρί ζ οντ αιαπόμι κρήαν οχήσεκαύσι μαμηυψηλήςκαθ αρότ ητ ας . Αυτ όμε τ ησε ι ράτ ουαυξ άνε ιτ οκόστ οςπαραγ ωγ ήςτ ουκαυσί μου. Κυψέ λε ςκαυσί μου προσανατ ολ ι σμέ ν ε ςγι α βι ομηχ ανι κή χρήση πάλ ιχ αρακτ ηρί ζ οντ αιαπό πολύ υψηλέ ςθε ρμοκρασί ε ςλε ι τ ουργ ί ας . 1.4 ΜΕΘΟΔΟΙΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Ημηύπαρξηκαθαρούαέ ρι ουυδρογ όνου,θέ τ ε ιτ οπρόβληματ ηςπαρασκε υήςτ ου.Οι μέ θοδ οιπουχρησι μοποι ούν τ αιγ ι ατ ηνπαρασκε υήυδρογ όν ουε ί ν αιπολ υάρι θμοι . Οι πε ρι σσότ ε ροιπε ρι έ χ ουντ ηδι αδι κασί ατ ηςυδ ρόλυσηςκατ άτ ηνοποί αμόρι αν ε ρού δι ασπών τ αι σε υδρογ όν ο και οξ υγ όνο σύμφων α με τ ην αντ ί δ ραση ε νέ ργ ε ι α κατ ηγ ορί ε ς : . Οι μέ θοδ οι παρασκε υής , ε ν δε ι κτ ι κά, χ ωρί ζ ον τ αι σε 3 Τι ςθε ρμοχ ημι κέ ς , Τι ςηλε κτ ρολ υτ ι κέ ς Τι ςφωτ ολυτ ι κέ ς . 1.4.1 ΘΕΡΜΟΧΗΜΙ ΚΕΣ 1. ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙ ΑΦΥΣΙ ΚΟΥΑΕΡΙ ΟΥ Στ ι ςθε ρμοχημι κέ ςμε θόδ ουςσυγκατ αλέ γ ε τ αιηε πε ξ ε ργ ασί ατ ουφυσι κούαε ρί ου. Το χαμηλ όκόστ οςε πε ξε ργ ασί αςτ ουκαιηαφθον ί ατ ουε ί ν αικυρί ωςοιλ όγοιγι ατ ους οποί ουςαυτ ήημέ θοδ οςχ ρησι μοποι ε ί τ αιπε ρι σσότ ε ροαπόοποι αδήποτ εάλ ληαυτ ήτ η στ ι γ μήγι ατ ηνπαραγ ωγ ήυδ ρογόν ου. Τοφυσι κόαέ ρι οχ ρησι μοποι ε ί τ αιγ ι ατ ο45% τ ηςσυνολ ι κήςπαραγ ωγ ήςτ ουυδρογ όν ου. Τουπόλ οι ποποσοστ όμοι ράζ ετ αιάν ι σα. 30% έ χ ουμεαπόε πε ξ ε ργασί απε τ ρε λαί ου, 15% απόκάρβουνοκαιτ ουπόλοι πο5% απόηλε κτ ρόλ υση. - 14 - Τοκύρι ομέ ροςτ ηςδι αδι κασί αςαποτ ε λ ε ί τ αιαπότ ηνε πε ξε ργ ασί ακαιμε τ ατ ροπήτ ου αέ ρι ουμε θαν ί ουτ ουφυσι κούαε ρί ου(αν αμόρφωσηατ μούμε θαν ί ου). Στ απροϊ όντ α αυτ ήςσυγκατ αλέ γ ε τ αικαιδ ι οξ ε ί δι οτ ουάνθ ρακατ οοποί οαπε λε υθε ρών ε τ αιστ ην ατ μόσφαι ρα. Γι ατ ην αποφυγή αυτ ού τ ου γ ε γ ονότ οςγ ί νε τ αιέ ρε υνα πάν ω στ η βε λ τ ί ωσητ ηςδι αδι κασί αςώστ ετ οCO2 αυτ όνααπορροφάτ αικατ άτ ηδ ι αδ ι κασί α με τ ατ ροπής , κάτ ιτ οοποί ομετ ησε ι ράτ ουθ αοδηγ ήσε ισεπαραγ ωγ ήμε γ αλύτ ε ρης ποσότ ητ αςυδρογ όν ου, σεχ αμηλότ ε ρε ςθ ε ρμοκρασί ε ςκαισεμε ι ωμέ ν οκόστ οςκατ ά έ ναποσοστ ό25%-30%. 2. ΑΕΡΙ ΟΠΟΙ ΗΣΗΚΑΙΠΥΡΟΛΥΣΗΒΙ ΟΜΑΖΑΣ Δε ύτ ε ρημέ θοδοςστ ηνκατ ηγ ορί ατ ωνθε ρμοχ ημι κώνε ί ναιαυτ ήπουστ ηρί ζ ε τ αιστ ην ε κμε τ άλλε υσητ ηςβι ομάζ ας , τ ηναποθηκε υμέ νηδηλαδήχ ημι κήε νέ ργ ε ι αστ αφυτ ά καιστ αζ ώα. Μεπυρόλυσητ ηςβι ομάζ ας , ηοποί απροκαλ ε ί τ αιμεθέ ρμανσητ ηςαπουσί αοξ υγόν ου καιαποτ ε λε ίμηαντ ι στ ρε πτ ήχ ημι κήμε τ αβολ ή, λαμβάνουμεαν άλ ογ αμετ ι ςακρι βε ί ς συν θήκε ςθε ρμοκρασί αςκαιπί εσης , πλήθοςπροϊ όντ ων , αέ ρι ας , υγ ρήςή στ ε ρε άς μορφής . Ταυγ ρήςμορφήςπροϊ όν τ αστ ηνουσί αε ί ναιέ ναε ί δ οςλαδι ού,τ οοποί οόπως καιτ ο πε τ ρέ λ αι ο, πε ρι έ χε ιέ να ε υρύ φάσμα συστ ατ ι κών τ α οποί α μπορούννα δι αχ ωρι στ ούνσεχρήσι με ςχ ημι κέ ςουσί ε ςκαικαύσι μαμεκατ άλληληε πε ξ ε ργασί α, συμπε ρι λ αμβανομέ νουκαιτ ουυδρογ όν ου. Επί σης , μεθ έ ρμανσητ ηςβι ομάζ αςπαρουσί απε ρι ορι σμέ ν ωνποσοτ ήτ ωνοξ υγόν ου, κατ άτ ηλε γ όμε ν ηδηλαδήαε ρι οποί ησητ ηςβι ομάζ αςέ χ ουμεάμε σηπαραγ ωγήCO και H2. Τομί γ μααυτ όονομάζ ε τ αιαέ ρι οσυν θέ σε ως( synthesis gas ). 1.4.2 ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙ ΚΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ ΝΕΡΟΥ Κατ άτ ηνηλε κτ ρόλυσητ ον ε ρόδι ασπάτ αιστ αβασι κάστ οι χ ε ί αόπουτ οαποτ ε λούν , υδρογ όνοκαιοξυγ όν ομετ ηνπαροχ ήηλ ε κτ ρι κούρε ύματ ος . Ταπλε ονε κτ ήματ ααυτ ής τ ηςδ ι ε ργ ασί αςε ί ν αιηυψηλήςκαθαρότ ητ αςυδ ρογόν ο πουπαράγ ε τ αι . Ωστ όσο, αποτ ελ ε ίακρι βήμέ θοδοε νσυγκρί σε ιμετ ηναναμόρφωσηατ μούτ ουφυσι κούαε ρί ου ε ξαι τ ί αςτ ουκόστ ουςτ ουηλε κτ ρι κούρε ύματ οςτ οοποί οαπαι τ ε ί τ αι . - 15 - Αν απαράστ ασηηλε κτ ρολυτ ι κούστοι χ ε ί ου Κατ άτ ηνηλε κτ ρόλυση, στ ηνκάθοδ οι όν τ αυδρογ όνου(πρωτ όνι α) αν άγον τ αισε υδρογ όνο ε ν ώ στ ην άν οδο τ ο νε ρό οξ ε ι δ ώνε τ αισεοξ υγόν ο καιπρωτ όν ι α. Οι δι ε ργασί ε ςαυτ έ ςπε ρι γ ράφον τ αιαν τ ί στ οι χ ααπότ ι ςπαρακάτ ωαν τ ι δράσε ι ς : (κάθοδος ) και (άνοδ ος ) οιοποί ε ςμαςδί νουντ οσυνολ ι κόμηχαν ι σμότ ηςηλ ε κτ ρόλυσης : Πλε ον έ κτ ηματ ηςμε θόδουε ί ναιτ οότ ιτ οπαραγ όμε ν οοξ υγ όνομπορε ίε πί σηςνα ε κμε τ αλλε υτ είγ ι αβι ομηχ ανι κήήάλ ληχ ρήση. Θε ωρητ ι κά 1,23 V εφαρμοζ όμε ν ης τ άσης αρκούν γ ι α τ η δ ι ε ξ αγωγή τ ης ηλ ε κτ ρόλυσης . Πρακτ ι κά, χ ρε ι άζ ε τ αιπε ρι σσότ ερητ άση(1,55 V με1,65 V ). Η απόδ οσητ ηςηλ εκτ ρόλυσηςορί ζ ε τ αιωςτ ολόγ οτ ου1,23 V προςτ ηντ άσηόπου χρησι μοποι ε ί τ αι . Μετ άση1,60 V έ χ ουμεαπόδοση Ηθε ωρητ ι κήτ ι μήυπολογ ί ζ ε τ αιωςε ξής . Ηε ξ ί σωσητ ουNernst γ ι ατ ηνκάθ οδοε ί ναι - 16 - Όπου τ οδ υναμι κόσει σορροπί αγι ατ ηνκάθοδο, τ οπρότ υποδυν αμι κού ηλ ε κτ ροδί ουυδρογ όν ου, 2 F τ οφορτ ί οCoulomb πουδ ι έ ρχ ε τ αιαπότ οηλε κτ ρόδ ι οκαι οιε νε ργ ότ ητ ε ςπροϊ όν τ ωνκαιαν τ ι δρόν τ ων . Αν άλ ογαγ ι ατ ηνάνοδοέ χ ουμε με τ οπρότ υποδυν αμι κότ ουαν οδι κούηλ ε κτ ροδί ου. Κατ άσύμβασηθε ωρούμε . Θε ωρών τ ας (ότ ιδηλαδή , και βρί σκοντ αι στ ηνπρότ υπηκατ άστ αση(standard state)) τ ότ εαπότ ι ςπαραπάν ωσχέ σε ι ςέ χουμε Η αν τ ί δραση τ ηςκαθόδου, ε μπλέ κε ιόπωςε ί δ αμε4 ηλε κτ ρόν ι α καιηοξ ε ί δ ωση πραγ ματ οποι ε ί τ αιμέ σω μι αςσε ι ράςε ν δι άμε σωνπροϊ όν τ ων . Σεαυτ όοφε ί λ ε τ αιη αν άγκηε πι πλέ οντ άσηςκαθ ώςηόληδι αδ ι κασί αχαρακτ ηρί ζ ε τ αιαπόαργόκι νητ ι κό μηχ αν ι σμό. Η χ ρήσηκατ αλύτ ηβοηθάε ιστ ημε ί ωσηαυτ ήςτ ηςτ άσηςκαιε πι τ αχ ύνε ι τ ηδι αδι κασί α. Έναςι δ αν ι κόςκατ αλύτ ηςγ ι ατ ηνοξ ε ί δ ωσητ ουν ε ρούθαπρέ πε ινα ε ξι σορροπε ίτ ηναπαι τ ούμε ν ηε ν έ ργε ι ατ ουκάθ εε ν δι άμε σουβήματ οςκαιε πί σηςνα ε ξι σορροπε ίτ ουςρυθμο ύςμε τ αφοράςκάθεηλε κτ ρον ί ου. Η απε υθε ί αςηλε κτ ρόλυσην ε ρούμέ χ ρικαιτ ηδ ε καε τ ί ατ ου'50 εί χ εε υρε ί αχ ρήση στ ηνπαραγ ωγ ήυδ ρογόν ου. Σήμε ρα, έ ναμι κρόμόν οποσοστ όυδρογ όνουπαράγ ε τ αι κατ άαυτ όντ οντ ρόποσεε φαρμογ έ ςκυρί ωςόπουχ ρε ι άζ ε τ αιμι κρόςόγ κοςκαθαρού υδρογ όνου.Ωστ όσοπαράλληλαπαρατ ηρε ί τ αιμι ααν αγ έ νν ησητ ουε νδ ι αφέ ρον τ οςμε τ ην κατ ασκε υή ολοκληρωμέ ν ων συστ ημάτ ων ηλε κτ ρολυτ ών σε συν δυασμό με ε κμε τ άλλε υσηαν ανε ώσι μωνπηγ ώνε νέ ργ ε ι ας(ηλ ι ακήςήαι ολι κής ). Πε ρι σσότ ε ρα σχ ε τ ι κάθαδ ούμεπαρακάτ ω. 1.4.3 ΦΩΤΟΛΥΤΙ ΚΕΣ 1. ΦΩΤΟΒΙ ΟΛΟΓΙ ΚΗΠΑΡΑΓΩΓΗ Συνε χ ί ζ ουμε με τ ι ς φωτ ολυτ ι κέ ς με θόδ ους . Ορι σμέ νοι φωτ οσυν θε τ ι κοί μι κροοργ αν ι σμοίπαράγ ουνυδρογ όν οωςμέ ροςτ ουμε τ αβολι κούτ ουςκύ κλουμετ η βοήθε ι αε ν έ ργε ι αςαπόφως . Μεσωστ ήε κμε τ άλλε υσητ ουςμπορούνν αε πι τ ευχ θούν ποσοστ άαπόδοσηςκοντ άστ ο25%. Με ι ον έκτ ημααυτ ήςτ ηςμε θόδ ουε ί ναιότ ιτ ην παραγ ωγ ήυδρογ όν ουσυνοδ ε ύε ικαιπαραγ ωγήοξυγ όν ουόπουσεμε γάλε ςποσότ ητ ε ς δρακατ αστ ρε πτ ι κάπάνω στ οσυνήθωςαναε ρόβι οβι ολογ ι κόσύστ ημα. Αυτ όςε ί ναι καιολόγ οςγ ι ατ ονοποί ογ ί νον τ αιπροσπάθε ι ε ςγι ατ ηδημι ουργ ί ανέ ωνγ ε ν ε τ ι κών μορφώνπε ρι σσότ ε ροαν θε κτ ι κώνστ οοξ υγόν ο. Εί ναιε ν δι αφέ ρονν απαρατ ηρήσουμε ότ ιηβι όσφαι ραχ ρησι μοποι ε ίέ ναπολ ύμι κρόποσοστ ότ ηςηλι ακήςακτ ι νοβολ ί αςγ ι α τ ην παραγ ωγ ή υδρογ όνου (μι κρότ ε ρο τ ου 0,5% τ ηςσυν ολι κήςφωτ οσυν θε τ ι κής δι αδ ι κασί ας ) σεποσάτ αοποί αε ί ν αισυγκρί σι μαμεαυτ άπουχ ρε ι άζ ον τ αιγ ι ατ ην κάλ υψητ ωνε νε ργ ε ι ακώναναγ κώνμας . - 17 - 2. ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ Παρόμοι ααπόδοσηπαρουσι άζ ουνσυστ ήματ αηλι ακώνσυλλε κτ ώνσυν δε μέ ν ωνσε σε ι ράέ τ σιώστ εναπαράγ ε τ αιαρκε τ ήτ άσηγι αν αδ ι αχ ωρι στ ε ίν ε ρόστ ασυστ ατ ι κά τ ου. Η θε ωρητ ι κήτ ι μήγ ι αέ ν ατ έ τ οι οσύστ ημαόσωναφοράτ ηναπόδοσητ ουε ί ναι 40%. Ωστ όσοπρακτ ι κάητ ι μήαυτ ήπέ φτ ε ιστ ο20% με25%. Μεχ ρήσηυλ ι κών χαμηλ ούκόστ ουςόπωςτ ηςάμορφηςσι λι κόνηςηαποδοτ ι κότ ητ αμε ι ών ετ αιακόμα πε ρι σσότ ε ρο, στ ο5% με10%, όμωςαποτ ε λε ίτ ηχ ρυσήτ ομήκόστ ους- απόδοσηςκαι κάν ε ιτ ημέ θοδ οοι κον ομι κάσυμφέ ρουσασχ ε τ ι κά. Μί α σχ ε τ ι κά νέ ατ ε χ νολογ ί α στ ηνμε τ ατ ροπή ηλι ακήςε νέ ργ ε ι αςε ί ν αιη χ ρήση φωτ οηλε κτ ροχ ημι κώνστ οι χ ε ί ωνήαλλι ώςστ οι χ ε ί ωνGr a tzel ( photoelectrochemical cells , PEC cells ). Ταστ οι χε ί ααυτ άαποτ ε λούν τ αιαπόέ ναπορώδε ςλ ε πτ όυμέ νι ο TiO 2 με γ έθ ουςσωματ ι δ ί ωνπε ρί που 2 με20 nm σεδ ι άμε τ ρο. Το υμέ ν ι ο αυτ ό ε πι καλύπτ ε τ αιμεβαφή( dye ) καιέ ρχ ε τ αισεε παφήμευγ ρόηλε κτ ρολύτ η. Το σύστ ημα αυτ ό βρί σκε τ αιαν άμε σα σε δ ύο δι αφαν ή ηλε κτ ρόδ ι α, συνήθωςγ υαλί ε πι καλυμμέ ν ομεαγώγ ι μοστ ρώμα. Ότ ανφωςπροσπί πτ ε ιστ ηνβαφή,δημι ουργ ούντ αι ζ ε ύγηηλε κτ ρον ί ων- οπών. Ταηλ ε κτ ρόνι αμε τ απηδούνστ ηζ ών ηαγ ωγ ι μότ ητ αςτ ου λε πτ ού φι λμ τ ουTiO2 καιαπό αυτ ό στ ο ηλε κτ ρόδ ι ο (άνοδ ος ) τ ο οποί οε ί ν αι συν δε δε μέ νομεε ξωτ ε ρι κόκύκλωμα. Στ ηνουσί αηπαραγομέ νητ άσηε ί ναιαυτ ήπου θαηλ ε κτ ρολύε ιτ ον ε ρό. Ταηλ εκτ ρόνι αολοκληρών ουντ οκύκλοτ ουςμετ ονα με τ αφε ρθούνστ ηνκάθ οδοκαιμέ σωτ ουηλε κτ ρολύτ ηπί σωστ ηβαφή. Παρόλοπου τ ο TiO2 απόμόν οτ ου μπορε ίνααποβάλλε ιηλ ε κτ ρόνι α κατ άτ ηναπορρόφηση φωτ ον ί ωνηβαφήε ξ υπηρε τ ε ίστ ηδι ε ύρυν σητ ουφάσματ οςαπορρόφησηςκαιστ ην πε ρι οχ ήτ ουορατ ούφάσματ οςαυξάν οντ αςέ τ σιτ ηναπόδοση. Προσμί ξ ε ι ςάνθ ρακα στ οTiO2 έ χ ουνπαρόμοι οαποτ έ λε σμα.Τι ςοξε ι δοαν αγωγ ι κέ ςαν τ ι δράσε ι ςστ ι ςοποί ε ς συμμε τ έ χ ε ιοηλ ε κτ ρολύτ ηςε πι τ αχ ύνε ικατ αλ ύτ ηςπουβρί σκε τ αιστ ηνκάθ οδ ο. Σχηματι κήαν απαράστ ασηφωτ οηλε κτ ροχ ημι κούστ οι χε ί ου Έν αστ οι χε ί οPEC κατ ασκε υάζ ε τ αιαπόφτ ηνάυλι κά. Η απόδοσητ ουε ί ναιπε ρί που 10% αλλάμπορε ίνααυξ ηθ ε ίμε ι ών οντ αςτ οκόστ οςκατ ασκε υήςακόμαπε ρι σσότ ε ρο ή δι ε υρύνον τ ας τ ο φάσμα απορρόφησης τ ου. Επι πλέ ον , υπε ρτ ε ρε ίτ ων φωτ οβολτ αϊ κώνστ οι χε ί ωνλ όγωτ ηςμι κρότ ε ρηςυπέ ρτ ασηςηοποί αε μφαν ί ζ ε τ αιστ ην άν οδοκατ άτ ηνηλε κτ ρόλ υσητ ουν ε ρού. - 18 - 1.5 ΜΕΘΟΔΟΙΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Η αποθήκε υσηυδρογ όνουυπον οε ίουσι αστ ι κάτ ημε ί ωσηε ν όςπολύμε γ άλουόγ κου αε ρί ουυδρογ όν ου.1 kg υδρογ όνουσεθ ε ρμοκρασί απε ρι βάλ λοντ οςκαιατ μοσφαι ρι κή πί ε σηκατ αλ αμβάνε ι11m3. Γι ατ ηνπρακτ ι κήε πομέ ν ωςχ ρήσητ ουπρέ πε ιν ααυξηθε ί ηπυκν ότ ητ ατ ου. Αυτ όγί ν ε τ αιε ί τ εαυξ άν ον τ αςτ ηνπί ε σητ ουε ί τ εμε ι ώνον τ αςτ η θε ρμοκρασί ατ ουε ί τ ε ,τ έ λος , με ι ώνον τ αςτ ηνάπωσημε τ αξύτ ωνμορί ωνκαθώςαυτ ό αν τ ι δρά μεκάποι ουλι κό. Επί σηςπολύ σημαντ ι κό κρι τ ήρι οε ί ναικατ ά πόσο η δι αδ ι κασί ατ ηςαποθήκε υσηςε ί ν αιαν τ ι στ ρέ ψι μη. Τουδ ρογόν ομπορε ίν ααποθηκε υτ ε ίμετ ουςακόλουθουςτ ρόπου ς 1. 2. 3. 4. 5. Μευψηλήςπί ε σηςφι άλε ςαε ρί ου Ωςυγ ρόσεκρυογ ονι κέ ςδ ε ξαμε νέ ς Προσροφημέ νοσευλι κάμεμε γάληε ι δι κήεπι φάν ει α Ροφημέ ν οσεε ν δοπλε γ ματ ι κέ ςθ έ σε ι ςσεμέ τ αλλα Μεχ ημι κούςδε σμούς(ι ον τ ι κήςήομοι οπολι κήςφύσης ) 1.5.1 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΕΑΕΡΙ ΑΦΑΣΗ Τοπι οκοι ν όσύστ ημααποθήκε υσηςυδρογ όν ουε ί ν αιοιφι άλε ςαε ρί ουπί ε σης5000 psi (1 psi = 6,894 kPa = 0,0680 atm ). Σετ έ τ οι ε ςπι έ σει ςηογ κομε τ ρι κήπυκνότ ητ α τ ωνπε ρί που36 kg/m3, πε ρί που η μι σή τ ου υγ ρού υδρογ όνουσεθ ε ρμοκρασί α ε ξατ μί σε ως . Πολύμε γ αλύτ ε ρε ςπι έ σε ι ςεί ν αιε φι κτ έ ςε νώμπορούνν αφτ άν ουνκαιτ α 10000 psi . Τέ τ οι ε ςφι άλε ςαποτ ε λ ούντ αιαπόπολ λαπλ άστ ρώματ α. Γι ατ ηνε ν ί σχ υση τ ηςανθ ε κτ ι κότ ητ αςτ ουςστ ι ςυψηλέ ςπι έ σε ι ςμπορούνν αχ ρησι μοποι ηθούνκαι στ ρώματ αναν οσωλήν ωνάν θρακα. Απότ ηντ ύπο: υπολογ ί ζ ε τ αι , υποθέ τ ον τ ας ι σόθ ερμη συμπί ε ση, θε ωρητ ι κά τ οέ ργο τ ο οποί ο απαι τ ε ί τ αιγ ι ατ ησυμπί ε σητ ουαέ ρι ουυδρογ όνο υμέ σαστ ηφι άλη. Η τ ε λι κήπί ε ση συμβολί ζ ε τ αιστ ονπαραπάν ωτ ύποωςp καιηαρχ ι κήως . Τουπολογ ι ζ όμε ν οέ ργ ο συν οδε ύε τ αιαπόκάποι οσφάλμα, μι κρότ ε ροωστ όσοαπό6% γι ατ ι ςπε ρι οχ ήπι έ σε ων από0,1 ε ώς100 MPa . Γι ατ ηνι σόθε ρμησυμπί ε σηυδρογ όνουαπό0,1 MPa σε80 MPa απαι τ ε ί τ αισύμφων αμετ οντ ύποε νέ ργ ε ι α2,21 kWh / kg . Σεπραγ ματ ι κέ ς δι ε ργασί ε ςτ οέ ργοε ί ν αιμε γαλύτ ε ροκαθ ώςησυμπί ε σηδε νε ί ν αιι σόθε ρμη. Ταμε ι ον ε κτ ήματ ααυτ ήςτ ηςμε θόδο υε ί ν αιηχαμηλ ή πυκν ότ ητ ατ ουυδ ρογόν ου καθ ώςκαιοιυψηλέ ςπι έ σε ι ςπου απαι τ ούν τ αι . Επί σης , οιπε ρι σσότ ε ρε ςφι άλε ς σήμε ραχρησι μοποι ούνκράματ αχαλκούήαλουμι ν ί ου. Φι άλε ςαπόαν οξ ε ί δ ωτ αυλ ι κά με τ άλλ ων, οσί δηροςήτ οτ ι τ άν ι οδ ενε ί ν αικατ άλληλακαθώςτ ουδρογ όνομπορε ίνα προκαλέ σε ιμέ χ ρικαιτ ηνολι κήθ ραύσητ ηςφι άλης . - 19 - Τουδρογ όνοσεχ αμηλέ ςπι έ σε ι ςδι αχ έε τ αιμέ σω τ ωνπόρωνε νόςστ ε ρε ούκαι συγ κε ντ ρώνε τ αισεχ ώρουςόπουυπάρχ ουνατ έ λε ι ε ςστ ηκρυστ αλλι κήδομή. Τότ ε , αν αφε ρόμε ν οισεανοξ ε ί δ ωτ αυλι κά, τ ουδ ρογόν οαντ ι δράμετ ι ςπροσμί ξ ε ι ςτ ου υλι κούκαισχ ηματ ί ζ ε ικάποι ουδρί δι ο. Τουδρί δι οαυτ όπαραμέ ν ε ιστ οχ ώροόπου σχ ηματ ί ζ ε τ αικαιαυξ ανόμε νοσεσυγ κέ ντ ρωσηασκε ίπι έ σε ι ςστ ογ ύρω όγκοστ ου στ ε ρε ού. Αυτ έ ςοιπι έ σε ι ςαπόέ ναόρι οκαιπάν ω αν άλογατ ουλ ι κόμπορούννα προκαλέ σουντ ηνθραύσητ ου. Μέ χριτ οσημε ί οτ ηςθραύσηςτ οφαι ν όμε ν οε ί ναι αν τ ι στ ρε πτ όστ ηνπε ρί πτ ωσηπουαπομακρυν θε ίτ ουδρογ όνο. Σευψηλέ ςπι έσε ι ς , όπωςαυτ έ ςπουμαςε νδ ι αφέ ρουνγι ατ ηναποθήκε υσητ ουυδρογ όν ου, τ απράγ ματ α αλ λάζ ουν λί γ ο. Το υδρογ όνο συσσωρεύε τ ε κυρί ωςστ α όρι ατ ων κόκκων τ ου με τ άλλ ουκαιηθραύσητ ουυλι κούξ ε κι ν άε ιαπόαυτ έ ςτ ι ςπε ρι οχ έ ς . Τοφαι ν όμε ν οτ ης προκαλούμε ν ηςαπόυδρογ όν οε υθραυστ ότ ητ ας( hydrogen induced embrittlement ) πρέ πε ιν α ληφθε ίσοβαρά υπόψη στ ην κατ ασκε υή φι αλών μεπροορι σμό τ ην αποθ ήκε υσηυδρογ όνου. 1.5.2 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΕΥΓΡΗ ΦΑΣΗ Τουγρόυδρογ όνοαποθηκεύε τ αισεκρυογ ον ι κέ ςδε ξ αμε ν έ ς . Ηπυκν ότ ητ ατ ουυγ ρού 3 υδρογ όνουε ί ν αι70,8 kg/m ε νώ ε ί ν αιλί γομε γ αλύτ ε ρη από αυτ ήτ ου στ ε ρε ού υδρογ όνου70,6 kg/m3. Η θε ρμι κήμόν ωσητ ηςδ ε ξαμεν ήςπαί ζ ε ιπολύσημαν τ ι κό ρόλοστ ηνπρακτ ι κότ ητ ααυτ ήςτ ηςμε θόδου. Το μόρι οτ ου υδρογ όν ου συν ί στ ατ αιαπό δ ύο πρωτ όν ι α καιδύο ηλε κτ ρόν ι α. Λαμβάνον τ αςυπόψηε κτ όςαπότ αηλε κτ ρον ι κάσπι νςκαιτ απυρην ι κάοδ ηγ ούμαστ ε στ οδ ι αχ ωρι σμό τ ωνμορί ωνυδρογ όνου σεδύο ομάδε ς . Ανάλογ α μετ ο ολι κό πυρην ι κόσπι νέ χ ουμεκαιδύοδ ι αφορε τ ι κάε ί δηυδρογ όν ου. ΑνΙ =0 (αν τ ι παράλλ ηλα πυρην ι κά σπι νς ) έχ ουμετ ο λε γ όμε ν ο παρά-υδρογ όν ο καιγ ι α I =1 (παράλλ ηλα πυρην ι κάσπι νς )τ οόρθο-υδρογ όν ο. Σεθ ε ρμοκρασί ε ςδ ωματ ί ου25% τ ουυδ ρογόν ου βρί σκε τ αιστ ηνπάραμορφήτ ουκαιτ ουπόλοι πο75% στ ηνόρθο. Οιδύοαυτ έ ς μορφέ ςδι αφέ ρουν στ ην ε ν έ ργ ε ι α κιε πομέ ν ωςστ ι ςφυσι κέ ςι δι ότ ητ ε ςτ ους . Η θε ρμοκρασί ατ ήξ ηςκαιβρασμούτ ουπαρά-υδ ρογόν ουδ ι αφέ ρουνκατ ά0,1 0K από αυτ έ ςτ ου όρθο-υδ ρογ όνου. Ότ αν τ ο υδρογ όν ο ψύχε τ αιαπό τ η θε ρμοκρασί α δωματ ί ουστ ηθ ε ρμοκρασί αβρασμού(21,2 0K) τ οόρθο-υδ ρογόν οαπότ οαρχι κό ποσοστ ότ ου75% με ι ών ε τ αισε50% αρχ ι κάσεθε ρμοκρασί α77 0K καισε0,2% στ ους21,2 0K. Ημε τ ατ ροπήαπότ ημι αμορφήστ ηνάλληε ί ν αιε ξ αι ρε τ ι κάαργ ή, με χρόν οημι ζ ωήςτ ηςμε τ ατ ροπήςμε γαλύτ ε ροαπόέ τ οςγι ατ ηθ ε ρμοκρασί ατ ων77 0K. Ημε τ ατ ροπήαυτ ήε ί ν αιε ξ ώθε ρμηκαιηθε ρμότ ητ αηοποί απαράγε τ αιε ξαρτ άτ αιαπό τ ηθε ρμοκρασί α. Μέ χ ριτ ους77 0K αυξ άνε τ αιόσοηθε ρμοκρασί αμε ι ών ε τ αιε νώγι α ακόμαχαμηλ ότ ε ρε ςθε ρμοκρασί ε ςπαραμέ νε ιστ αθ ε ρή. Ησυν έ πε ι ατ ωνπαραπάν ωεί ν αιότ ιαναρχ ι κάαποθηκε υτ ε ίυγ ρόυδρογ όν οσεκάποι α δε ξ αμε νήκατ άτ ημε τ ατ ροπήαπότ οέ ν αε ί δ οςυδρογ όν ουστ οάλ λοθαε κλυθε ί θε ρμότ ητ αη οποί αθα προκαλέ σε ιτ ηνε ξ άτ μι ση τ ου υγ ρούυδρογ όνου. Γι ανα αποφε υχ θε ίαυτ όημε τ ατ ροπήε πι τ αχ ύνε τ αικατ αλυτ ι κάαπόκατ άλληλε ςε πι φάνε ι ε ς παραμαγ ν ητ ι κών υλι κών (όπως βολφράμι ο, ν ι κέλ ι ο, οξε ί δ ι οτ ου χ ρωμί ου). Η δι αδ ι κασί αμπορε ίν ακρατ ήσε ιμέ χρικαιμε ρι κάλε πτ άε ν ώ οδ ε σμόςμε τ αξ ύτ ων ατ όμωντ ουυδρογ όν ουπαραμέ νε ιανε πηρέ αστ ος . - 20 - Τομε ι ον έ κτ ημααυτ ήςτ ηςμε θόδουε ί ν αιτ αμε γάλαποσάε ν έ ργε ι αςπουπρέ πε ινα κατ αν αλωθούνγ ι ατ ηνυγροποί ηση τ ουυδρογ όνο. Γι ααυτ όκαιαυτ ήημέ θοδ ος χρησι μοποι ε ί τ αισεε φαρμογ έ ςόπου δε ντ ί θ ε τ αιθέ μα κόστ ουςε ν ώ παράλλ ηλα χρε ι άζ ε τ αιναγί ν ε ικατ αν άλωσητ ουυδ ρογ όνουσεμι κρόχ ρον ι κόδι άστ ημα,όπωςσε δι αστ ημι κέ ςε φαρμογέ ς . 1.5.3 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΕΜΕΤΑΛΛΑΚΑΙ ΥΔΡΙ ΔΙ ΑΜΕΤΑΛΛΩΝ Η αποθήκε υσηυδρογ όνουσεέ ναμέ τ αλλογί ν ε τ αιμετ ηνε ι σχ ώρησητ ουατ ομι κού υδρογ όνου στ ο πλέ γ μα τ ου με τ άλλου. Η δι αδι κασί α αυτ ή προκε ι μέ νου ν αέ χε ι πρακτ ι κήαξί απρέ πε ιν αεί ν αιαν τ ι στ ρε πτ ή. ΜΗΧΑΝΙ ΣΜΟΣΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥΑΠΟ ΤΟΜΕΤΑΛΛΟ Θέ λον τ αςναπροσε γ γ ί σουμεαν αλ υτ ι κότ ε ρα τ ηδ ι αδι κασί ατ ηςαπορρόφησηςτ ου υδρογ όνουαπό μι ακαθ αρήε πι φάν ε ι α με τ άλλουμπορούμενατ ηχ ωρί σουμεσε ε πι μέ ρους στ άδι α, έ χ οντ αςως σημε ί ο αναφοράςτ ο παρακάτ ω δι άγραμμα που ε κφράζ ε ιτ ησχ έ σηδυν αμι κήςε ν έ ργε ι αςτ ουατ ομι κούκαιμορι ακούυδρογ όνουσε συν άρτ ησημετ ηναπόστ ασητ ουαπότ ηνε πι φάνε ι ατ ουμετ άλ λου. 1. Η δυν αμι κήε νέ ργ ε ι ατ ουατ ομι κούυδρογ όν ουέ χε ιμι ατ ι μή, ε νώηανάλογ ητ ου μορι ακούβρί σκε τ αιυψηλότ ε ρατ όσοόσουποδ ε ι κν ύε ιηεν έ ργ ε ι αδ ι άσπασηςτ ου στ α2 άτ ομαπουτ οαποτ ε λούν . 2. Πλησι άζ ον τ αςστ ηνε πι φάνε ι αέ χ ουμετ η φυσι κή προσρόφηση τ ου μορι ακού υδρογ όνου από τ ο μέ τ αλλο στ οε λάχι στ οτ ης καμπύλης . Αυτ ήη ε λ κτ ι κή αλ ληλ ε πί δ ρασηστ ηρί ζ ε τ αιστ ι ςαν απτ υσσόμε νε ςδυν άμε ι ςVan Der Waals . 3. Γι αμι κρότ ε ρε ςαποστ άσε ι ςτ οδ υναμι κόπουβλ έπε ιτ ομορι ακόυδρογ όνολόγ ω τ ηςε πι φάνε ι αςαπε ι ρί ζ ε τ αιεν ώοικαμπύλε ςατ ομι κούκαιμορι ακούτ έ μν οντ αισε κάποι ομε τ αβατ ι κόσημε ί οαμέ σωςμε τ άτ οοποί οπαρατ ηρε ί τ αιηχ ημε ι ορρόφηση τ ουατ ομι κού. Όσομι κραί νουνοιαποστ άσε ι ς ,τ ομόρι οχ άνε ισυν ε χώςκι ν ητ ι κή ε νέ ργ ε ι αε νώ ο δι ατ ομι κόςδε σμόςγί ν ε τ αιόλο καιπι ο ασθε ν ής λ όγω τ ης παράλληληςκί ν ησηςτ ωνατ όμων . 4. Πάνωστ ηνε πι φάν ε ι ατ αάτ ομαυδρογ όν ουαλληλε πι δρούνκαισχ ηματ ί ζ ουνμι α ε πι φαν ε ι ακή φάση. Καθώς τ α άτ ομα αυτ ά βρί σκουν κατ άλλ ηλα σημε ί α, ε ι σχ ωρούνβαθύτ ε ραστ ομέ τ αλλ ο. 5. Συνέ πε ι ατ ουπαραπάν ωβήματ οςε ί ν αιηδι άχ υση( diffusion ) τ ουυδρογ όν ουστ ο ε σωτ ε ρι κότ ουμέ τ αλλο. - 21 - Δυναμι κήε νέ ργε ι αυδρογόν ουσυναρτ ήσε ιτ ης απόστ ασηςτουαπόκαθαρήε πι φάνε ι αμε τάλλου Οι δι αδι κασί ε ς αυτ έ ς τ αυτ όχ ρονα πε ρι γράφουν τ ην ε κρόφηση υδ ρογόν ου ακολ ουθών τ αςτ απαραπάν ωβήματ ααπότ οτ έ λοςπροςτ ηναρχή. Στ οσημε ί οαυτ ό πρέ πε ιν ααν αφέ ρουμεότ ιηί δι αακρι βώςδι αδ ι κασί αχ αρακτ ηρί ζ ε ιτ ηνπροσρόφηση όχιμόν οτ ουυδ ρογόν ουαπόκάποι ομέ τ αλλοαλλ άκαιάλλωνστ οι χ εί ωνόπωςτ ου οξυγ όν ου. Ωστ όσο, μόν οτ ουδ ρογόν οαπορροφάτ αιαπότ αμέ τ αλλα(ήτ ακράματ α τ ους ) σει κανοποι ητ ι κέ ςτ αχ ύτ ητ ε ςσεθε ρμοκρασί αδωματ ί ου. Στ οαν τ ί θε τ οάκρο βρί σκοντ αιτ αε υγ ε νήαέ ρι α,τ αοποί αε ί ν αιαδι άλυτ αστ αμέ τ αλλα. Παραπάν ω θε ωρήσαμετ ηνε πι φάνε ι ατ ουμε τ άλλουκαθαρήγ ι ατ ολόγ οότ ιστ ην αν τ ί θε τ ηπε ρί πτ ωσηόπουδ ι άφοραοξε ί δι αήλοι πέ ςπροσμί ξε ι ςέ χ ουνσχ ηματ ι στ ε ί πάν ωσεαυτ ήνηδι αδι κασί ατ ηςαπορρόφησηςγ ί ν ε τ αιπολ υπλ οκότ ε ρη. Σεμι ατ έ τ οι α πε ρί πτ ωσημι λάμεγι αε νε ργ οποί ηση( activation ) τ ουμε τ άλλου,τ ηδι άσπασηδ ηλαδή τ ουστ ρώματ οςτ ωνπροσμί ξ ε ωναυτ ώντ αοποί αε μποδί ζ ουντ όσοτ ηνε ι σχ ώρησητ ου υδρογ όνουστ ομέ τ αλλ οόσοκαιτ ηδι αδ ι κασί αδι άσπασηςτ ουμορι ακούυδ ρογόν ου σεατ ομι κόστ ηνε πι φάνε ι ατ ου. Τοσπάσι μοτ ουε πι φανε ι ακούαυτ ούστ ρώματ ος απαι τ ε ίυψηλότ ε ρε ςθ ε ρμοκρασί ε ςκαιπι έ σε ι ς . Ητ αχύτ ητ ατ ηςόληςδι αδι κασί ας ε πηρε άζ ε τ αιαπόαρκετ ούςπαράγ ον τ ε ς , όπωςτ ηδομήτ ουμε τ άλλου(όπωςθαδούμε παρακάτ ωμε λε τ ώντ αςτ ηβε λτ ί ωσητ ηςμεχρήσην αν οκρυστ αλλ ι κώνμε τ άλλων), τ ην καθ αρότ ητ ατ ης ε πι φάν ε ι ας(όπως ήδ η αν αφέ ραμε ), τ ην παρουσί α κατ αλυτ ών (ε κτ ε λών τ αςδι άφορε ςλε ι τ ουργ ί ε ς , όπωςπαράκαμψητ ηςδι αδι κασί αςε νε ργ οποί ησης τ ηςε πι φάν ε ι ας ) κτ λ. Επί σηςσημαν τ ι κόπαράγ ον τ ααποτ ε λε ίημε τ αφοράθ ερμότ ητ αςδ ε δομέ νουτ ουότ ιο σχ ηματ ι σμός τ ου υδ ρι δ ί ου ε ί ν αιε ξ ώθε ρμη δ ι αδ ι κασί α. Επόμε ν οε ί ν αιπως σε πε ρί πτ ωσηπουηθε ρμότ ητ ααυτ ήδε νδι οχ ε τ ε ύε τ αιαρκε τ άγ ρήγ οραμακρι άαπότ ο υδρί δι οναμε ι ώνε τ αιητ αχ ύτ ητ ασχ ηματ ι σμούτ ου. ΜΕΤΑΒΑΣΗΣΤΗΝΚΛΙ ΜΑΚΑΤΟΥΝΑΝΟΜΕΤΡΟΥ Έν αςλόγ οςοοποί οςκάνε ιτ αυδρί δι αμε τ άλλ ουμηπρακτ ι κάγ ι ατ ηναποθήκε υση υδρογ όνου ε ί ναι ότ ι όσα από αυτ άε ί χ αν υψηλ ή ι κανότ ητ α αποθ ήκε υσης , χαρακτ ηρί ζ οντ αν από χ αμηλούς κι ν ητ ι κούς μηχ ανι σμού παρά σε υψηλέ ς θε ρμοκρασί ε ςοιοποί ε ςδ ε νε ί ν αιπρακτ ι κέ ς . Επι πλ έ ον, τ απε ρι σσότ ε ραε ί ν αιαρκε τ ά δραστ ι κά, σχηματ ί ζ ον τ αςστ ρώματ αοξε ι δί ωνστ ηνεπι φάν ε ι ατ ουςμεσυν έ πε ι ατ ην αν άγκηε ν ε ργοποί ησης . - 22 - Γε νι κά, έ χ οντ αςυπόψημαςτ απαραπάν ω, έ ν αυδρί δι ομε τ άλλουπροκει μέ νουνα ε ξυπηρε τ ήσε ιε παρκώςτ ηναποθήκε υσηυδρογ όνουπρέ πε ιν αέ χ ε ιτ α ακόλουθα χαρακτ ηρι στ ι κά: Υψηλήχ ωρητ ι κότ ητ ασευδρογ όνο Υψηλήκι νητ ι κήυδρογ όνωσηςκαιαφυδ ρογόν ωσης Εύκολ ηε ν ε ργ οποί ηση Ελ άχ ι στ η αλλοί ωση στ η σύστ αση κατ ά συνε χ ής κύκλους υδρογ όνωσης αφυδ ρογόν ωσης Μόν οτ ατ ε λ ευτ αί αχ ρόνι ατ οε νδ ι αφέ ρονγ ι ατ αυδρί δ ι αμε τ άλλουαν ανε ώθηκεως μέ σογ ι ατ ηναποθήκε υσηυδρογ όν ου, πράγ ματ οοποί οοφε ί λε τ αισυντ οι ςάλ λοι ςκαι στ αβε λτ ι ωμέ ναχαρακτ ηρι στ ι κάτ ουςτ αοποί απροκύπτ ουνπετ υχαί ν οντ αςδομι κούς λί θουςσεδι αστ άσε ι ςν αν ομέ τ ρων. Η παρουσί ασηεπομέ νωςτ ωναποθ ηκε υτ ι κών ι καν οτ ήτ ωντ ωνυδ ρι δ ί ωνπαρακάτ ωθαγί ν ε ικάτ ωαπόαυτ ότ οπλαί σι ο. ΜΙ ΓΜΑΤΑΥΔΡΙ ΔΙ ΩΝ Μετ ημί ξ ηδ ύοήπε ρι σσοτ έ ρωνυδρι δί ωνμε τ άλλ ουμπορούμεν αε πι τ ύχ ουμεέ να τ ε λι κό σύστ ημα μει δ ι ότ ητ ε ς βε λ τ ι ωμέ ν ε ς σεσύγ κρι ση μεαυτ έ ςτ ων αρχ ι κών συστ ατ ι κών. Ημί ξ ηαυτ ήέ χε ιν όημαμόν οότ αναναφε ρόμαστ εσεσυστ ατ ι κάδομών με γ έ θουςτ ηςτ άξε ωςτ ωνναν ομέ τ ρων . Εξε τ άζ ουμετ οσύστ ηματ οοποί οπροέ ρχε τ αι απόμί ξηMg τ οοποί οαπαι τ ε ίυψηλέ ςθε ρμοκρασί ε ςγ ι ατ ηαπορρόφησηυδ ρογόν ου καιτ ου FeTi (ή τ ουLaNi5 ) τ ο οποί ο απαι τ ε ίγι ατ ον ί δι ο σκοπό χαμηλέ ς θε ρμοκρασί ε ς . Κατ άτ ηναποδ έ σμε υσησεθε ρμοκρασί αδ ωματ ί ουτ οFeTi αποβάλε ι τ οαπορροφημέν ουδρογ όν οτ ουοποί ουτ οέ ναμέ ροςμπορε ίναχ ρησι μοποι ηθε ίώστ ε ναθε ρμαν θε ίτ οΜg κατ άλληλαγ ι αν ασυν ε χι στ ε ίηαποδέ σμε υση. Επι πλέ ον , προσαν ατ ολι ζ όμαστ εσεσυστ ήματ ατ ωνοποί ωντ ασυστ ατ ι κάμπορούννα δράσουνκατ αλυτ ι κάτ οέ ναγ ι ατ οάλ λοόπωςμί γ μαMgH 2 καιMgNiH4. Σεαυτ ότ ο σύστ ημα παρατ ηρούμεπωςη ι κανότ ητ α απορρόφησηςτ ου ε ί ν αιάθ ροι σμα τ ων ε πι μέ ρους(πε ρί που 5% κ.β.) ε νώ τ αυτ όχ ρονα οιτ αχ ύτ ητ ε ςαποδέ σμε υσηςε ί ναι αυξ ημέ ν ε ςκαιηαπαι τ ούμε ν ηθ ε ρμοκρασί ασχ ε τ ι κάχαμηλ ή(πε ρί που220 0C). Ορόλοςε νόςδ ε ύτ ε ρουυλι κού,ωστ όσο,μπορε ίν αμηνπε ρι ορί ζ ε τ αιστ ηναύξ ησητ ης χωρητ ι κότ ητ αςτ ουσυστ ήματ οςήστ ηβε λτ ί ωσητ ηςκι νητ ι κήςτ ωναν τ ι δράσε ωνπου λαμβάνουνχ ώρα (μετ ο ρόλοτ ου κατ αλ ύτ η). Δε δ ομέ ν ου ότ ιη δι αδι κασί ατ ης αποδ έ σμε υσηςε ί ν αιε νδόθ ε ρμη, κατ αλαβαί ν ουμεότ ιαρκε τ άσημαν τ ι κόςπαράγ ον τ ας ε ί ν αιορυθμόςμετ ονοποί οδι οχ ε τ ε ύε τ αιθε ρμότ ητ αε ντ όςτ ουσυστ ήματ ος . Αναυτ ό ο ρυθμόςδ ε νε ί ν αιυψηλός , οχ ρόν οςπουαπαι τ ε ί τ αιγ ι ατ ηνολοκλήρωση τ ης δι αδ ι κασί αςαυξ άνε τ αι . Αυτ όςο πε ρι ορι σμόςπαρακάμπτ ε τ αιμετ ηχ ρήση ε ν ός δε ύτ ε ρουυλι κούπουπαί ζ ε ιτ ορόλοαγωγ ούτ ηςθε ρμότ ητ ας . Τοσύστ ημαMg - Al αποτ ελ ε ίέ ν ατ έτ οι οσύστ ημα. Συγ κε κρι μέ ν α, στ οσυγ κε κρι μέ ν οπαράδε ι γ ματ οAl παί ζ ε ιδι πλόρόλο. Εκτ όςδηλαδήτ ουαγ ωγούθ ε ρμότ ητ αςκατ άτ ηδ ι αδι κασί ατ ης αποδ έ σμε υσης , τ ο Al παί ρν ε ιμέ ροςστ ο μηχ ανι σμό τ ης απορρόφησηςμε τ ην ακόλ ουθηαν τ ί δραση: - 23 - Με τ ά από κάποι ο σημε ί ο όπου τ ο με γ αλύτ ε ρο μέ ρος τ ου υδ ρογ όνου έχ ε ι απομακρυνθε ίαπότ οσύστ ημακαιηαπαγ ωγ ήθε ρμότ ητ αςδ ε νε ί ναιπι απρωτ ε ύουσας σημασί ας , τ οAl αλλάζ ειρόλοαντ ι δ ρώντ αςόπωςφαί ν ε τ αιαπότ οδε ξ ίμέ λοςτ ης αν τ ί δρασηςμετ οMg έτ σιώστ ενααπε λε υθε ρωθε ίτ ουδ ρογόν ο. ΠΑΡΟΥΣΙ ΑΣΗΜΟΡΦΩΝΑΝΘΡΑΚΑ Τοδι αμάντ ικαιογραφί τ ηςε ί ν αιδ ύοπολύγ ν ωστ έ ςμορφέςάνθ ρακα. Τοδ ι αμάν τ ι σχ ηματ ί ζ ε τ αιαπόάτ ομαάν θρακακάθεέ ν α απότ αοποί αχ αρακτ ηρί ζ ε τ αιαπό4 υβρι δ ι κάτ ροχ ι ακάsp3 κιέ τ σισχηματ ί ζ ε τ αιέ νατ ρι σδι άστ ατ οδί κτ υοατ όμων . Στ ο 2 γραφί τ ητ α άτ ομα άνθ ρακα ε νώνον τ αιμε τ αξύ τ ουςμέ σω τ ρι ών sp υβρι δ ι κών τ ροχ ι ακώνσχ ηματ ί ζ οντ αςέ τ σιε πί πε δαφύλ λααπόε ξαμελ ε ί ςδ ακτ υλί ους . Ταφύλλα αυτ άε ί ν αισυγκρατ ημέν αμε τ αξ ύτ ουςμέ σωδ υνάμε ωνVan Der Waals . Εκτ όςόμωςαπότ ι ςδύοαυτ έ ςμορφέ ςάνθρακαυπάρχ ουνκιάλλε ς , όπωςοιν ανοΐ ν ε ς άν θρακα, τ α φουλε ρέ ν ι α καιοιν ανοσωλήνε ςάνθ ρακα, όλε ςαυτ έ ςοιε ν ώσε ι ς χαρακτ ηρί ζ οντ αιαπόν ανοκρυστ αλλι κήδομή. Τοε νδ ι αφέ ρονγ ι ααυτ έ ςόσωναφορά τ ην οι κονομί α υδρογ όν ου έγ γ υτ αι στ ο ότ ιε ί ν αι ε λαφρά και μπορούν να χρησι μοποι ηθ ούν( όπωςκαιτ αυδ ρί δ ι αμε τ άλλων) ωςμέ σααποθήκε υσηςυδρογ όν ου, μεπε ρι σσότ ε ρηασφάλε ι ααπόαυτ ήτ ωνμε θ όδωναέ ρι αςήυγ ρήςαποθήκε υσηςτ ου. Δε νμπορούμεόμωςναμι λ ήσουμεσυγκε κρι μέ ναγι ατ οπώςγί ν ε τ αιηαποθήκε υσησε αυτ άχ ωρί ςπρώτ αν ααν αφε ρθ ούμεστ ι ςσημαν τ ι κότ ε ρε ςι δι ότ ητ ε ςτ ους . ΜΗΧΑΝΙ ΣΜΟΙ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΣΕ ΝΑΝΟΣΩΛΗΝΕΣ ΑΝΘΡΑΚΑ Τουδρογ όν οαποθηκε ύε τ αιστ ι ςν ανοΐ ν ε ςάν θρακαανάμε σαστ αε πί πε δ ατ ουγραφί τ η όπουτ ηναποτ ε λούνκαισυγ κρατ εί τ αιμεδυν άμε ι ςVan Der Waals . Αν άλ ογαμετ ον προσανατ ολ ι σμότ ωνε πι πέ δωναλλάζ ε ικαιη μέ γι στ η ποσότ ητ α που μπορε ίνα αποθ ηκε υτ εί . Ωστ όσο, αν και οι ν αν οΐ νε ς άν θρακα παρουσι άζ ουν ι δ ι αί τ ε ρο ε νδ ι αφέ ρον γ ι ατ ην αποθ ήκε υση υδρογ όν ου, ε με ί ς παρακάτ ω θα αναφε ρθούμε αποκλε ι στ ι κά στ ηναποθήκε υση υδρογ όν ου σε ν αν οσωλήνε ςάνθρακα καθώςη πε ρι σσότ ε ρηέ ρε υν α,πε ι ραματ ι κάκαιθ ε ωρητ ι κά,σήμε ραε στ ι άζ ε τ αισεαυτ ούς . Ηαποθήκε υσηστ ουςνανοσωλήν ε ςγί ν ε τ αιμεδύοτ ρόπους , ήμεφυσι κήπροσρόφηση τ ουυδρογ όν ουσεαυτ ούςήμεχημι κήπροσρόφηση. Όπωςγ ν ωρί ζ ουμε , στ ηνπρώτ η πε ρί πτ ωσηαυτ όγί ν ε τ αιμετ ουδ ρογόν οναδι ατ ηρε ίτ ημορι ακήτ ουδομήκαινα "δέ ν ε τ αι " στ ηνε πι φάν ε ι αμεδ υνάμε ι ςVan Der Waals . Στ ηδε ύτ ε ρηγ ί νε τ αιμετ ο ατ ομι κό υδ ρογ όνο να δημι ουργ ε ίχ ημι κούς δε σμούς με τ ους άνθ ρακε ςτ ων ναν οσωλήν ων. Οιακρι βε ί ςμηχανι σμοίωστ όσοόπουκατ ε υθύν ουντ οπώςγί ν ε τ αιηρόφησητ ου υδρογ όνου στ ουςν αν οσωλ ήν ε ςδε νε ί ν αιε ξ ακρι βωμέ ν οιακόμα. Συχ νά υπάρχε ι ασυμφωνί α με τ αξ ύ πε ι ράματ ος καιθ ε ωρητ ι κών προβλέ ψε ων . Αυτ ό μπορε ίνα οφε ί λ ε τ αιστ ηνόχιι δαν ι κήκαθαρότ ητ ατ ωνδε ι γ μάτ ωναλλάε πί σηςσημαν τ ι κόρόλο παί ζ ε ιηδυσκολί αναπραγ ματ οποι ηθούνακρι βε ί ςμε τ ρήσε ι ςσεατ ομι κόε πί πε δο. Εξ άλλουτ αμον τ έ λαστ αοποί αστ ηρί ζ ε τ αιηθε ωρί α(κυρί ωςμέ σω ε ξομοι ώσε ων ) - 24 - ε ί ν αιι δαν ι κάκαιηπαραμε τ ροποί ησητ ους(όπουαυτ ήαπαι τ ε ί τ αι ) πολλ έ ςφορέ ςμη ρε αλ ι στ ι κή. Επομέ νωςε ί ν αιδ ύσκολον ακαθορί σουμεπότ ετ ουδ ρογ όνοπροσροφάτ αι αποκλε ι στ ι κάφυσι κάήλαμβάν ουνχ ώρακαιχ ημι κέ ςδ ι ε ργ ασί ε ς . Τουδ ρογόν ομπορε ίν ααποθηκε υτ ε ίστ ουςν αν οσωλ ήν ε ςμεδι άφορουςτ ρόπους: 1. Στ οε σωτ ε ρι κότ ους . Τουδρογ όν οσεαυτ ήτ ηπε ρί πτ ωσημπορε ίν ασχηματ ί ζ ε ι μον όστ ρωμα κυλι ν δρι κήςμορφήςε ί τ εανμι λάμεγι α με γαλύτ ε ρε ςποσότ ητ ε ς αλ λε πάλ ληλ ακυλ ι ν δρι κάστ ρώματ α, ομοκε ν τ ρι κάανδ ε ναναφε ρόμαστ εσεπολύ με γ άλε ς ποσότ ητ ε ς (οι οποί ε ςε πι τ ρέ πον τ αι από ν αν οσωλήνε ς μεγ άλης δι αμέ τ ρου). 2. Στ ην ε πι φάνε ι α τ ων μον οφλοι ϊ κών ή στ ην ε ξ ωτ ε ρι κή ε πι φάν ε ι α τ ων πολυφλοι ϊ κών. 3. Με τ αξύτ ωνε σωτ ε ρι κώνε πι φανε ι ώντ ωνπολυφλοι ϊ κών. Τότ ε , ηποσότ ητ ατ ου ροφημέ νουυδ ρογ όνουδ ε νε πηρε άζ ε τ αιαπότ ηδι άμε τ ροτ ουν ανοσωλήνα. 4. Με τ αξύτ ωνν ανοσωλήνωνότ αναυτ οίβρί σκον τ αιυπότ η μορφήσυστ οι χί ας . Αυτ όε ί ναιαρκε τ άσημαν τ ι κόδι ότ ιησυγ κε κρι μέ ν ηι δ ι ότ ητ ακυρί ωςδί νε ιστ ους ναν οσωλήν ε ςκαλύτ ερε ςαποθηκε υτ ι κέ ςι δ ι ότ ητ ε ςαπόότ ιτ α απλ ά στ ρώματ α γραφί τ η. Γι ατ ο δι αχ ωρι σμό τ ων ν αν οσωλήνων τ ηςσυστ οι χ ί αςαπαι τ ούντ αι υψηλέ ςπι έ σε ι ς . Τότ ε ,τ ουδρογ όν οε ι σχ ωρε ίμέ σασεαυτ ήκαιπροσροφάτ αιαπό όλε ςτ ι ςε κτ ε θ ει μέ νε ςε πι φάν ε ι ε ςάν θρακα. ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΑΛΚΑΛΙ ΩΝ ΣΕ ΝΑΝΟΣΩΛΗΝΕΣ ΑΝΘΡΑΚΑ ΠΡΟΣΜΙ ΞΕΩΝ Οιν ανοσωλήνε ςθε ωρούν τ αιι δ αν ι κάυλι κάγ ι ατ ηναποθήκε υσηυδ ρογ όνου.Ωστ όσο, μέ χ ριστ ι γ μής ,τ αποσάυδ ρογόν ουαποθηκε υμέ ν ασεναν οσωλήν ε ςτ αοποί αέ χ ουν ε πι βε βαι ωθε ίπε ι ραματ ι κά απέχ ουναπό αυτ άτ αοποί αθα χ αρακτ ηρί ζ οντ ανσαν πρακτ ι κά, τ ουλάχ ι στ ον σεθε ρμοκρασί α πε ρι βάλλ οντ οςκαισεχ αμηλέ ςπι έ σε ι ς . Εν θαρρυντ ι κάόμως , ε ί ναιτ ααποτ ε λέ σματ ατ αοποί αδ ί ν ουνπε ι ράματ ασετ έ τ οι ε ς συν θήκε ςμενανοσωλήν ε ςάνθρακαπροσμί ξε ωναλκαλί ων, όπωςLi ήK ( alkali metal - doped carbon nanotubes ). Τοαλκαλι κόάτ ομοβρί σκε τ αισεκάποι ααπόστ αση πάν ω απότ οκέ ν τ ροεν όςε ξαγ ωνι κούδακτ υλί ου. Μί απι θ αν ήε ξ ήγησηγι ααυτ ότ ο φαι ν όμε ν ο αποτ ε λε ίτ οε ξ ής . Τομε τ αλλι κό σωματ ί δι ο πολών ε τ αιθε τ ι κά καθ ώς λαμβάνε ιχώραμε τ αφοράφορτ ί ουαπόαυτ όστ οναν οσωλήν α. Τοθε τ ι κάφορτ ι σμέ ν ο αυτ ό σωματ ί δι ο με τ η σε ι ρά τ ου πολώνε ιτ ο μορι ακό υδρογ όν ο καιτ ελ ι κά δημι ουργ ε ί τ αιέ ν αςασθε ν ήςδε σμόςμε τ αξύτ ωνδ ύο 1.6 ΔΙ ΑΝΟΜΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Έν αςαπότ ουςπαράγ ον τ ε ςπουδραπαρε μποδι στ ι κάστ ηνανάπτ υξ ηκαιε δραί ωσητ ης οι κον ομί αςυδρογ όνουε ί ναιηπαρούσαυποδ ομήτ ωνδι κτ ύωναν ε φοδι ασμού. Αυτ ή ε ί ν αιπροσαρμοσμέ νηστ ασύγ χ ρονασυμβατ ι κάκαύσι ματ αοποί ακατ άκύρι ολόγ ο ε ί ν αισευγ ρήμορφήκαιδε νμπορούνναχρησι μοποι ηθούνγ ι ατ ηδι ανομήυδ ρογόν ου τ ουλάχ ι στ ονπροςτ οπαρόνλόγ ωτ ηςυψηλήςε πι κι νδ υνότ ητ ας . Οισυν θήκε ςε ξ άλλου πουτ ουδρογ όνοβρί σκε τ αισευγ ρήμορφήθέ τ ουνυψηλάτ ε χ νι κάε μπόδ ι α. - 25 - Απότ ηνάλλη, ηυπάρχ ουσαυποδομήγ ι ατ ηνε κμε τ άλλε υσητ ουφυσι κούαε ρί ου,τ ο οποί οε ί ν αικαιαυτ όσεαέ ρι αμορφή, ε πί σηςδε νε ί ν αικατ άλ ληληλόγωτ ωνπολύ υψηλώνπι έ σε ωνπουαπαι τ ε ί τ αιγ ι ατ ηδ ι αχ ε ί ρι σητ ουυδρογ όν ου. Μί αν έαυποδ ομή ε πομέ ν ωςθαπρέ πε ιν ααν απτ υχ θε ί . Υπάρχουναρκε τ έ ςδ ι αφορε τ ι κέ ςπροσε γ γ ί σε ι ς αυτ ήτ ηστ ι γμήγι ατ ημορφήτ ουδι κτ ύουτ οοποί οθακατ αν έ με ιτ ουδρογ όν ο. Από αυτ έ ςθααν αφέ ρουμεδ ύοβασι κέ ςανκαιδι αφορε τ ι κήςν οοτ ροπί αςμε τ αξ ύτ ους . Η πρώτ ηπροσέ γ γ ι ση έ χ ε ιμορφήπαρόμοι α μεαυτ ήτ ωνσημε ρι ν ώνηλε κτ ρι κών δι κτ ύων . Πολλ έςμον άδε ς παραγωγ ής υδ ρογόν ου ι καν έ ςν α παράγ ουν με γ άλε ς ποσότ ητ ε ςυδ ρογόν ουε ί ναισυν δε δε μέ νε ςμε τ αξ ύτ ουςμεκατ άλληλουςαγ ωγ ούς . Μέ ροςτ ουδι κτ ύουθααποτ ε λούνκαικέ ν τ ραε λ έγ χ ουδι αν ομήςτ ουυδ ρογόν ου.Αυτ ά τ α κέ ντ ρα μετ η σε ι ρά τ ουςθα αναλαμβάν ουν τ ηντ ροφοδ ότ ηση μευδ ρογόν ο μι κρότ ε ρωνστ αθμώναν ε φοδι ασμού. Ηδ ε ύτ ε ρηπροσέγ γ ι σηε ί ν αιμηκε ν τ ροποι ημέ νησεαν τ ί θε σημετ ηπροηγ ούμεν η. Το υδρογ όνοσεαυτ ήτ ηπε ρί πτ ωσηπαράγ ε τ αιτ οπι κάστ ακέ ν τ ραανε φοδ ι ασμώνμε κάποι ακατ άλλ ηλ ημέ θοδοσεποσότ ητ ε ςαρκε τ έ ςγ ι αν ακαλυφθε ίητ οπι κήζ ήτ ηση. Έν αβήμαπαραπέ ραε ί ν αιηπαραγ ωγ ήκατ ε υθε ί ανστ οσημε ί οζ ήτ ησηςανμι λάμεγ ι α οι κι ακή χρήση. Κατ αλαβαί ν ουμε πως σημαν τ ι κό πλε ον έκτ ημα τ ης δ ε ύτ ε ρης προσέ γ γ ι σης ως προς τ ην πρώτ ηε ί ναιη αν ε ξαρτ ησί α που αυτ ή προσφέ ρε ι . Δυσλ ε ι τ ουργί ασεκάποι οσημε ί οτ ουδ ι κτ ύουδ εθαε πηρε άσε ιτ ηνομαλ ήλε ι τ ουργ ί α σεάλ λα. Συν ε πώς ,έ νατ έ τ οι οσύστ ημαθασυν ε χί σειναλε ι τ ουργ ε ίι καν οποι ητ ι κάκαι σε πε ρι πτ ώσε ι ςέ κτ ατ ης ανάγ κης όπως κάποι α φυσι κή κατ αστ ροφή. Εξ άλλου, αν ε ξ αρτ ησί αστ ηνκάλυψητ ωνε ν ε ργ ε ι ακώναναγ κώνε ν όςκράτ ουςσυνε πάγ ε τ αικαι τ ηνοι κον ομι κήανε ξ αρτ ησί ατ ουστ οτ ομέ ααυτ ό. Έν αςε πι πλ έ ονλοι πόνλόγ οςόπου με γ άλαποσάχ ρημάτ ωνε πε ν δύον τ αιαπόκράτ ηγ ι ατ ηναν άπτ υξητ ηςοι κον ομί ας υδρογ όνουε ί ναιηοι κον ομι κήαν ε ξαρτ ητ οποί ησητ ουςαπότ ονμι κρόαρι θμόκρατ ών - παραγ ωγ ώνόπουε λέ γ χ ουνσήμε ρατ ηνπαραγωγ ήκαιτ ηδ ι ακί νησητ ωνκαυσί μων. Όσωναφορά τ ακέ ντ ρααν ε φοδι ασμούαρκε τ άζ ητ ήματ αθ α πρέ πε ιν α ληφθούν υπόψη. Θαπρέ πε ιναε ξ ασφαλί ζ ε τ αιηασφάλε ι ακατ άτ ημε τ αφοράτ ουκαυσί μουμε ε ι δ ι κούςανι χ νε υτ έςδι αρροήςκαθώςπι θ αν ή δι αρροή μπορε ίν α μη γί ν ειάμε σα αν τ ι ληπτ ή. Καθ ώςοαν ε φοδι ασμόςγ ί νε τ αικάτ ωαπόπολύυψηλέ ςπι έ σε ι ς ,τ ι ςπι έ σε ι ς όπουτ ουδ ρογόν οαποθηκε ύε τ αισεαέ ρι αήυγρήμορφήομηχ αν ι σμόςαν ε φοδι ασμού θαπρέ πε ιν ααν τ έ χ ε ιστ ι ςανάλογ ε ςπι έ σε ι ς . Εξάλλ ου, προκε ι μέ ν ουν αε ξασφαλ ί ζ ε τ αι ογ ρήγ οροςαν ε φοδι ασμόςθαπρέ πε ιναγ ί ν ετ αιχρήσησυμπι ε στ ήώστ εοιπι έ σε ι ς αυτ έ ςν ασυγ κρατ ούντ αισευψηλάε πί πε δ ακαθώςτ ααποθηκε υμέ ν ακαύσι ματ ων δε ξ αμε νώνθαμε ι ών ον τ αι . 1.7 ΧΡΗΣΕΙ ΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Τουδ ρογ όνοέ χ ε ιπληθώραχ ρήσε ων,τ όσοσεε νε ργ ε ι ακούπε ρι εχ ομέ νουόσοκαισε μηε νε ργ ε ι ακούπε ρι ε χομέ νου.Στ ησυν έ χ ε ι απαρατ ί θε ν τ αιαρκε τ έ ςαπόαυτ έ ςκαιστ ι ς δύοκατ ηγορί ε ςπουμαςαφορούν. - 26 - 1.7.1 ΜΗΕΝΕΡΓΕΙ ΑΚΕΣΧΡΗΣΕΙ ΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Ηβασι κήχ ρήσητ ουυδρογ όν ουε ί ν αιγ ι ατ ηνπαραγ ωγ ήαμμων ί ας(ΝΗ3), τ οοποί ομε τ ηνσε ι ράτ ηςχ ρησι μοποι ε ί τ αιωςε πίτ οπλε ί στ ονγ ι ατ ηνπαραγ ωγ ήλ ι πασμάτ ων. Στ αδι υλι στ ήρι α, τ ουδρογ όνοχ ρησι μοποι ε ί τ αισεπλήθοςδ ι αδ ι κασι ών , όπωςτ ην αποθ ε ί ωσητ ουαργ ούπε τ ρε λ αί ου, τ ονκαθαρι σμόκαιβε λτ ί ωσητ ηςποι ότ ητ αςτ ου πε τ ρε λαί ου και τ ων παραγ ώγ ων καυσί μων ή λι παν τ ι κών . Οι αν άγ κε ςε ν ός δι υλι στ ηρί ουσευδρογ όν οαν έρχ ον τ αιστ ο1% τ ουβάρουςτ ουαργ ούπε τ ρε λαί ουπου δι υλί ζ ε τ αι . Η δι αδι κασί α που ακολ ουθε ί τ αιε ί ναιβασι κά η ί δ ι αγ ι ατ ην ε πε ξ εργ ασί α με υδρογ όνο, όπουτ ουλ ι κότ ροφοδοσί αςθε ρμαί ν ε τ αικαιοδ ηγ ε ί τ αιμευδρογ όνοσε αέ ρι αμορφήσεέ ναπύργ οαν τ ί δρασηςπαρουσί ακατ αλυτ ών . Στ ην πε τ ροχ ημι κή βι ομηχ αν ί ατ ο υδρογ όν ο χρησι μοποι ε ί τ αι στ ην παραγ ωγή με θαν όλης , πουπαράγ ε τ αιαπόυδ ρογόν οκαιCO ήCO2. Υδρογ όν οχρησι μοποι ε ί τ αι καιστ ηνβι ομηχ αν ί απλ αστ ι κών(παραγ ωγήκαιαν ακύκλ ωσηπλαστ ι κού). Τουδρογ όνοχ ρησι μοποι ε ί τ αικαιαπότ ηνβι ομηχ ανί ατ ροφί μωνγ ι ατ ηνπαραγωγή καιστ ε ρε οποί ηση λι παντ ι κών ουσι ών , κυρί ωςμαγ ει ρι κού λί πους , φυτ ί ν ης και μαργ αρί ν ης . Αυτ όε πι τ υγχ άνε τ αιμέ σα από τ ονκορε σμότ ωνδ ι πλ ώνδε σμών . Η υδρογ όνωσηελ αί ωνκαιλι πώναυξ άνε ιτ ηναντ ί στ ασηστ ηνοξε ί δωσηκαιαυξάν ε ιτ ον χρόν οδι ατ ήρησης . Στ οντ ομέ ατ ηςμε τ αλλ ουργ ί αςκαιτ ωνηλε κτ ρον ι κών ,τ ουδρογ όν οχρησι μοποι ε ί τ αι σαναν αγωγ ι κόυλι κόστ ηνπαραγ ωγ ήμη-σι δηρούχ ωνμε τ άλλωνκαιστ ηνπαραγωγή πυρι τ ί ου, που χ ρησι μοποι ε ί τ αι στ α κυκλώματ α τ ων υπολογ ι στ ών και στ α φωτ οβολτ αϊ κά στ οι χ ε ί α. Υδρογ όνο ε πί σης χρησι μοποι ε ί τ αι στ ην παραγ ωγή υαλ οπι ν άκων,όπουτ ογυαλίε πι πλέ ε ιπάνωσευγρόκασσί τ ε ρο, γ ι ατ ηναποφυγ ήτ ης οξε ί δωσηςτ ουοποί ουχ ρησι μοποι ε ί τ αιέ ν αδι άλ υμα4% υδρογ όν ουσεάζ ωτ ο. Χρήσε ι ςτ ουυδρογ όνουπουπροκύπτ ουναπό τ ι ςφυσι κέ ςτ ουι δι ότ ητ ε ςε ί ναιη λί παν ση(ε λαχι στ οποί ηση απωλε ι ώντ ρι βής ) σεπε ρι στ ρε φόμε ν ε ςηλε κτ ρομηχ αν έ ς (γε ν ν ήτ ρι ε ς/ κι ν ητ ήρε ς ) καιηάνωση, μι ακαιε ί ν αιτ οε λαφρύτ ε ροτ ωνστ οι χ ε ί ων . Χρησι μοποι ε ί τ αιγ ι ατ ηνανύψωσηκυρί ωςμε τ ε ωρολογ ι κώνμπαλον ι ών . Καιτ έλ οςμε τ ημορφήυγ ρούβρί σκε ιχρήσηστ ημε λ έ τ ητ ηςυπε ραγ ωγ ι μότ ητ ας . 1.7.2 ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΚΕΣΧΡΗΣΕΙ ΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Μέ χ ρισήμε ρα, ομε γαλύτ ε ροςκατ αναλωτ ήςυδρογ όν ουσανκαύσι μοστ ονκόσμο ε ί ν αιηNASA, πουτ οχ ρησι μοποι ε ίγ ι ατ ηνε κτ όξ ε υσηδ ι αστ ημοπλοί ωνκαιτ ην προώθησήτ ουςσετ ροχι ά. Πέ ρααπόαυτ ήόμωςτ ηνχρήση, υπάρχουνκαιάλλ ε ςπου μετ ηνε ξέ λι ξ ητ ηςτ ε χ νολογ ί αςγί ν οντ αιόλοκαιπι οκοι ν έ ς . Έν αςλέ βητ αςφυσι κούαε ρί ουμπορε ίε ύκολαν αμε τ ατ ραπε ίώστ εναχρησι μοποι ηθ εί μευδρογ όν ο,μεμον αδι κήαλλ αγ ήτ ηνε λάτ τ ωσητ ουαν οί γ ματ οςτ ουστ ομί ουκαιτ ην ρύθμι σητ ηςτ αχ ύτ ητ αςτ ηςροήςτ ουκαύσι μου. Η θ ε ρμαντ ι κήαξ ί ατ ουυδρογ όνου ε ί ν αιανάμονάδ αβάρουςμε γ αλύτ ε ρηαπότ οφυσι κόαέ ρι ο, ε νώε κμηδ εν ί ζ οντ αιοι ε κπομπέ ςοξ ε ι δί ωντ ουάνθρακακαιυδ ρογ ονανθ ράκων . Οιε κπομπέ ςοξε ι δ ί ωντ ου αζ ώτ ουμπορούνναμε ι ωθούνρετ εχ ν ι κέ ςβε λτ ι ώσε ι ς . - 27 - Τουδ ρογόν ομπορε ίε πί σηςν αχρησι μοποι ηθ ε ίόπωςοποι οδ ήποτ εάλλ οαέ ρι οστ ους αε ρι οστ ροβί λ ους . Ηκαύσηε ί ν αικαθαρή, χ ωρί ςν ααφήν ε ιι ζ ήματ α, ε ν ώπε ρι ορί ζ ε τ αι η δι άβρωση τ ωνπτ ε ρυγ ί ων. Το τ ε λ ε υτ αί οέχ ε ιωςαποτ έ λε σμα τ ην δ υνατ ότ ητ α αύξ ησηςτ ηςθε ρμοκρασί αςε ι σόδ ουτ ουκαυσί μουκαικατ άσυν έ πε ι ατ ηναύξ ησητ ης απόδ οσηςτ ουσυστ ήματ ος . Μελί γ ε ςμε τ ατ ροπέ ςστ ονθ άλ αμοκαύσε ως ,τ ουδρογ όν ομπορε ίν ααν τ ι κατ αστ ήσε ι τ ηνκηροζ ί ν ηστ ααε ροπλ άν ο.Επί σης , μετ ακατ άλληλαμέ τ ραώστ ενααποφε υχ θε ίη προαν άφλε ξη, τ ουδρογ όν οε ί ν αιπολύκαλόκαύσι μοστ ουςκι ν ητ ήρε ςε σωτ ε ρι κής καύσε ως , μεαπόδ οσηκατ ά22% υψηλότ ε ρηαπότ οναν τ ί στ οι χ οβε νζ ι ν οκι ν ητ ήρα. Τέ λος , μι αε φε ύρε ση τ ου 1839, οικυψε λί δε ςκαυσί μου, αν αμέ ν ε τ αινα ε ί ν αιη βέ λ τ ι στ ητ ε χ νολ ογί αγι αχρήση υδ ρογόν ουστ οπροσε χ έ ςμέ λλ ον. H τ εχ ν ολογ ι κή πρόοδοςκαιμε ί ωσητ ουκόστ ους ,τ ι ςέ φε ρεπάλιστ οπροσκήνι οπρι νμε ρι κάχ ρόν ι α καιήδηπολλέ ςαυτ οκι ν ητ οβι ομηχ αν ί ε ςε ξ ε τ άζ ουντ ηνχ ρήσητ ουςστ ι ςμε τ αφορέ ς 1.8 Η2 & ΑΣΦΑΛΕΙ Α Η κύρι α πηγ ή ε νέ ργ ε ι ας που προτ ε ί ν ε τ αι . η ηλ ι ακή ε ν έ ργ ε ι α, ε ί ναι από πε ρι βαλλον τ ι κήάποψηηπι οακί ν δυν η– ε ί ν αιηζ ωογόν οςδ ύναμητ ουπλαν ήτ ημας . Κάθεφοράόμωςπουε ξ ε τ άζ ε τ αιηασφάλε ι ατ ουε νε ργ ε ι ακούμε τ αφορέ α, τ ουυδ ρογόν ου, η συζ ήτ ηση σχε δ όνπάντ αε πι κε ν τ ρών ε τ αιστ ο ατ ύχ ηματ ουHindenburg. Συνηθί ζ ε τ αιναλέ γ ε τ αιότ ιτ ουδ ρογόν οπροκαλε ίε κρήξ ε ι ςκαιμε γάλε ςφωτ ι έςκαιότ ι στ ηνουσί αε ί ναιέ ναε ξ αι ρε τ ι κάε πι κί ν δυν οκαύσι μο. H αλ ήθ ε ι απαρόλ ααυτ άε ί ν αι ότ ισύμφων αμεμε λέ τ ε ςκαιαντ ί θε τ αμετ ηνκοι νήε ντ ύπωσητ ουδρογ όνοε ί ν αιέ να, σχ ε τ ι κά, ασφαλ έ ςκαύσι μο. Γι ααρχήμπορε ίνααν αφε ρθε ίότ ιηNASA, o με γαλύτ ε ροςπαγ κόσμι οςκατ αν αλωτ ής υδρογ όνού, έ χ ε ιχ ρηματ οδοτ ήσε ιαναρί θμητ ε ςμε λέ τ ε ςπουσυγ κρί νουντ ουδ ρογ όνο μεάλλ ακαύσι μαόπωςλ.χ . τ οπε τ ρέ λαι ο. Όλ ε ςαυτ έ ςοιμε λέ τ ε ςαποδ ε ι κνύουνότ ι ότ αν λαμβάν οντ αιτ α σωστ ά μέ τ ρα τ ο υδ ρογόν οε ί ναιτ ο ασφαλ έ στ ε ροδ υνατ ό καύσι μο. ΤΟ ΑΤΥΧΗΜΑΤΟΥHINDENBURG Το1937, τ οHindenburg ήτ αντ ομε γαλύτ ε ροε πι βατ ι κόαε ρόπλοι οτ ηςε ποχήςτ ου. Δε δομέ νουότ ιτ ουδ ρογόν οε ί ναιτ οε λαφρύτ ε ρουπαρκτ όστ οι χ ε ί ο, τ ομπαλόν ιτ ον ε ί χ εγ ε μι στ ε ίμευδρογ όν οώστ εναε πι τ υγ χ άνε τ αιε παρκήάν ωση. Υπήρχεακόμηέ να αέ ρι οδ ι αθέ σι μογ ι ' αυτ ότ οσκοπό, τ οήλι ο. Τοήλι οε ί ναιτ οδ ε ύτ ε ροε λαφρύτ ε ρο στ οι χ ε ί οκαιε ί ν αιέ ναε υγε ν έ ς αέ ρι ο, έ ν ααέ ρι οδ ηλαδ ήπουδε νκαί γε τ αι . Υπάρχε ι στ η φυσι κή τ ουκατ άστ αση σεπολύμι κρέ ςποσότ ητ ε ς , συν ήθωςωςμέ ροςτ ου μί γ ματ οςτ ουφυσι κούαε ρί ου. Ακόμηκαιτ όσοπαλ ι άόσο τ ο1937, τ οήλ ι οθα μπορούσεν αε ί χ εχ ρησι μοποι ηθε ίστ ηθέ σητ ουυδρογ όν ουγ ι ατ ηναν ύψωσητ ον Hindenburg όμωςτ ηνε ποχ ήεκε ί ν ηημον αδι κήχ ώραπουπαρήγ αγ εήλι οήτ ανοι ΗΠΑ. Δε δ ομέ ν ουότ ιησημασί ατ ουηλί ουε κε ί ν ητ ηνεποχ ήθ ε ωρούτ ανστ ρατ ηγ ι κή, ηε ξαγ ωγήτ ουε κτ όςσυν όρωνήτ αναπαγ ορε υμέ ν ηκαιτ οHindenburg έ πρε πετ ε λ ι κά ναγ ε μί σε ιμετ ηδε ύτ ε ρηκαλύτ ε ρηε πι λ ογή,μευδ ρογ όνο. - 28 - Το1937, κατ άτ ηδ ι άρκε ι ατ ηςε νδ έ κατ ηςπτ ήσηςτ ουπάν ω απότ ονΑτ λαντ ι κό Ωκε αν ό, από τ ηνΕυρώπη προςτ ο Lakehurst τ ου New Jersey τ ων ΗΠΑ, στ ο Hindenburg ε πέ βαι νανπε ρί πουl00 ε πι βάτ ε ςκαιτ οαπαραί τ ητ οπροσωπι κό. Καθώς άρχ ι ζ εηαποβί βασητ ωνε πι βατ ών , στ ομπαλ όνιξέ σπασε , φωτ ι ά.Καν έν αςδεγ ν ωρί ζ ε ι ε πακρι βώςτ ααί τ ι ατ ηςφωτ ι άς : ορι σμέ ν οιτ ηναποδ ί δ ουνσεδ υσλ ε ι τ ουργί ακάποι ας ηλ ε κτ ρι κής ε παφής και άλ λοι αν αφέ ρουν ότ ι επρόκε ι τ ο γ ι α δολι οφθορά (υπε νθυμί ζ ε τ αιότ ιτ οατ ύχ ημασυνέ βηακρι βώςπρι ντ οΔε ύτ ε ροΠαγ κόσμι οΠόλε μο καιότ ιτ οHindenburg ήτ αν αε ρόπλοι οτ ηςΓε ρμαν ί ας ). Σεκάθεπε ρί πτ ωση, τ οαε ρόπλοι οέ πι ασεφωτ ι άε ν ώηπλε ι ονότ ητ ατ ωνε πι βατ ώνήτ ανακόμησεαυτ ό. Οιε πι βάτ ε ςπανι κοβλήθηκαν , 35 απόαυτ ούςπήδηξανκαισκοτ ώθ ηκανόμωςοι υπόλοι ποιπαρέ με ι ν ανστ οε σωτ ε ρι κότ ηςγ όν δολας . Τέ σσε ραάτ ομαπέ θ αν αναπότ η φωτ ι ά, όμωςηφωτ ι άπουτ ουςσκότ ωσεήτ ανστ ι ςμηχ ανέ ςdiesel. Κατ άθαυμαστ ό τ ρόπο, κανέ ν αςε πι βάτ ηςδεσκοτ ώθηκεαπότ ηφωτ ι άτ ουφλε γ όμε νουμπαλον ι ού. Η αι τ ί ατ ηςδι άσωσήςτ ουςε ί ν αιτ ογε γ ον όςότ ιοιφλόγ ε ςτ ηςκαύσηςτ ονυδ ρογόν ου ακτ ι ν οβολούνπολ ύλί γηθε ρμότ ητ α.Αντ ί θ ε τ α, οιφλόγ ε ςτ ωνορυκτ ώνκαυσί μων(λ.χ . τ ονκαυσί μουdiesel) ακτ ι ν οβολ ούνέ ν τ ον αθε ρμότ ητ αε ξ αι τ ί αςτ ηςι καν ότ ητ αςτ ου άν θρακα ν α θε ρμαί νε τ αικαιν αδ ι ατ ηρε ί τ αιθε ρμός. Εάνοιε πι βαί ν ον τ ε ςτ ου Hindenburg έ ρχον τ ανσεε παφήμετ ι ςφλόγε ςτ ουυδ ρογόν ουε ί ν αισί γουροότ ιθα καί γ οντ αν . Ευτ υχ ώς , ήτ ανσεθ έ σην αε πι δ ι ώξ ουνμι αβε βι ασμέ ν ηε κκέ νωσητ ου φλε γ όμε ν ουαε ρόπλ οι ουπρι ντ ουςφτ άσουνοιφλόγ ε ςκαιδι ασώθηκαν. - 29 - ΕΛΑΦΡΥΤΕΡΟΑΠΟ ΤΟΝΑΕΡΑ Οιπρώτ ε ςαπότ ι ςμε λλον τ ι κέ ςε φαρμογέ ςχ ρήσηςτ ουυδ ρογ όνου, ε κτ όςαπόαυτ έ ς στ α δ ι αστ ημι κά προγράμματ α (στ α οποί α όπως αναφέ ρθηκε τ ο υδ ρογόν ο χρησι μοποι ε ί τ αιήδηωςκαύσι μο), θ ααφορούντ ηλ ε ι τ ουργί ααε ροπλάν ωνκαιι δ ι αί τ ε ραυπε ρηχ ητ ι κώναε ροπλάνωνπουθ αε ί ν αισεθέ σην αδι ανύουντ ουςμε γ άλ ους ωκε αν ούςμέ σα σε δυο τ ρε ι ςώρε ς . Δυστ υχ ώς , ανε ξ άρτ ητ α από τ η λήψη τ ων απαραί τ ητ ωνμέ τ ρωνασφάλ ε ι ας , θαυπάρξουνσί γ ουρααπρόοπτ αατ υχ ήματ ατ όσο στ οέ δ αφοςόσοκαικατ άτ ηνπτ ήση. Αςθε ωρηθε ίέ ν αατ ύχημαστ οέ δαφος . Το1977, 40 χ ρόν ι αέπε ι τ ααπότ οατ ύχ ημα τ ουHindenburg συν έ βηημε γαλύτ ε ρηαε ροπορι κήτ ραγ ωδί ατ ηςι στ ορί αςστ ηSanta Cruz τ ηςΤε νε ρί φης , στ αΚανάρι αν ησι ά, ότ ανέ ν α αε ροπλάνοBoeing 747 τ ης ε τ αι ρί αςΚLM συγκρούστ ηκεστ ον αε ροδ ι άδρομο μεέ να άλλ ο Boeing 747 τ ης ε τ αι ρί αςPan American. Καιτ αδ ύο αε ροπλάνα τ υλ ί χ θηκανστ ι ςφλόγ ε ςκαιτ ο αε ροπορι κότ ουςκαύσι μοκαι γ ότ ανβί αι ασκορπών τ αςπαντ ούφλόγ ε ςκαικαπνό. Πε ρί που 583 άν θρωποισκοτ ώθ ηκαν , κυρί ως ε ξ αι τ ί ας τ ης έ ν τ ονης παραγωγ ής θε ρμότ ητ αςκαιαπόασφυξί α λόγ ωε ι σπν οήςκαπνού. Στ ην πε ρί πτ ωση που τ α αε ροπλάν α αυτ ά λε ι τ ουργούσαν μευδρογ όν ο, τ ο αποτ έ λε σμα τ ηςσύγκρουσης πι θ αν ότ ατ αδεθαήτ αντ όσοε φι αλ τ ι κό. Δεθαυπήρχανοιαναπν ε υστ ι κέ ςδυσκολί ε ς τ ωνε πι βατ ώνε ξ αι τ ί αςτ ονπαραγ όμε νουκαπν ούκαθ ώςτ ουδ ρογ όνοδ ε νέ χ ε ιτ οξ ι κά προϊ όν τ ακαύσηςκαιοιπε ρι σσότ ε ροιε πι βάτ ε ς , μεε ξ αί ρε σηεκε ί ν ουςπουβρέ θηκαν σεάμε σηέ κθε σηστ ι ςφλόγ ε ς , θαε ί χανδι ασωθε ί . Αςθε ωρηθε ίε πί σηςμι ααν ωμαλ ί ακατ άτ ηδ ι άρκε ι ατ ηςαπογ ε ί ωσηςπουαποτ ελ ε ίτ ο πι οε πι κί νδ υνοστ άδ ι ομι αςπτ ήσης .. Σήμε ρα, ε άνυπάρξ ε ικάποι οε πε ί γ ονπε ρι στ ατ ι κό αμέ σωςμε τ άτ ηναπογ ε ί ωση, τ οαε ροπλάν οε ί ν αιαν αγκασμέ ν οήναπε ρι φέ ρε τ αιγ ι α ώρε ςμέ χ ρινααδ ε ι άσουνοιδ ε ξαμε ν έ ςτ ωνκαυσί μωντ ονήνααπορρί ψε ιτ οκαύσι μο πρι ν προσγε ι ωθε ί . Αυτ όε ί ν αιαπαραί τ ητ ο δε δομέ νου ότ ιη προσγ εί ωση τ ου αε ροπλάν ουμεπλήρε ςφορτ ί οκαιγ ε μάτ εςδε ξ αμε ν έ ςκαυσί μουΘακατ αστ ρέ ψε ιτ ον μηχ αν ι κό μηχ αν ι σμό προσε δάφι σης(στ ι ςμε γ άλε ςπτ ήσε ι ςπε ρί που τ ο 60% τ ον βάρους τ ου αε ροπλάν ου κατ άτ ην απογ ε ί ωση οφε ί λ ε τ αιστ ο καύσι μο). Στ ην πε ρί πτ ωση όμωςτ ων αε ροπλάνωνπου χ ρησι μοποι ούν υδ ρογόν ο, τ ο βάροςτ ου καυσί μούθααποτ ε λε ίμόλι ςτ ο20% τ ονσυν ολι κούβάρουςτ ουαε ροπλάνουκατ άτ ην απογ ε ί ωση, γ ε γ ονόςπουι σοδυν αμε ίμετ ηνε ξοι κον όμησητ ου40% τ ουσυν ολι κού βάρους . Εάνκατ άσυνέ πε ι αυπάρξ ε ικάποι οε πε ί γονπε ρι στ ατ ι κόαμέ σωςμε τ άτ ην απογ ε ί ωση, οπι λότ οςθαε ί ναισεθ έσηναπροσγ ε ι ώσε ιτ οαε ροπλάνοαμέ σως , αποφε ύγον τ αςτ ηνπι θ αν ότ ητ αε μφάνι σηςε πι πρόσθε τ ωνε πι πλ οκών. Ακόμηκαιστ ην πε ρί πτ ωσηόπουε πι λε γ ε ίηαπόρρι ψημέ ρούςτ ονκαύσι μουυδρογ όνού, ηποσότ ητ α που θα απορρι φθ ε ί θα ε ξ ατ μι στ ε ίστ οναέ ρα χωρί ςε πι βλαβε ί ςσυνέ πε ι ε ς , σε αν τ ί θε σημετ ι ςπε ρι πτ ώσε ι ςαπόρρι ψηςτ ωνσημε ρι νώναε ροπορι κώνκαυσί μωνπου μολύν ουν τ ην ατ μόσφαι ρα, τ ι ς θάλασσε ς καιτ ηξ ηρά. Συμπε ρασματ ι κά, τ α αε ροπλάν αυδρογ όν ουθ αε ί ναιαπόπολλέ ςαπόψε ι ςασφαλέ στ ε ρααπότ ασημε ρι νά αε ροπλάν αορυκτ ώναε ροπορι κώνκαυσί μων. - 30 - ΣΤΟ ΑΥΤΟΚΙ ΝΗΤΟ Κάθεχρόν ο, χι λι άδε ςάνθρωποιβρί σκουν τ ραγ ι κό θ άν ατ ο από ατ υχήματ α που βρί σκοντ αισεάμε σησχέ σημετ ηχ ρήσητ ωνσημε ρι νώνκαυσί μωντ ωναυτ οκι ν ήτ ων, τ ηςβε νζ ί ν ηςκαιτ ουπε τ ρε λαί ουdiesel. Ταοχήματ απου λε ι τ ουργ ούνμετ α σημε ρι νάκαύσι μα, όπωςαναφέ ρθηκεήδ η, παράγ ουνέ ν αε πι βλ αβέ ςμί γμαχημι κώνρύπων . Έναςαπόαυτ ούςτ ούςρύπουςε ί ν αι τ ομον οξ εί δ ι οτ ονάν θρακα,ηε ι σπν οήτ ουοποί ουε ί ν αιδηλητ ηρι ώδης . Κάθεχ ρόν ο,η ακούσι αήε σκε μμέ νηε ι σπνοήμον οξε ι δί ουτ ουάν θρακααποτ ε λε ίαι τ ί απρόκλησης με γ άλουαρι θμούθανάτ ων . Γι απαράδε ι γ μα, τ οπλήθοςαυτ ώντ ωνθ αν ατ ηφόρων πε ρι στ ατ ι κώνμόν οστ ι ςΗΠΑ ανέ ρχ ε τ αικάθ εχρόν οστ α1800. Εάναντ ί θε τ ατ α αυτ οκί ν ητ αλε ι τ ουργ ούσανμευδρογ όν οδεθαμπορούσεν ασυμβε ίκαμί ααπόαυτ έ ς τ ι ςτ ραγ ωδί ε ςκαθ ώς τ ο μον αδι κό προϊ όν τ ηςκαύσης τ ου υδρογ όν ου ε ί ναιο υδρατ μός . Ο υδρατ μόςδε νε ί ν αιδ ηλ ητ ηρι ώδηςκαιδεπροκαλ ε ίτ οθάν ατ ο, δε ν προσβάλλε ιτ ον ε υρι κόσύστ ημακαιε πομέ νωςοιάν θρωποιδεμπορούνν αβρε θ ούν σεαναι σθ ησί αε ξ αι τ ί αςτ ου. Στ ηνπε ρί πτ ωσητ ηςσύγ κρουσηςοχ ημάτ ωνπουλ ε ι τ ουργούνμεβε ν ζ ί ν ηήdiesel, οι γραμμέ ςτ ροφοδ οσί αςτ ου καυσί μου συχ νάσπάνεπροκαλώντ αςτ ηνέ κχ υσητ ου καυσί μουσεολόκληροτ οχώροτ ουατ υχ ήματ ος . Σεαρκε τ έ ςπε ρι πτ ώσε ι ςακολουθε ί ηε μφάν ι ση φωτ ι άς καισυχ ν άηέ ν τ αση τ ης θε ρμι κής ακτ ι ν οβολί ας καιτ α δηλητ ηρι ώδ ηαέ ρι ααποδ ε ι κν ύον τ αιθ αν ατ ηφόροιπαράγον τ ε ς . Όπωςαναφέ ρθηκεπροηγ ουμέ νως , τ οσύστ ημα αποθήκε υσηςτ ουυδρογ όν ουστ α αυτ οκί ν ητ αθ αμπορούσεν αβασι στ ε ίστ ηχρήσητ ωνυδρι δί ων , στ ηχ ρήσηδ ε ξαμε νών υγρούυδρογ όν ουήστ ηχ ρήσηφι αλώνσυμπι ε σμέν ουαε ρί ουυδρογ όνου. Απότ ι ς τ ρε ι ςαυτ έ ςπροτ άσε ι ςη ασφαλέ στ ε ρη ε ί ν αιη πρώτ η. Ακόμη καισεσυν θήκε ς ε ξαι ρε τ ι κά βί αι ηςσύγ κρου σης , η δι άτ ρηση τ ηςδε ξαμε νήςτ ωνυδρι δί ωνδεθα προκαλέ σε ικάποι αμε γάληφωτ ι άαλλάμι αμι κρήφλόγ απουθασυντ ηρε ί τ αιαπότ ην αργ ήδ ι ε ργ ασί ααποδέ σμε υσηςτ ουυδρογ όνουαπότ ησπογγ ώδηδομήτ ουμε τ άλλου. Αρκε τ έ ςπε ι ραματ ι κέ ςε πι δ ε ί ξε ι ςέ χ ουνδε ί ξ ε ιότ ιακόμηκαιοπυροβολ ι σμόςτ ων δε ξ αμε νώνυδρι δί ωνπροκαλε ίμόν οτ ηνε μφάν ι σημι αςμι κρήςφλόγ αςστ οσημε ί οτ ης οπήςτ ηςσφαί ρας ,τ ηνί δι αστ ι γ μήπουγ ι αάλλ ακαύσι μαηέ κρηξ ηε ί ν αιδ εδ ομέ ν η. Ορι σμέ ναπρότ υπααυτ οκί ν ητ απουλε ι τ ουργ ούνμεαποθήκε υσηυγρούυδ ρογόν ου έ χουνεμπλακε ίστ οπαρε λθ όνσεατ υχ ήματ α. Ένατ έ τ οι ο ατ ύχ ημασυν έ βη στ ην California ότ ανέ νααυτ οκί ν ητ ομεγε μάτ ηδ ε ξαμε ν ήυγ ρούυδρογ όνουσυγ κρούστ ηκε μεσυνέ πε ι ατ ηδι άτ ρησητ ηςδε ξ αμε ν ήςτ ουκαυσί μου. Τοκρύουγ ρόυδ ρογόν ο (θε ρμοκρασί ας–253 °C–423 °F) δι αχύθ ηκεγ ρήγορακαιε ξ ατ μί στ ηκεστ ηναέ ρα.Από τ ησύγ κρουσηδε νπροκλήθηκεούτ εφωτ ι άούτ εέ κρηξη. Τααυτ οκί ν ητ απουλ ει τ ουργ ούνμεσυμπι ε σμέ ν οαέ ρι ουδρογ όν οαποθηκε υμέ ν οσε φι άλε ςπαρουσι άζ ουνμε γ αλύτ ε ρη ε πι κι ν δυν ότ ητ α σεσχ έ σημετ αοχ ήματ ατ ων υδρι δί ωνήτ ωνδε ξαμε νώνυγ ρούυδρογ όν ου. Τα οχ ήματ ααυτ άε γ κυμον ούντ ην πρόκλησηφωτ ι άςχ ωρί ςκατ ’ανάγ κηναπροκληθε ίέ κρηξη, δε δ ομέ ν ουότ ιηέ κρηξη πραγ ματ οποι ε ί τ αιμόν οστ ι ςπε ρι πτ ώσε ι ςόπουτ ουδρογ όνοκαιτ οοξ υγόν ο(ήο αέ ρας ) αν αμι γν ύον τ αιε ν τ όςπε ρι ορι σμέ νουχώρουόπωςλ.χ . μέ σασεμι αδ ε ξαμε νή. Εάντ ουδρογ όνοδ ι αφύγ ε ιαπόκάποι ασπασμέ νησωλ ήν ωσηήυπότ ηδι άτ ρησητ ης δε ξ αμε νής , τ ότ εε ί ν αιδυν ατ όνα προκλ ηθ είφωτ ι ά από τ η θε ρμή ε πι φάν ε ι ατ ης - 31 - μηχ αν ήςτ ου αυτ οκι ν ήτ ου ή από κάποι ο σπι νθ ήρα, όμωςοιάνθ ρωποιπου θα βρί σκοντ αικοντ άστ ηφωτ ι άκαιδ εθαε κτ ί θ ε ντ αιστ ι ςφλόγ ε ςτ ηςδ εθ ακαούνκαιδε θαχάσουντ ι ςαι σθ ήσε ι ςλόγ ωαναθυμι άσε ων. Φυσι κά, παρόλ ααυτ ά, όποι οςε κτ ε θε ί άμε σαστ ι ςφλόγ ε ςτ ουυδ ρογόν ουθακαε ί . Σαν συμπέ ρασμα μπορε ίνα αναφε ρθε ίότ ιότ αν λαμβάν οντ αιυπόψη όλ οιοι απαραί τ ητ οιπαράγ ον τ ε ςτ ουδ ρογόν οαποδε ι κν ύε τ αιπολύπι οασφαλέ ςωςκαύσι μο τ ωναυτ οκι ν ήτ ωνσεσύγ κρι σημετ ηβε ν ζ ί νηήτ οπε τ ρέ λαι ο. ΣΤΟ ΣΠΙ ΤΙΚΑΙΤΗΝΚΟΥΖΙ ΝΑ Στ α σπί τ ι α, ο ηλε κτ ρι σμός , τ ο φυσι κό αέ ρι ο, τ ο πε τ ρέ λαι ο καιτ ο κάρβουν ο χρησι μοποι ούντ αιγι αόλε ςτ ι ςυπαρκτ έ ςαν άγκε ς , γ ι αθέ ρμαν ση, κλι ματ ι σμόκαι μαγ ε ί ρε μα. Εάνγ ι ακάποι ολόγ ουπάρξε ιηδι αρροήφυσι κούαε ρί ουήατ μώνπε τ ρε λαί ου μεσυνέ πε ι ατ ηνε μφάνι ση υψηλ ώνσυγ κε ν τ ρώσε ωντ ουςοπουδήποτ ε μέ σαστ οχώροδ ι αβί ωσηςτ ααποτ ε λέ σματ αμπορε ίν αε ί ν αιθαν ατ ηφόρα.Επι πλ έον , οιφωτ ι έ ςπουπροκαλούντ αιαπότ ηνκαύσητ ουφυσι κούαε ρί ουήτ ουπε τ ρε λαί ου σχ ηματ ί ζ ουν τ οξ ι κά προϊ όν τ α καθώς και υψηλ έ ς ροέ ς θε ρμότ ητ ας μέ σω ακτ ι ν οβολί ας . Πολ λάτ έ τ οι αατ υχ ήματ αε ί ναιδυν ατ όν απροξ ε νήσουνσοβαρούς τ ραυματ ι σμούςήθάνατ ο. Απότ ηνάλληπλε υρά, έ νασπί τ ιπουτ ροφοδ οτ ε ί τ αιμευδρογ όν οδε νκι νδ υνε ύε ιαπό τ έ τ οι απροβλήματ α.Ούτ ετ οί δ ι οτ ουδρογ όν οαλλάούτ εκαιτ απροϊ όν τ ατ ηςκαύσης τ ουε ί ναιδ ηλ ητ ηρι ώδ η. Οικατ αλυτ ι κοίκαυστ ήρε ςπουκάνουνχ ρήσηυδ ρογόν ου αποτ ελ ούντ ηνκαλύτ ε ρηδ υνατ ήε πι λογ ήγ ι ατ ι ςαν άγκε ςτ ουμαγ ε ι ρέ ματ οςε φόσον δε νπαράγ ουνφλ όγακαισυν ε πώςδε νε ί ναισεθέ σηναπροκαλέ σουνφωτ ι ά. Εάντ ο δάχτ υλοακουμπήσε ιέ νακατ αλυτ ι κόκαυστ ήραθαυποφέρε ιέ ν ααρκε τ άηπι ότ ε ρο πόνοσεσχέ σημετ ονπόν οπουπροκαλε ίηε παφήμετ οκαυστ ήρατ ουφυσι κού αε ρί ουήτ ουπε τ ρε λαί ουήηε παφήμεμι αηλε κτ ρι κήαντ ί στ αση. Τογ ε γ ονόςαυτ ό οφε ί λ ε τ αι στ ηθ ε ρμοκρασί ατ ης κατ αλυτ ι κής καύσης που ε ί ναι κατ ά πολύ χαμηλ ότ ε ρη(περί πούl50°C, 300°F) απότ ηθε ρμοκρασί ατ ηςφλ όγαςτ ουφυσι κού 0 αε ρί ου ήτ ου πε τ ρε λαί ου (1400°C, 2500 F). Ακόμη, η χ ρήσητ ωνκατ αλυτ ι κών καυστ ήρωνυδ ρογόν ουγι ατ ηθέ ρμανσητ ωνδωματ ί ωνε ί ναικατ άπολύασφαλ έ στ ε ρη από τ ηχ ρήση τ ζ ακι ών ή ε στ ι ών θέ ρμαν σης φυσι κού αε ρί ου, πε τ ρε λαί ου ή κάρβουν ου. Εί ν αιβέ βαι οότ ιόλατ ακαύσι μα, με τ αξύτ ωνοποί ωνκαιτ ουδ ρογόν ο, μπορούννα προκαλέ σουνφωτ ι έ ς . Παρόλααυτ ά, ηεμφάνι σημι αςφωτ ι άςαπόχρήσηυδ ρογόν ου μέ σασεέ ν ασπί τ ιδε νπροσβάλε ικαν έ νανε άνδ ε νέ ρχ ε τ αισεάμε σηε παφήμαζ ίτ ης . Επί σηςκαν ε ί ςδ ε νπρόκε ι τ αιν αζ αλι στ ε ίήναχ άσε ιτ ι ςαι σθήσε ι ςτ ουαπότ ην ε ι σπνοήτ οξι κώνκαυσαε ρί ωνκαιόλοιθαε ί ν αισεθέ σηνααν τ ι δράσουνσυνε ι δητ ά καιγ ρήγ οραγι αναδι αφύγουντ ονκί ν δυν ο. Θαε ί ν αιε πί σηςσεθέ σην αβοηθήσουν ε κε ί ν ουςπουέ χ ουντ ραυματ ι στ ε ίαπότ ι ςφλόγ ε ς , ε φόσονδ εθαυφί στ αντ αιάμε σο κί ν δυν ο. Αντ ί θ ετ α, στ ι ςπε ρι πτ ώσε ι ςφωτ ι ών που προκαλούν τ αιαπό τ ηχ ρήση φυσι κούαε ρί ου,πε τ ρε λ αί ουκαικάρβουνου,ηκατ άστ ασηε ί ναιπολύδι αφορε τ ι κή.Οι φλόγ ε ςτ ωνορυκτ ώνκαυσί μωνακτ ι ν οβολούνέ ν τ οναθε ρμότ ητ ακαιε ί ναισεθ έ σηνα τ ραυματ ί σουνσοβαράκαιν ακάψουνοποι ον δήποτ εβρί σκε τ αισεκοντ ι ν ήαπόστ αση μετ ηνε στ ί ατ ηςφωτ ι άς , ε νώ οδηλητ ηρι ώδηςκαπνόςκαιοιαν αθυμι άσε ι ςτ ων ορυκτ ώνκαυσί μωνμπορούνγ ρήγ οραναπροκαλέ σουντ ηνασφυξί ατ ωνανθρώπων . - 32 - Συνοψί ζ οντ ας , έ νασπί τ ιπουτ ροφοδοτ ε ί τ αικαιλε ι τ ουργ ε ίμευδρογ όν οε ί ναιπι ο ασφαλέ ςαπόέ νασπί τ ιπουκάν ε ιχ ρήσηορυκτ ώνκαυσί μωνκαιακόμηκαιστ ην πε ρί πτ ωσημι αςφωτ ι άςοιέ ν οι κοιε ν όςσπι τ ι ούμευδρογ όνοδι αθέ τ ουνπε ρι σσότ ε ρε ς πι θ αν ότ ητ ε ςν ααποφύγ ουντ οντ ραυματ ι σμόήτ οθάνατ ο. ΔΙ ΑΡΡΟΕΣ Όλατ ασυστ ήματ ααποθήκε υσηςκαιμε τ αφοράςκαυσί μωνυπόκε ι ν τ αιτ ονκί ν δυν ο τ ωνδι αρροώνκαιτ ουδρογ όν ο, ωςτ οε λαφρύτ ε ροκαιμι κρότ ε ρουπαρκτ όχ ημι κό στ οι χ ε ί ο, έ χ ε ιτ ηντ άσηναδι αρρέε ιμεμε γαλύτ ε ρηε υκολί α σεσύγ κρι σημετ α υπόλοι πακαύσι μαόπωςλ.χ .τ οφυσι κόαέ ρι ο. Παρόλααυτ ά, τ ουδρογ όνοε ί ναιπι ο "ογ κώδε ς " καύσι μο. Γι απαράδε ι γμα, κατ αλαμβάνε ιτ ρε ι ςφορέ ςμε γ αλ ύτ ε ροόγ κο απότ οφυσι κόαέ ρι ογ ι ατ ηνπαραγ ωγ ήτ ηςί δι αςποσότ ητ αςε ν έ ργε ι ας . Γι ' αυτ όαλλά καιγ ι α άλ λους λ όγούς , δε νε ί ν αιαμέ σως αντ ι λ ηπτ ό αν τ ο υδ ρογόν οε ί ν αι πε ρι σσότ ε ροήλι γ ότ ε ροε πι κί ν δυν οαπότ αάλλακαύσι μακάτ ωαπόπαρόμοι ε ςσυν θήκε ςδι αρροής . Γι απαράδε ι γ μα, προκε ι μέ νουνασυγ κρι θ είτ οφυσι κόαέρι ομετ ουδρογ όν οωςπρος τ οδυν ητ ι κόκί νδ υνοπουε γκυμονούνκατ άτ ηχ ρήσητ ουςθαμπορούσεναθε ωρηθε ί η ποσότ ητ ατ ηςε ν έ ργε ι αςπου ε κρέ ε ιαπό μι α δι αρροή τ ους : ε άντ α αέ ρι απου δι αφεύγ ουναν αφλέ γ οντ αν ,τ οε ν ε ργ ει ακότ ουςπε ρι ε χόμε νοθααποτ ε λούσεμέ τ ροτ ης έ ντ ασηςτ ηςε πι κε ί με ν ηςφωτ ι άς . Εφόσονόμωςτ ο υδ ρογόν ο πε ρι έ χ ε ιλ ι γ ότ ε ρη ε νέ ργ ε ι α από τ ο φυσι κό αέ ρι ο, μι α δι αρροή με γαλύτ ε ρου όγ κου υδρογ όν ου δε σημαί ν εικατ ' ανάγ κηκαιδι αφυγ ήμε γ αλύτ ε ρηςε ν έ ργε ι αςαπότ ονχ ώροαποθήκε υσης ήαπότ οναγωγ ό. Έν αςάλλ οςπαράγον τ αςπούπρέ πε ιν αληφθε ίυπόψηεί ν αιότ ιτ ουδ ρογ όν ορέ ε ι δι αμέ σουε ν όςμε γ άλ ουρήγ ματ οςτ ρε ι ςφορέ ςγ ρηγ ορότ ε ρααπότ οφυσι κόαέ ρι ο, όμωςηροήτ ονδι αμέ σουε νόςμι κρούρήγματ οςε ί ν αιμόνοδ ύοφορέ ςγ ρηγορότ ε ρη απότ ηροήτ ουφυσι κούαε ρί ου. Αυτ όσημαί νε ιότ ιηαν άφλε ξητ ωναε ρί ωνπου δι αρρέ ουναπόέ ν αμε γ άλ ορήγ μαθαπροκαλ ούσεδυν άμε ι ςκατ αστ ροφήςε ξ αι τ ί αςτ ης φωτ ι άςπουθ αήτ ανπαρόμοι ε ςμε τ αξύτ ουςτ όσοστ ηνπε ρί πτ ωσητ ουυδρογ όν ουόσο καιστ ηνπε ρί πτ ωσητ ουφυσι κούαερί ου. Παρόλααυτ ά, ε άνληφθε ίυπόψηημε γαλύτ ε ρηέ ντ ασηπαραγωγ ήςθε ρμότ ητ αςαπό τ ηνκαύσητ ουφυσι κούαε ρί ουκαιησυνακόλουθηπαραγ ωγήε πι βλαβώναε ρί ων ,τ ο υδρογ όνοανακηρύσσε τ αιασφαλέ στ ε ροαπότ οφυσι κόαέ ρι ογ ι αόλατ αε ί δ ητ ων δι αρροών. Κάθε χ ρόν οε κατ ομμύρι αγ αλ όνι α πε τ ρε λαί ου diesel βε νζ ί ν ης καιπε τ ρε λ αί ου δι αρρέ ουναπότ ι ςδε ξ αμε ν έ ςαποθ ήκε υσηςκαιτ ουςυπόγε ι ουςαγ ωγούςμε τ αφοράς . Οιποσότ ητ ε ςπουδ ι αφε ύγ ουνμπορούνστ ησυν έ χε ι αναε ι σχ ωρήσουνστ ον ε ρότ ου υπε δάφουςκαινατ οκατ αστ ήσουνακατ άλληλογ ι απόσηε ν ώτ ηνί δ ι αστ ι γ μήτ ο μολυσμέ ν οαυτ όνε ρόμπορε ίν αδηλητ ηρι άσε ιτ ηνυδρόβι αζ ωήολόκληρωνλι μνών καιποτ αμών. Το φαι ν όμε ν ο αυτ όε ί ναιαδύνατ ον α υπάρξ ε ιμετ ηχ ρήση τ ου υδρογ όνου.Στ ηνπε ρί πτ ωσητ ηςδι αρροήςυδ ρογ όνουαπόμι αδε ξαμε νήαποθήκε υσης ήαπόέ ν ααγ ωγόμε τ αφοράς , ηποσότ ητ απουθαδι αφύγ ε ιθαδι απε ράσε ιτ οέ δαφος καιτ ε λ ι κάθαδι αχυθ ε ίστ οναέ ρατ ηςατ μόσφαι ρας . - 33 - H με τ αφορά τ ου υδρογ όν ου δ ι αμέ σου τ ων ωκε ανών έ χ ει προτ αθε ί να πραγ ματ οποι ε ί τ αιμε χ ρήση με γ άλων δε ξ αμε ν όπλοι ων, όπωςακρι βώςγ ί νε τ αι σήμε ρα η με τ αφορά τ ου υγ ροποι ημέ ν ου αε ρί ου πε τ ρελ αί ου (LPG) καιτ ου υγροποι ημέ ν ουφυσι κούαε ρί ου(LNG). H με τ αφορά τ ωνLPG καιLNG γί ν ε τ αιμε δε ξ αμε νόπλ οι α που φέ ρουν τ ε ράστ ι ε ς μονωμέ ν ε ς σφαι ρι κέ ς δε ξ αμε ν έ ς και η με τ αφοράτ ουυδρογ όν ου θ απραγ ματ οποι ε ί τ αιμετ ονί δ ι οτ ρόπο. Στ ηνπε ρί πτ ωση πουυπάρξ ειηκατ αστ ροφήμι α; τ έ τ οι αςδε ξαμε νής , ήστ ηνπε ρί πτ ωσηπουυπάρξε ι κάποι αδ ι αρροή από αυτ ή, έ να μέ ροςτ ου υδρογ όν ου θα ε ξατ μι στ ε ίπρος τ ην ατ μόσφαι ραδί χ ωςε πι πτ ώσε ι ςστ ουςζ ωντ αν ούςοργ αν ι σμούςτ ουπλαν ήτ η. Στ ηνπε ρί πτ ωσητ ωνορυκτ ώνκαυσί μωνδε νι σχ ύε ιτ οί δ ι ο.Αρκε ίν αυπε νθυμι στ ε ίη ξε χ ασμέ νηπλέ ονπε ρί πτ ωσητ ηςδι αρροήςπε τ ρε λαί ουαπότ οδε ξ αμε ν όπλ οι οExxon Valdez τ ον Απρί λ ι οτ ου 1989 στ ο Prince William Sound τ ηςΑλάσκα. Το δε ξ αμε νόπλ οι οπροσέ κρουσεσεύφαλο καιέ κχ υσεπάν ω από 10 ε κατ ομμύρι α γαλόν ι απε τ ρε λαί ούστ ηΘάλασσαμετ εράστ ι οκόστ οςσεφώκι ε ςκαιπουλι άκαιμε τ ε ράστ ι ε ς οι κολογ ι κέ ςε πι πτ ώσε ι ςαπό τ ην κατ αστ ροφή τ ων αν απαραγ ωγ ι κών ε δαφώνκαιυδάτ ωνκαιτ ωνπε ρι οχ ώνε κκόλαψηςπλήθουςοργ αν ι σμώνόπωςοι σολομοίκαιάλλ αψάρι α.Ηπε τ ρε λαι οκηλί δατ ουExxon Valdez μόλ υνετ αν ε ράκαι τ ι ςακτ έ ςτ ουPrince William Sound καιτ ουκόλπουτ ηςΑλάσκα. Καμί ααπόαυτ έ ς τ ι ςδυσάρε στ ε ςκαικατ αστ ροφι κέςε πι πτ ώσε ι ςδε νθαμπορούσεναπροκλ ηθ ε ίαπό υδρογ όνο δε δομέ ν ου ότ ιστ ην πε ρί πτ ωση τ ης δ ι αρροής τ ου αυτ ό απλά θα ε ξατ μι ζ ότ αν . 1.8.1 ΣΥΓΚΡΙ ΣΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ- ΜΕΘΑΝΙ ΟΥ- ΠΡΟΠΑΝΙ ΟΥ Θαλέ γ αμεότ ιτ ουδρογ όνοδ ε νε ί ναιπι οε πι κί ν δυν οαπότ ομε θάνι οήτ οπροπάνι ο. Μάλλονλ ι γ ότ ε ρο. Έτ σιε ν ώτ ουδρογ όνοέ χ ε ιθε ρμοκρασί ααυτ όματ ηςανάφλ εξ ης 585 °C καισυγ κε ντ ρώσε ι ς13% - 65% στ οναέ ραγ ι αναπροκληθε ίέ κρηξ η, τ ο με θάν ι οέ χ ε ιαντ ί στ οι χα570 °C και6.3% - 14%. Επίπλέ ονοσυν τ ε λε στ ήςδι άχυσης τ ουυδ ρογ όνουε ί ν αι0,61 cm 3/s, 4 φορέ ςυ ψηλότ ε ροςαπότ ουμε θανί ου.Γε γ ονόςπου σημαί ν ειότ ιπολύ πι ο δύσκολα δημι ουργ ούν τ αιοιαπαι τ ούμε ν ε ςσυγ κε ντ ρώσε ι ς υδρογ όνουγ ι αέ κρηξ η. Καιόμωςτ ομε θάν ι οτ οχ ρησι μοποι ούμεάφοβαστ οσπί τ ι μας ,τ οαυτ οκί νητ όμας . Τοδ επροπάν ι οέ χ ε ιθε ρμοκρασί ααυτ όματ ηςαν άφλ ε ξης487 °C καιε νώτ ουδ ρογόν οκαιτ ομε θ άν ι οωςε λαφρότ ε ρατ ουαέ ρααν ε βαί ν ουνψηλά καιε λατ τ ών ε τ αιησυγ κέ ντ ρωσητ ους , οιατ μοίπροπαν ί ουπαραμέ ν ουνκον τ άστ ο έ δαφοςμεπι θαν ότ ητ αέ κρηξ ηςπολ ύμε γ αλύτ ε ρη. Καιόμωςοιε τ αι ρε ί ε ςπε τ ρε λαί ου ε μπορε ύον τ αιε υρέ ωςπροπάν ι οκαιηχ ρήσητ ουγί ν ε τ αιάφοβα. 1.8.2 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Εί ν αιε πομέν ωςτ ουδ ρογ όνοασφαλέ ς ; Λαμβάν οντ αςυπόψηόλ ατ απαραπάν ωμπορε ί νααπαν τ ηθε ίότ ιν αι ,τ ουδ ρογ όνοε ί ν αιέ ν αασφαλέ ςκαύσι μο. Αρκε ίναθυμόμαστ ε πάν τ αότ ιόπωςκαιηχ ρήσηόλωντ ωνυπολοί πωνκαυσί μωνέ τ σικαιηχ ρήσητ ον υδρογ όνουαπαι τ ε ίπροσοχ ήκαιλήψημέ τ ρωνασφάλ ει ας . - 34 - ΚΕΦΑΛΑΙ Ο2 2.1 ΚΛΙ ΜΑΤΙ ΚΕΣΑΛΛΑΓΕΣ H ατ μόσφαι ρατ ηςΓηςβρί σκε τ αισεκρί ση. Ο πλανήτ ηςμαςθε ρμαί ν ε τ αι . Τοκλί μα τ ηςΓης , πουπαρέ με ι ν εσχ ε τ ι κάστ αθε ρόαπό τ ηντ ε λ ε υτ αί αε ποχ ή παγ ε τ ώνων, αλ λάζ ε ιπλέ ονδραστ ι κά. Τον20° αι ώναημέ ση θε ρμοκρασί ααυξ ήθηκεκατ ά0,40,8 °C γ εγ ον όςπουκατ ατ άσσειτ οναι ώνααυτ όωςτ ονθε ρμότ ε ροτ ατ ε λε υτ αί αχ ί λ ι α χρόν ι α(IPCC, 2001). H αύξ ησητ ηςθε ρμοκρασί αςπουπαρατ ηρε ί τ αιτ ατ ε λε υτ αί αχ ρόνι αδ ε νε ί ν αιτ υχ αί α, ούτ ε αποτ ε λ εί φυσι κό φαι ν όμε ν ο. Οφε ί λε τ αι ε ν πολ λοί ς στ ι ς αν θρώπι ν ε ς δραστ ηρι ότ ητ ε ςκαικυρί ωςστ οντ ρόπο πουπαράγουμεκαικατ αν αλ ώνουμετ ην ε νέ ργ ε ι α. Η καύσητ ωνορυκτ ώνκαυσί μων(τ ουπε τ ρε λαί ου, τ ουάν θρακακαιτ ου φυσι κούαε ρί ου) έ χε ιωςαποτ έ λε σματ ηνέ κλ υσηστ ηνατ μόσφαι ραδι σεκατ ομμυρί ων τ όνωνρύπωνπουπαγ ι δε ύουνσανμι ααέρι ν ηκουβέ ρτ ατ ηνηλι ακήακτ ι ν οβολ ί α, αυξ άνον τ αςτ ηθε ρμοκρασί ατ ηςΓης . Ηδι αδι κασί ααυτ ήε ί ναιγ νωστ ήωςφαι ν όμε ν ο τ ουθ ε ρμοκηπί ου. Έτ σι ,τ οντ ε λε υτ αί οαι ώναημέ σηθ ε ρμοκρασί ατ ηςΓηςαυξήθηκε κατ ά 0,4-0,8 °C πε ρί που. Αυτ ό μπορε ίν α ακούγ ε τ αιασήμαν τ ο, σεπαγκόσμι α κλί μακαόμωςέ χ ε ιαπί στ ε υτ ε ςε πι πτ ώσε ι ς . Ακόμακαιμι αμι κρήαύξ ησητ ηςμέ σης θε ρμοκρασί αςδι ατ αράσσε ιτ ην ι σορροπί ατ ηςατ μόσφαι ραςμε αποτ έ λ ε σμα να αλ λάζ ε ιτ οκαθε στ ώςτ ωνβροχ οπτ ώσε ωνκαιτ ωνανέ μωνκαινααποστ αθε ροποι ε ί τ αι τ οκλί μα.Επι πλέ ον , ηαύξ ησητ ηςμέ σηςθ ε ρμοκρασί αςοδηγ ε ίσεδι αστ ολήτ ουν ε ρού τ ωνωκε ανώνκαισεάνοδ οτ ηςστ άθμηςτ ηςθάλασσας . Ήδηημέ σηστ άθμητ ης θάλασσαςέ χ ε ιανέ βε ικατ ά20 ε κατ οστ άτ οντ ε λε υτ αί οαι ών α. Αναν αλογ ι στ είκανε ί ς ότ ιτ ο70% τ ωναν θρώπωνζ ε ικοντ άστ ι ςακτ έ ςκαιότ ιμι αάν οδοςτ ηςστ άθμηςτ ης θάλασσας θα πλημμυρί σε ι κτ ι σμέ ν ε ς πε ρι οχέ ς πολύτ ι με ς αγ ροτ ι κέ ςε κτ άσε ι ς , οι κον ομι κά προσοδ οφόρε ςπαραλί ε ςή ε υαί σθ ητ ουςυγρότ οπουςτ ότ εμπορε ίνα κατ αλάβε ιτ ησοβαρότ ητ ατ ωνφαι ν ομέ ν ωναυτ ών . Πλημμύρε ς , ξηρασί ε ς , τ υφών ε ς , με ι ωμέ νη αγροτ ι κή παραγ ωγ ή, ε πανε μφάν ι ση ασθε ν ε ι ών όπως η ε λ ονοσί α, σημαντ ι κέ ς οι κον ομι κέ ς ζ ημί ες κατ αστ ροφή οι κοσυστ ημάτ ων , ε ξαφάν ι ση ε ι δών , ε ί ναιμε ρι κέ ςμόν ο από τ ι ςσυν έ πε ι ε ςτ ων κλι ματ ι κώναλλαγ ών . Οιπροβλε πόμε νε ςκατ αστ ροφέ ςπε ρι λαμβάνουνσημαν τ ι κέ ς απώλ ε ι ε ςανθρώπι ν ωνζ ωώναπότ ι ςάμε σε ςκαιέ μμε σε ςε πι πτ ώσε ι ςτ ωνκλι ματ ι κών αλ λαγ ών , απώλ ε ι ατ ης βι οποι κι λότ ητ ας ε ν ώ (κάτ ω από εξ αι ρε τ ι κά αι σι όδοξ ε ς ε κτ ι μήσε ι ς ) 60 - 350 ε κατ ομμύρι αάν θρωποιθααντ ι μετ ωπί σουντ ονκί ν δυν οτ ης πε ί ν ας , κυρί ως στ ι ςαναπτ υσσόμε νε ςχώρε ς . Άλλ ε ςμε λ έ τ ε ςπι οδυσοί ωνε ςόπωςμί α που έ γ ι ν εγ ι α λογ αρι ασμό τ ηςΕυρωπαϊ κήςΈν ωσηςαναφέ ρουνπωςέ ναςτ υχόν δι πλασι ασμόςτ ωνρύπωνστ ηνατ μόσφαι ρατ ι ςε πόμε ν ε ς2 - 3 δ ε καε τ ί ε ςθ αμπορούσε ναστ οι χ ί σε ιτ ηζ ωήσε900 ε κατ ομμύρι αανθ ρώπουςκαιναε πι φέ ρε ιοι κονομι κέ ς απώλ ε ι ε ςύψους907 τ ρι σε κατ ομμυρί ωνδ ολαρί ων , ποσόδηλαδήπολλαπλάσι οόλου τ ου αν θρώπι νου πλούτ ου. Ποτ έ στ ο παρε λθόν , η αν θρωπότ ητ α δε ν βρέ θηκε αν τ ι μέ τ ωπημεέ ν ατ όσομεγ άλοκαισύν θε τ οπρόβλημα, πουαγ γ ί ζ εικάθεπτ υχ ήτ ης ζ ωήςπάν ωστ ονπλαν ήτ ημας. - 35 - Οιε πι πτ ώσε ι ςαυτ έ ςδ ε ναφορούνμόν οτ ομακρι νόμέ λ λον. Πολ λέ ςαπ'αυτ έ ςεί ν αι ήδ ηαι σθητ έ ςαπόσήμε ρα. Οικατ αστ ροφι κέ ςπλημμύρε ςστ ηνΚε ντ ρι κήΕυρώπη, τ ο 2002, ε πέ φε ραναπώλε ι ε ςδι σε κατ ομμυρί ωνε υρώ. Μόνοτ ο 1999, ε κατ όνπέ ντ ε χι λι άδε ς άν θρωποιέ χασαν τ ηζ ωή τ ους ε ξαι τ ί ας φυσι κών κατ αστ ροφών , οι πε ρι σσότ ε ροιαπότ ουςοποί ουςλόγ ωακραί ωνκαι ρι κώνφαι ν ομέ ν ων.Οιοι κον ομι κέ ς απώλ ε ι ε ςγ ι ατ ηχ ρον ι άε κε ί ν ηυπολογ ί ζ ον τ αισε100 δι σ. δολάρι α. Αν τ ί στ οι χ ε ςήτ αν οιζ ημί ε ςκαιτ ο1998, χ ρονι άστ ηνοποί αοιοι κον ομι κέ ςζ ημί ε ςπουσχ ε τ ί ζ οντ αιμε ακραί ακαι ρι κάφαι ν όμε ν αέ φτ ασαντ α90 δι σ. δ ολάρι α. Μόν ομέ σασ' ε κε ί νητ η χρον ι ά, δε κάδε ςχ ι λ ι άδε ςάνθ ρωποιέ χ ασαντ ηζ ωήτ ουςαπότ οπέ ρασματ ουτ υφώνα Mitch στ ηΛατ ι νι κήΑμε ρι κή(όπουηοι κον ομί α"γύρι σε20 χ ρόνι απί σω"), απότ ι ς κατ αστ ροφι κέ ς πλημμύρε ςτ ου ποτ αμού Yangtze στ ην Κί να, τ ων Γάγ γ η και Βραχ μαπούτ ραστ οΜπαγ κλαν τ έ ς , καιαπότ ηνχ ι ον οθύε λλ ατ ουαι ών αστ ονΚαναδά. Οιοι κον ομι κέ ςαπώλε ι ε ςλόγ ω φυσι κώνκατ αστ ροφώνδι πλασι άζ οντ αιπλέ ονκάθε δε καε τ ί α, αγ γ ί ζ ον τ αςτ οαστ ρονομι κόποσότ ου1 τ ρι σε κατ ομμυρί ουδολ αρί ωντ ην τ ε λε υτ αί α δε καπε ντ αε τ ί α. Ανοισημε ρι ν έ ςτ άσε ι ςσυν εχ ι στ ούν, ε κτ ι μάτ αιότ ιοι απώλ ε ι ε ςτ ηνε ρχ όμε ν ηδε καε τ ί αθ ααγ γ ί ζ ουντ α150 δι σ. δολάρι αε τ ησί ως . Σήμε ρα, έ χουμεε τ ησί ως4 φορέ ςπε ρι σσότ ε ρε ςφυσι κέ ςκατ αστ ροφέ ςπουσχ ε τ ί ζ οντ αιμε ακραί α και ρι κά φαι νόμε να, απ' ότ ι40 χ ρόνι α πρι ν , ε νώ τ ο κόστ ος γι ατ ην ασφαλι στ ι κήβι ομηχαν ί αλόγ ωτ ωνκατ αστ ροφώναυτ ώνέ χε ιαυξηθε ίκατ ά11 φορέ ς. Τααί τ ι ακαιοιυπε ύθυν οιγ ι ατ ι ςδ ραματ ι κέ ςαλ λαγέ ςστ οκλί μαε ί ναιγ ν ωστ οί . Τα αέ ρι ατ ουθε ρμοκηπί ου, πουπροέ ρχον τ αιωςε πίτ οπλ ε ί στ οναπότ ηνπαραγ ωγ ή ε νέ ργ ε ι αςοπόπε τ ρέ λαι ο, άν θρακακαιφυσι κόαέ ρι ο, έ χ ουναλλάξ ε ιτ ηνσύστ ασητ ης ατ μόσφαι ραςτ ουπλανήτ η.Απότ ο1750 (απαρχήτ ηςβι ομηχαν ι κήςε πανάστ ασης ), οι συγ κε ντ ρώσε ι ςδ ι οξε ι δί ουτ ουάνθρακαστ ηνατ μόσφαι ρααυξ ήθ ηκανκατ ά30%, τ ου με θαν ί ουκατ ά100% καιτ ουυποξε ι δί ουτ ουαζ ώτ ουκατ ά15%. Οισυγ κε ν τ ρώσε ι ς αυτ ώντ ωναε ρί ωνποτ έδε νυπήρξ ανυψηλότ ε ρε ςστ ηδ ι άρκε ι ατ ωντ ε λε υτ αί ων 420.000 ε τ ών (IPCC, 2001). Σύμφων α με τ ο πόρι σμα τ ης Δι ακυβε ρν ητ ι κής Επι τ ροπήςγ ι ατ ι ςΚλι ματ ι κέ ςΑλλαγ έ ς(IPCC, έ νασώμαχ ι λ ι άδωνε πι στ ημόνωνπου έ χε ι συστ αθ είαπό τ α Ην ωμέ ν α Έθνη και τ ον Παγ κόσμι ο Με τ ε ωρολογ ι κό Οργ αν ι σμό) ημέ σηθε ρμοκρασί ατ ηςε πι φάν ε ι αςτ ουπλανήτ ηαναμέ ν ε τ αιν ααυξ ηθ ε ί από 1,4 έ ως5,8 βαθμούςΚε λσί ου ωςτ ο 2100 αν συνε χ ί σε ιη ε ξάρτ ηση τ ης αν θρωπότ ητ αςαπότ αορυκτ άκαύσι μα Σεα υτ ότ οκ ε φάλ αι ολο ι π όνε πι χ ε ι ρε ί τ αιμι ασ υν ο πτ ι κ ή αν αφο ρά τ ωνπρ οςαπ ο φυγ ή φα ι ν ο μέ ν ωνπ ο υδ ι α δ ρα ματ ί ζ ο ν τ αισ τ ηβ ι ό σφαι ρατ ηςγ ηςκαιτ ι ςκλι ματ ι κέ ςαλλαγέ ςπου έ χουνε μφανι σθε ίλόγ ωτ ηςαλόγ ι στ ηςχ ρήσηςτ ωνορυκτ ώνκαυσί μωνκαιτ ηςκακής δι αχ ε ί ρι σηςε νέ ργ ε ι αςαπότ ονάνθ ρωπο. Τέ τ ο ι αφαι νό με ν αε ί ν αιτ απαρακάτ ω: Φαι ν όμε νοθ ε ρμοκηπί ου Όξ ι ν ηβροχ ή Ητ ρύπαστ οστ ρώματ ουόζ ον τ ος - 36 - Αδι αμφι σβήτ ητ α, τ οσημαντ ι κότε ροαπόαυτ άταφαι ν όμε ν αε ί ν αιοσχ ηματ ι σμός τ ο υστ ρώματ οςτ ουδ ι οξ ε ι δί ο υτ ο υάνθρακα(CO2 ) πουπροκαλείτοφαι νόμε νοτ ου θε ρμοκηπί ου - τ η θέ ρ μαν ση τ ου πλ αν ήτ ηε ξ αι τ ί αςτ ηςπαγ ί δ ε υσηςτης ηλι ακής θε ρμότ ητ αςστ ηνατμόσφαι ρα. 2.2 ΤΟ ΦΑΙ ΝΟΜΕΝΟΤΟΥΘΕΡΜΟΚΗΠΙ ΟΥ Τοφαι ν όμε νοτ ουθε ρμοκηπί ουε ί ν αιμι αφυσι κήδι αδ ι κασί α. Τοχ ρε ι αζ όμαστ εγ ι ανα δι ατ ηρούμετ ηΓημαςζ ε στ ή, ώστ εναυπάρχ ε ιζ ωήκαιαν άπτ υξ η. Δί χ ωςαυτ ό, ηΓη θαήτ ανκρύαπε ρί που-20 oC, καιδε νθαμπορούσεναυπάρχ ε ιζ ωή. Αντ ι θέ τ ως , η o μέ σηθε ρμοκρασί ατ ηςΓηςδι ατ ηρεί τ αιστ οε πί πεδ οτ ων15 C, χ άρι ςστ οφαι ν όμε ν ο αυτ ό. Τααέ ρι ατ ουθε ρμοκηπί ου(πουπε ρι λαμβάνουνκυρί ωςτ οCO2 καιτ ουςυδρατ μούς ) σχ ηματ ί ζ ουνέ να'στ ρώμα' πάν ωαπότ οέ δαφοςτ ηςΓηςσεέ ναορι σμέ ν ούψος , ώστ ε αφούε πι τ ρέ ψουνναει σέ λθε ιηυπέ ρυθρηακτ ι ν οβολ ί ατ ουήλι ου, αυτ ήαπορροφάτ αι κατ άέ ν αμέ ροςαπότ ηΓηκαιτ ηνατ μόσφαι ρα. Η Γη δ έ χε τ αισυνολ ι κά ηλι ακή ακτ ι ν οβολί α, που αντ ι στ οι χ ε ίσε ροή πε ρί που 1366Watt ανάτ ε τ ραγ ωνι κόμέ τ ρο, στ οόρι οτ ηςατ μόσφαι ρας . Έν α μέ ροςαυτ ής απορροφάτ αιαπότ οσύστ ημαΓης -ατ μόσφαι ρας , ε νώ τ ουπόλοι ποδι αφε ύγε ιστ ο δι άστ ημα. Πε ρί πουτ ο30% τ ηςει σε ρχόμε ν ηςηλ ι ακήςακτ ι νοβολί αςανακλάτ αι , σε ποσοστ ό6% απότ ηνατ μόσφαι ρα, 3% απότ αν έ φηκαι4% απότ ηνε πι φάν ε ι ατ ης Γης . - 37 - Το70% τ ηςηλ ι ακήςακτ ι ν οβολί αςαπορροφάτ αι , κατ ά16% απότ ηνατ μόσφαι ρα (συμπε ρι λ αμβανομέ νουκαιτ ου στ ρατ οσφαι ρι κού στ ρώματ οςτ ουόζ οντ ος ), κατ ά 3%απότ ανέ φηκαικατ άτ ομε γαλύτ εροποσοστ ό(51%) απότ ηνε πι φάνε ι ακαιτ ους ωκε αν ούς . Έν αμέ ροςλ οι πόντ ηςηλι ακήςακτ ι ν οβολί αςκατ άτ ηνε ί σοδοτ ης , πε ρν άαν αλλοί ωτ η στ ηνατ μόσφαι ρα, φτ άν ειστ ηνε πι φάνε ι ατ ουε δ άφουςκαιακτ ι νοβολ εί τ αιπροςτ α πάν ω μεμε γ αλύτ ε ρο μήκοςκύματ ος . Ένα μέ ροςαυτ ής απορροφάτ αιαπό τ ην ατ μόσφαι ρα, τ η θε ρμαί νε ικαιε παν εκπέ μπε τ αιστ ηνε πι φάνε ι ατ ουεδ άφους . Το στ ρώματ ωναε ρί ωνλοι πόν ,ε πι τ ρέ πε ιτ ηδι έ λε υσητ ηςακτ ι νοβολί αςαλλάτ αυτ όχ ρονα τ ην ε γκλ ωβί ζ ει , μοι άζ ε ι με τ η λε ι τ ουργ ί αε ν ός θε ρμοκηπί ου και ο Γάλλ ος μαθηματ ι κόςFourier τ οον όμασετ ο1822 φαι ν όμε ν οτ ουθε ρμοκηπί ου. Πε ρί πουτ ο86% τ ηςκατ ακρατ ούμε νηςαπότ ηνατ μόσφαι ραγήι νηςακτ ι νοβολί ας , οφε ί λ ε τ αιστ ηνπαρουσί αυδρατ μών(H2 O), δ ι οξε ι δ ί ουτ ουάνθρακα(CO2) καινε φών . Οιυδ ρατ μοίαποτ ε λ ούν τ ο πλ έ ον ε νε ργ ό συστ ατ ι κό, κατ ά ποσοστ ό 60%, ε ν ώ μι κρότ ε ρησυνε ι σφοράέ χουνκαιτ ααέ ρι αμε θανί ου(CH4), οξ ε ι δ ί ο υτ ουνατ ρί ου (N2O) καιόζ οντ ος(O3) (πε ρί που8%). Αποτ ε λε ίλ οι πόν μι α φυσι κή δι ε ργ ασί α που ε ξ ασφαλί ζ ε ιστ η Γη μι α στ αθε ρή θε ρμοκρασί αε πι φάν ε ι αςε δάφους γ ύρω στ ους15οC.Όμωςτ ατ ε λ ε υτ αί αχ ρόν ι α λέ γ οντ αςφαι ν όμε ν οθ ε ρμοκηπί ουδε ναν αφερόμαστ εστ ηφυσι κήδ ι ε ργασί α, αλλά στ ηνέ ξ αρσηαυτ ής , λόγω τ ηςρύπαν σηςτ ηςατ μόσφαι ραςαπότ ι ςαν θρωπογε ν ε ί ς δραστ ηρι ότ ητ ε ς . Οιτ ε λε υτ αί ες , συμβάλλουν στ ην αύξ ηση τ ης συγκέ ν τ ρωσης τ ων αε ρί ων τ ου θε ρμοκηπί ου καθώς και στ ην έκλ υση άλλων ι χ ν οστ οι χ ε ί ων, όπως οι χλ ωροφθοράνθ ρακε ς(CFC's). Τατ ε λε υτ αί αχ ρόν ι α, κατ αγ ράφε τ αιμί ααύξησηστ η συγ κέ ντ ρωσηαρκε τ ώναε ρί ωντ ουθε ρμοκηπί ου,ε νώε ι δι κότ ε ραστ ηνπε ρί πτ ωσητ ου δι οξε ι δί ουτ ουάν θρακα, ηαύξησηαυτ ήήτ αν31% τ ηνπε ρί οδο1998. Τατ ρί ατ έ τ αρτ α τ ηςαν θρωπογ ε ν ούςπαραγ ωγήςδ ι οξ ε ι δί ουτ ουάνθρακα,οφε ί λε τ αισεχρήσηορυκτ ών καυσί μων , ε νώ τ ουπόλοι πομέ ροςπροέ ρχ ε τ αιαπόαλλαγέ ςπουσυν τ ε λούν τ αιστ ο έ δαφος , κυρί ωςμέ σωτ ηςαποδ άσωσης . Αέ ρι αθε ρμοκηπί ουμετ ημε γαλ ύτ ε ρηαύξησησυγ κέ ν τρωσης (Πηγ ή: IPCC) Αέ ρι ο Επί πεδα1998 Αύξησηαπότο1750 Ποσοστόαύξησης Δι οξ εί δ ι οτ ουάν θρακα 365 ppm 87 ppm 31% Με θάν ι ο 1,745 ppb 1,045 ppb 150% Οξ ε ί δι οτ ουΑζ ώτ ου 314 ppb 44 ppb 16% - 38 - ΧΡΟΝΟΛΟΓΙ ΚΟΣΠΙ ΝΑΚΑΣΤΗΣΙ ΣΤΟΡΙ ΑΣΤΟΥΦΑΙ ΝΟΜΕΝΟΥ Χρον ολογι κάγε γ ονότ ατουφαι ν ομέ ν ουθε ρμοκηπί ου 1824 - ΟΖοζ έ φΦουρι έθέ τ ε ιτ οθέ ματ ουρόλουπουπαί ζ ε ιη ατ μόσφαι ρατ ηςΓηςστ ηθ ε ρμοκρασί ατ ουπλαν ήτ η, καθώςκαιτ ης ε πι πτ ώσε ι ςτ ηςβι ομηχ αν ί αςστ οκλί μα 1896 - ΟΣουηδ όςΣβάν τ εΑρρέ ν ι ουςυποστ ηρί ζ ε ιότ ιη θ ε ρμοκρασί ατ ουε δάφουςε πηρε άζ ε τ αιαπότ ααέ ρι απου συγ κρατ ούντ ηθ ε ρμότ ητ α. 1941 - ΟΣέ ρβοςΜι λουτ ί νΜι λάνκοβι τ ςυποστ ηρί ζ ε ιότ ιημε τ αβολ ή τ ηςτ ροχι άςτ ηςΓης , μαςφέ ρνε ικάθε40.000 χ ρόνι ατ ηνε ποχ ήτ ων παγ ε τ ών ων. 1957 - ΟΤσαρλςΝτ έ ι βι ν τΚί λι ν γκμε τ ράε ιτ ηνσυγ κέ ν τ ρωσητ ου δ ι οξε ι δί ουτ ουάν θρακαστ ηνατ μόσφαι ρα,απόέ ν απαρατ ηρητ ήρι ο στ ηΧαβάη.Σεπε ρί οδοέ ξ ιε τ ών,φαί νε τ αικαθαράηαύξησητ ης συγ κέ ντ ρωσηςτ ουποσοστ ούτ ουδι οξ ε ι δ ί ο υτ ουάνθρακαστ ην ατ μόσφαι ρα. 1980 - ΟΣουηδόςΜπε ρτΜπολί νδ ι απι στ ώνε ιπωςηθε ρμοκρασί α τ ηςΓηςαυξ άνε τ αιε δώκαιέ νααι ώνα. 1988 - ΟΟΗΕκαιοΠαγκόσμι οςΟργαν ι σμόςΜε τ ε ωρολ ογί ας συστ ήν ουντ ηνΔι ακυβε ρν ητ ι κήΟμάδαΕι δ ι κώνγ ι ατ ηνε ξέ λ ι ξ ητ ου κλί ματ ος(IPCC). 1992 - Στ ησύν οδοτ ουΡί ο167 κράτ ηυπογ ράφουντ ημη δ ε σμε υτ ι κήσυνθ ήκη-πλαί σι ογ ι ατ ι ςκλ ι ματ ι κέ ςαλ λαγέ ς . 1997 - Στ οΚι ότ οτ ηςΙ απωνί ας38 βι ομηχ αν ι κέ ςχώρεςδε σμε ύον τ αι ν αμε ι ώσουνωςτ ο2010 τ ι ςε κπομπέ ςαε ρί ωνπουπροκαλούντ ο φαι ν όμε ν οτ ουθε ρμοκηπί ουκατ ά5.2% (μέ σοςόρος ) σεσχέ σημετ ο 1990. Τοπρωτ όκολλοαυτ όδε νέ χ ειε πι κυρωθε ί . 2001 - Στ ηΒόν νητ ηςΓε ρμαν ί ας , γί ν ε τ αιτ οπρώτ οβήμαγ ι ατ ην ε πι κύρωσητ ουπρωτ οκόλλ ουτ ουΚι ότ ου,χ ωρί ςτ ησυμμε τ οχήτ ων ΗΠΑ, αλ λάμετ ηνσυμμε τ οχ ήτ ηςΙ απωνί ας , Ρωσί ας ,τ ωνχωρώντ ης ΕΕ, συνολ ι κά178 χ ώρε ς . - 39 - Πωςδημι ουργε ί τ αιτ οπρόβλημαμεε ι κόν ες Οιυδρατ μοί , τ οδ ι οξ ε ί δι οτ ου άνθρακα καιμεθ άν ι ο σχ ηματ ί ζ ουνέν α φυσι κό δι αχ ωρι στ ι κόγ ύρωαπότ ηΓη. Πάντ ωςηκαύσηορυκτ ώνκαυσί μωνέ χ ε ιοδ ηγ ήσε ι στ ηναύξ ησητ ουποσούτ ουCO2 αλλ άκαιάλλωναε ρί ωνόπωςτ ομε θάνι οκαι οξε ί δι ατ ουαζ ώτ ου,πουε κλύον τ αιστ ηνατ μόσφαι ρα. Ηε πι φάνε ι ατ ηςΓηςθε ρμαί ν ε τ αιαπότ ονήλ ι ο.Καθώςθε ρμαί ν ε τ αιανακλάπί σω προςτ ηνατ μόσφαι ραθε ρμότ ητ α. Πε ρί πουτ ο70% τ ηςε νέ ργ ε ι αςτ ουήλι ουακτ ι ν οβολ ε ί τ αιπροςτ απί σωστ οδ ι άστ ημα. Αλλά κάποι ο πόσο τ ηςυπέ ρυθρηςακτ ι ν οβολί αςπαγ ι δε ύε τ αιαπό τ α αέ ρι ατ ου θε ρμοκηπί ου,πουθε ρμαί ν ουνακόμηπε ρι σσότ ε ροτ ηνατ μόσφαι ρα. - 40 - ΠΛΗΡΟΦΟΡΙ ΑΚΑΣΤΟΙ ΧΕΙ Α Τατ ε λε υτ αί αχ ρόνι αοιανθρωπογ ε ν ε ί ςδ ραστ ηρι ότ ητ ε ς(βι ομηχ αν ί ε ς , αυτ οκί νητ α κ.ά.) έ χ ουν αυξήσε ισημαντ ι κά τ ι ςσυγκε ν τ ρώσε ι ςτ ων αε ρί ωντ ων κατ ώτ ερων στ ρωμάτ ωντ ηςατ μόσφαι ρας(αέ ρι αθε ρμοκηπί ου) μεαποτ έ λε σματ ηναύξ ησητ ης απορροφούμε νης ακτ ι νοβολί ας καιτ ην ε πακόλουθη θε ρμοκρασι ακή με τ αβολή. Υπολογ ί ζ ε τ αιότ ιημέ σηθε ρμοκρασί ατ ηςΓηςέ χε ιαυξ ηθε ίκατ ά0,5 με0,6οC απότ ο 1880, λόγ ωτ ηςέ ξ αρσηςτ ουφαι νομέ νουκαιμέ χ ριτ οέ τ ος2100, ε άνδε νληφθούν μέ τ ρα,ηαύξησητ ηςθ ε ρμοκρασί αςθαε ί ναιαπό1,5 έ ως4,5οC. Τααέ ρι ατ ουθε ρμοκηπί ουε ί ν αιπε ρί που20 καιέ χουνόγ κομι κρότ ε ροαπό1% τ ου συν ολι κούόγ κουτ ηςατ μόσφαι ρας . Τασημαντ ι κότ ε ραεί ν αιοιυδρατ μοί(H2O), τ ο δι οξε ί δι οτ ουάν θρακα(CO2), τ ομε θάνι ο(CH4), τ ουποξ ε ί δι οτ ουαζ ώτ ου(N2O), οι χλ ωροφθοράνθ ρακε ς(CFC’s) καιτ οτ ροποσφαι ρι κόόζ ον(O3). Κάθ εμε τ αβολήστ ι ς συγ κε ντ ρώσε ι ςαυτ ώντ ωναε ρι ών , δ ι ατ αράσσε ιτ οε ν ε ργ ει ακόι σοζ ύγι ο, προκαλε ί με τ αβολήτ ηςθ ε ρμοκρασί αςκαιωςε κτ ούτ ουκλι ματ ι κέ ςαλλαγ έ ς . Οιυδ ρατ μοί , αν καιαπορροφούν τ ο 65% τ ηςυπέ ρυθρηςακτ ι νοβολί ας , δ ε ν φαί ν ε τ αιν αέ χουν ε πηρε αστ ε ίάμε σααπότ ηναν θρώπι ν ηδ ραστ ηρι ότ ητ α. Αντ ί θ ε τ α, οισυγ κε ντ ρώσε ι ς τ ωνυπόλοι πωναε ρί ωνέ χουνμετ αβλ ηθ ε ίσημαντ ι κάμεσημαν τ ι κότ ε ρητ ημε τ αβολή τ ουCO2, καθώςαποτ ε λε ίαέ ρι οπουδι αφε ύγ ειστ ηνατ μόσφαι ραμετ ηνκαύσητ ου πε τ ρε λαί ου,τ ουκάρβουν ουκαιάλλωνορυκτ ώνκαυσί μων. Οιαν θρώπι ν εςδ ραστ ηρι ότ ητ ε ςόχιμόν οε κπέ μπουνυψηλ έ ςσυγ κε ντ ρώσε ι ςCO2 στ ην ατ μόσφαι ρα, αλλάβλάπτ ουνκαιτ ηνι κανότ ητ ατ ηςγ ηςν ααπορροφάτ οCO2 καινα τ οε νσωματ ώνε ιστ ους φυσι κούς κύκλους ροής ε νέ ργ ε ι ας και ύλ ης , με τ ην κατ αστ ροφήτ ωνδ ασώνκαιτ ουφυτ οπλ αγ κτ ούτ ωνωκε αν ών . Τοπλαγκτ όναποτ ε λε ί τ ον κύρι ο «απορροφητ ή» CO2 τ ου πλανήτ η, καθώς πρόκε ι τ αι γ ι α φυτ ι κού οργαν ι σμούςπουχρησι μοποι ούντ οCO2 κατ άτ ηφωτ οσύν θε ση. - 41 - ΟΙΑΛΛΑΓΕΣΣΤΟ ΓΗΙ ΝΟΠΕΡΙ ΒΑΛΛΟΝΒΑΣΕΙΜΟΝΤΕΛΩΝ Πολύπλοκαμαθηματ ι κάμοντ έ λ α, γν ωστ άωςGCM (General Circulation Models), τ α οποί αε πε ξε ργ άζ ον τ αιόλε ςτ ι ςδ ι αθέ σι με ςπλ ηροφορί ε ςγ ι αν α προβλε φθ ούν οι με λλ οντ ι κέ ςκλι ματ ι κέ ςαλλαγ έ ς , δ ε ί χν ουνότ ιη μέ σηθε ρμοκρασί αςτ ηςΓηςθα 0 αυξ άνε τ αικατ άμέ σοόροπερί που0,3 C αν άδε καε τ ί αγ ι ατ αεπόμε να100 χρόν ι α. Αν συμβείόμωςμι ατ έ τ οι ααύξ ηση, πουφαι νομε νι κάε ί ν αιμι κρή, μπορε ίν αοδηγ ήσε ισε σημαν τ ι κέ ς κλι ματ ι κέ ςαλλαγ έςμε απρόβλε πτ ε ς συνέ πε ι ε ς . Οιπροβλέ ψε ι ςτ ων μον τ έ λων-βασι σμέ νωνστ ουςυπολογ ι στ έ ς -λ έ νεε πί σηςπωςμέ χ ριτ οτ έ λοςτ ουαι ώνα θααν υψωθ ε ίηθε ρμοκρασί αμέ χ ρι5.80C. Έν ασημαν τ ι κόθ έ μαε ί ναιηε πί δρασηπουθαέ χε ιηαύξ ησητ ηςθε ρμοκρασί αςστ ο ε πί πε δ οτ ηςθάλασσας . Αν αμέ ν ε τ αιάν οδοςτ ηςε πι φάν ε ι αςπουθαοφε ί λε τ αιστ η θε ρμι κήδι αστ ολήτ ωνωκε αν ώνκαιστ ολ ι ώσι μοτ ωνπάγ ωντ ωνοροσε ι ρώνκαισε μι κρότ ε ροποσοστ όσελ ι ώσι μοτ ωνπάγωντ ηςΓροι λαν δί ας . Παράλληλαηκατ αν ομή καιησυχ νότ ητ ατ ωνβροχ οπτ ώσε ωνθαμε τ αβληθούν.Θααυξηθούνοιπλημμύρε ς , οι κατ αι γ ί δ ε ς καιγε ν ι κά οιακραί ε ςκαι ρι κέ ς συνθήκε ςθ αε ί ν αισυχ νότ ε ρε ςκαι ε ντ ον ότ ε ρε ς . ΕΠΙ ΠΤΩΣΕΙ ΣΤΟΥΦΑΙ ΝΟΜΕΝΟΥ Ωςπροςτ ι ςσυν έ πε ι ε ς , οιπι ο συζ ητ ημέ νε ςε πι πτ ώσε ι ςτ ου φαι ν ομέ ν ου ε ί ν αιη αν ύψωσητ ηςστ άθμηςτ ωνθ αλασσώνλ όγω τ ήξε ωςτ ωνπάγωντ ωνπόλωνκαιη ε ρημοποί ησηε κτ ε τ αμέ ν ωνπε ρι οχ ώντ ηςε ύκρατ ηςζ ών ηςμεμε τ ακί ν ησητ ωνζ ωνών βροχ όπτ ωσηςαπότ ονι σημε ρι ν όπροςβορρά. Η σημαντ ι κήαν ύψωσητ ηςστ άθμης τ ωνθαλασσών(μερι κάμοντ έλ ατ ηνε κτ ι μούνστ α65 ε κατ οστ άμέχ ριτ οτ έ λοςτ ου αι ών α) αυτ ονόητ οε ί ν αιότ ιθ α οδ ηγήσε ισεκατ αβύθι ση ολόκλ ηρωνπαράκτ ι ων πε ρι οχ ώνσυμπαρασύροντ αςκαιολόκληρε ςπόλε ι ς . Ηε ρημοποί ηση, όπωςκαιηλέ ξηδηλών ε ι , θακατ αστ ήσε ιτ οέ δαφοςακατ οί κητ ο, αφούηλε ι ψυδρί αθαε ί ν αιφοβε ρή. Πέ ραναυτ ώνόμωςοιε πι πτ ώσε ι ςτ ηςπαγκόσμι ας θέ ρμαν σηςε νδ ε χομέ ν ωςθ αε ί ναιαπρόβλ επτ ε ςτ όσοστ ι ςκλι ματ ι κέ ςε πι πτ ώσε ι ςόσο καιστ ηναν ακατ αν ομήτ ηςποι ότ ητ αςτ ωνε δαφών . Άγ ν ωστ οςε πί σηςε ί ν αικαιο τ ρόπος καιβαθμόςπροσαρμογ ής τ ου ζ ωι κού καιφυτ ι κού βασι λε ί ου στ ι ςν έ ε ς συν θήκε ς . Όλα αυτ άβεβαί ωςθα οδ ηγήσουνσεαλυσι δωτ ά προβλήματ απού θα αφορούν όλους τ ους τ ομε ί ςτ ης ανθρώπι ν ης δ ραστ ηρι ότ ητ ας αφού όλα ε ί ν αι συν υφασμέ ναμετ οπε ρι βάλλον ,τ οοποί οθααλ λάξ ε ιδραστ ι κά. - 42 - Συγκρι τι κήφωτογ ραφί ατ ουπαγ ε τών ατ ηςΟυψάλα,στ ηνΠατ αγ ονί ατηςΧι λής, τ ο1928 καισήμερα. 18 Ι αν ουαρί ου2001, Παταγονί α,Χι λή Στ οπαρακάτ ωδι άγραμμαφαί ν ε ταιησυμμε τ οχήτ ωνρύπωνμεανθρωπογ ε νή προέ λε υσηστηνε ν ί σχυσητ ουφαι νομέν ουτουθε ρμοκηπί ου. - 43 - 2.3 Η ΟΞΙ ΝΗΒΡΟΧΗΚΑΙΟΙΕΠΙ ΠΤΩΣΕΙ Σ Ότ ανοιυ δ ρατ μοίτ ωνσύ ν ν ε φωνσυ μπυ κν ών ον τ αιμετ ημο ρφήστ αγ ο ν ι δ ί ωνν ε ρ ο ύήν ι φά δ ων χ ι ο ν ι ο ύ ,π έ φ τ ο υ νδ ι α μ έ σο υτ ηατ μό σφαι ρ αςκ αιαν αμι γ ν ύ ον τ αιμετ αμολ υσματ ι κ άαέ ρ ι αό π ωςτ α οξ ε ί δ ι ατ ο υθ ε ί ου ,τ ο να ζ ώτ ο υκ α ιτ ο υά ν θ ρα κασχ η ματ ί ζ ον τ αςαραι άοξ έ α- τ οθε ι ι κόοξ ύ,τ ο νι τ ρι κόοξ ύκαιτ οαν θ ρακ ι κ όοξ ύα ν τ ί στ οι χ α.Ταπ ρώτ αδ ύοα πόαυ τ άτ αοξ έ αε ί ν αιι σχ υρ ά δ ι αβ ρωτ ι κάκ αιστ ηβ ι β λι ογ ραφί ααν α φέ ρο ν τ αιωςοικύ ρι ε ςυ πε ύθ υ ν ε ςε ν ώσε ι ςγ ι ατ ο σχ ηματ ι σμότ ωνόξ ι ν ωνβρο χ ών . Παρόλ ααυτ ά, τ οτ ρί τ οαπ όαυτ άτ αοξ έ α, τ οαν θ ρ ακ ι κ ό οξ ύ , πα ράτ ογ ε γ ον ό ςότ ιε ί ν αιλ ι γ ό τ ε ρ οι σχ υ ρόαπ ότ αάλ λαδ ύοε ί ν αιδυ ν ατ όστ ην πρ αγ μα τ ι κό τ η τ αν απ ρ οξ ε ν ήσ ε ιση μα ν τ ι κ ότ ε ρ ε ςκ α τ α στ ρ ο φέ ςε πε ι δ ήπ α ρά γ ε τ α ισεπο λύ με γ αλ ύ τ ε ρε ςπο σότ ητ ε ς . Hβ ρο χ ήπ ο υπ ε ρ ι έ χ ε ι αυ τ άτ αο ξ έ απέ φτ ε ιπ αν τ ο ύ : μέ σασελ ί μν ε ς , πο τ άμι ακ αιωκε αν ο ύ ς ,π άν ω σεδ άση,π άν ωσεχ ωρ άφι ακ αιφάρ με ς ,π άν ωσεκ τ ί ρ ι ακ αικ ατ ασκ ε υ έ ς . Οτ ι δ ήπ ο τ εέ ρ χ ε τ α ισε ε π αφήμετ ον ε ρ ότ ηςβρ ο χ ήςυφί σ τ α τ αιτ ηδ ι αβ ρ ωτ ι κ ήδ ρ ά σητ ωνο ξ έ ων . Αυ τ άτ αο ξ έ αε ί ν α ι ε π ι βλ α β ήγ ι ατ απάν τ α, α πότ ονί δ ι οτ οναν θ ρ ώπ ι ν οο ργ αν ι σμόμέ χ ριτ αυλ ι κ άαν τ ι κε ί με ν α . Κα θώςμάλ ι στ ααυ ξ άν ε τ αιησυ γ κέ ντ ρωσητ ωνοξ έ ωντ όσοκατ αστ ρ οφι κότ ε ρηε ί ν αιη δράσητ ονν ε ρούτ ηςόξ ι ν ηςβροχ ής . H αύξ ησητ ηςσυγ κέ ντ ρωσηςτ ωνοξ έ ωνε ί ναι φυσι κόε πακόλουθ οτ ηςαύξ ησηςτ ηςκατ αν άλωσηςορυκτ ώνκαυσί μων . ΕΠΙ ΠΤΩΣΕΙ ΣΣΤΟΝΥΔΡΟΦΟΡΟΟΡΙ ΖΟΝΤΑ Ο συ ν ολ ι κ όςρ υ θμ όςο ξ ε ο πο ί η ση ςμ ι α ςυ δ ά τ ι ν η ςπ ε ρι ο χ ήςε πη ρε άζ ε τ α ια πό πο λ ύπλ ο κε ς αλλ ηλ ε π ι δ ράσε ι ςαν άμε σαστ ηνόξ ι ν ηβ ρο χ ή, τ ηχ ημι κήσύστ α σητ ουν ε ρ ούτ ηςθ άλ ασσας , τ ονποτ αμο ύήτ ηςλ ί μν η,απότ ι ςι δ ι ότ ητ ε ςτ ονχ ώματ οςκαιαπότ οντ ρόποχ ρήσηςτ ων υδάτ ωνκαιτ ηςγης . Καθώςτ αν ε ράμι αςλ ί μνηςγ ί ν ον τ αιολ οέ ν ακαιπι οόξ ι ν αε ξ αι τ ί ας τ ωνόξ ι ν ωνβ ροχ ώνκ αιχ ι ον ο πτ ώσε ωνε πηρ ε άζ ε τ αισημαν τ ι κάηυδ άτ ι ν ηχ λωρ ί δακαι παν ί δ α.Αρχ ι κ άυ ποφέ ρ ουνοιοργ αν ι σμο ί ε κ ε ί ν οι π ο υε ί ν αι λ ι γ ότ ε ρ οαν θ ε κτ ι κο ί στ οό ξ ι ν οπ ε ρ ι βάλλ ονόπωςοιπέ ρκε ς , οισολ ομοίκαιοιπέ στ ροφε ς ,ε νώστ ησυ ν έ χ ε ι ααρ χ ί ζ ου νν α τ ε ί ν ο υνπρ οςε ξ αφάν ι σηκα ι οι αν θ ε κτ ι κότ ε ρο ιορ γ αν ι σμο ίόπ ωςτ αυδ ρόβι ασκαθάρ ι α. Κάθ εφο ράπ ουέ ν αζ ώοήέ ν αφυ τ όπ ε θα ί ν ε ιε ξ α ι τ ί α ςτ ηςα ύξ η σηςτ η ςοξ ύτ ητ α ςμέ σ ασεμι α λί μν ηήμι αυδ ά τ ι ν ηδ ε ξ αμε ν ή, αρ χί ζ ε ιν ααπ οσυν τ ί θ ε τ αι . H οργ αν ι κήύλ ητ ηςαποσύ νθ ε σηςαυτ ώντ ωνοργ αν ι σμώνε ν ών ε τ αιμετ οοξ υ γ όνοτ ο υν ε ρ ούκ αιτ οαπ οτ έ λ ε σμα ε ί ν αιημε ί ωσητ ουε π ι π έ δ ο υτ ο υο ξ υ γ ό ν ο ύτ ο νυ δ άτ ι ν ο υπ ε ρ ι βά λ λ ο ν τ ο ςπ ο υγ ί ν ε τ α ιπ ε ρι σσότ ε ρο αφι λόξ ε ν ογ ι αάλλε ςμορφέ ςζ ωής . Επι πλέ ον, ηοργ αν ι κ ήύληε π αυξ άν ε ιτ ηναν άπτ υξ η ορι σμέ ν ωναν ε πι θ ύμητ ωνάλ γ ε ωνπ ο υκα λ ύπ τ ου ντ ηνε π ι φάν ε ι ατ η ςλ ί μν ηςε μπ ο δί ζ ον τ αςτ ην ε ί σοδ οτ ουοξ υ γ όν ουκ αιτ ο υηλι ακ ούφωτ ός . Τογ ε γ ο ν ό ςα υ τ όσ υ μβ ά λ λ ε ι ε π ί ση ςστ ημε ί ωσηκα ι κ ατ α σ τ ρ ο φήτ ηςζ ωο γ ό ν ουχ ωρη τ ι κό τ ητ αςτ ωνυ δ άτ ι ν ωνπ ε ρ ι οχ ών . Με λ έ τ ε ςέ χ ου νδ ε ί ξ ε ιό τ ιο ι ό ξ ι ν ε ςβ ρ ο χ έ ςέ χ ο υ νή δ ηπρ ο κ αλ έ σε ι με γ άλ ηαύ ξ η σητ ο υε πι πέ δ ουτ ης οξ ύτ ητ α ςπ ολ λ ώνυ δάτ ι νωνοι κο συ στ ημάτ ωντ ωνν οτ ι ο ανατ ολ ι κώνπε ρι οχ ώντ ωνΗΠΑ, στ ονΚαν αδ ά, στ ηΝορβ ηγ ί α,στ ηΣο υηδ ί ακ αιστ οΗν ωμ έ ν οΒασί λ ε ι ο . Γι απα ρ άδ ε ι γ μα ,έ χ ε ι αν α φε ρ θ ε ίότ ιπ ε ρ ί π ο υ4000 λ ί μν ε ςέ χ ου νν ε κ ρωθ ε ίαπ όψά ρ ι αστ ηΣο υ ηδ ί ακ αι σ υ ν ο λ ι κ άπ ε ρ ί π ο υ 14000 λ ί μν ε ςέ χ ο υ νο ξ ε ο π ο ι η θ ε ί . Στ ι ςΗν ωμέ ν ε ςΠολ ι τ ε ί ε ς ,π ε ρ ι σσό τ ε ρ ε ςα πό200 λ ί μν ε ςτ ωνπ ε ρι οχ ώνυ ψηλ ούυ ψο μέ τ ρο υτ ωνAdirondacks στ ηνπολι τ ε ί ατ ηςΝέ αςΥόρκ ηςέ χο υν ν ε κρώσε ιε ξ αι τ ί αςτ ωνόξ ι ν ωνβροχ ο π τ ώσε ων . H συ ν ο λ ι κ ήβ λ ά βητ ωνυ δ ά τ ι ν ωνο ι κ ο συ στ η μά τ ων ε ί ν α ι πρ ο φα ν ή ςό μωςηε κ τ ί μησητ η ςσ εο ι κ ο ν ο μι κ ήβ άσηδ ε νε ί ναιε ύκολ η. - 44 - Γι απ α ρ άδ ε ι γ μ α ,έ χ ο υ να ν α φε ρ θ ε ί δ ι ά φο ρ ε ςε κ τ ι μ ή σ ε ι ςτ ωνοι κολογ ι κώνε π ι πτ ώσε ωνγ ι ατ ι ςλ ί μν ε ς τ ωνAdirondacks. Οιε κτ ι μήσε ι ςτ ωνφυσι κώνφαι ν ομέ ν ωνπ ουαποτ ε λ ούνσημαν τ ι κ έ ς παρ αμέ τ ρο ύςπ ρο σδ ι ο ρι σμο ύτ η ςοι κολ ο γ ι κ ήςβ λά βη ςε κφράζ ον τ αιωςμε τ αβολέ ςτ ων ε κτ άσε ωντ ωναλι ε ύσι μωνε κ τ αρ ί ων . Έτ σι , ηπ οσο στ ι αί αμε ί ωσητ ωνα λι ε ύ σι μ ωνε κ τ άσε ων (τ ωνε κτ άσε ωνδ ηλ αδ ήπ ουφι λ οξ ε ν ούνψάρι α) έ χ ε ιε κτ ι μηθ ε ίό τ ιαν τ ι στ ο ι χ ε ίσεα ξ ί α13 ε κ ατ ο μμυ ρ ί ωνδ ολ α ρί ωνΗΠΑ. Επε κτ ε ί νον τ αςαυτ ήτ ηντ ι μήκό στ ο υςκαιστ ι ςυπόλ οι πε ς πε ρι οχ έ ςτ ων ΗΠΑ όπου έ χ ε ιπροκληθε ίοξ ε οποί ηση τ ων λι μνών, η συνολι κή οι κονομι κήαπώλε ι ατ ωνΗΠΑ απότ ημε ί ωσητ ωναλ ι ε ύσι μωνλι μν ώναγ γ ί ζ ε ιτ ο1 δι σε κατ ομμύ ρι οδ ολ ά ρι αα ν άέ τ ο ς . Παρ όλ ααυ τ ά, ο ιπ ρ οη γ ο ύμ ε ν ε ςε κτ ι μή σ ε ι ςε ί ν αιατ ε λ ε ί ς , δ ε δ ο μ έ ν ο υό τ ι δ εσ υ ν υ πο λ ο γ ί ζ ο υ ντ οκό στ ο ςαν τ ι στ ρ οφήςτ ωνδ υσμε ν ώνε π ι π τ ώσε ωνκ αι τ η ναπ ώλ ε ι ατ ο υ ρ ι σ τ ι κ ο ύε ι σο δ ή μ ατ ο ςστ ι ςσυ γ κ ε κ ρ ι μ έ ν ε ςπ ε ρ ι ο χ έ ς . Μι αολ οκ ληρ ωμέ ν ηε κ τ ί μησηε ί ν αι δυ ν ατ όν αο δ ηγ ήσε ισεδι πλασι ασμότ ονπ ροαν αφε ρθέ ν τ οςσυν ολι κούκόστ ους . Μι αάλ λ ηπ ροσέ γ γ ι σηγ ι ατ ηνε κτ ί μησητ ηςβλ άβηςτ ωνλι μν ώνε ξ αι τ ί αςτ ωνόξ ι νων βροχ ώνυπολογ ί ζ ε ιτ οκόστ οςί ασηςτ ου ς . Μι ατ ε χ ν ι κ ήπ ουαν α πτ ύχ θ ηκεγ ι ατ ηδ ι όρ θωση τ η ςο ξ ε ο πο ί η σηςπ ρο τ ε ί ν ε ιτ ηνπ ρο σθ ήκηα σβέ στ ηστ ον ε ρ ότ ωνλ ι μν ών . Δε δ ομέ ν ουότ ιο ασβέ στ ηςε ί ν αιαλ καλ ι κόςκαιε πο μέ ν ωςμπο ρε ίν αο υδ ε τ ε ρ οπ οι ήσε ιτ ηνο ξ ύτ ητ α,ητ ε χ ν ι κ ή αυ τ ήΘε ωρ ε ί τ α ι ό τ ι μ π ο ρ ε ί ν ασ υ ν τ ε λ έ σ ε ι τ ηνε π ι στ ρ ο φήτ ηςζ ωή ςσ εα υ τ έ ςτ ι ςλ ί μ ν ε ς .τ οε τ ή σ ι οκ ό σ τ ο ςτ ο υ ασ β έ σ τ ηε κτ ι μήθ ηκετ ο1985 γ ι ατ ηνπε ρ ί πτ ωσητ ηςΣουη δί α ςστ α40 ε κα τ ομ μύ ρ ι αδ ο λ άρ ι α. Εάνε π ι λ ε γ ε ίηπ ρ οσ θ ήκ ηα σβ έ σ τ ηστ ι ςλί μν ε ςτ ωνν οτ ι οαν ατ ολι κώνΗΠΑ, τ ό τ εστ ο συν ολ ι κόε τ ήσ ι οκ ό στ οςε ί ν α ια πα ρ αί τ η τ ον απρ ο στ ε θ ού νπε ρ ί π ο υ500 ε κα τ ομμ ύρ ι αδ ο λ άρ ι α.Δε πρ έ π ε ιφυ σι κ άν αα γ ν ο ε ί τ αι ό τ ι ησυ γ κε κρ ι μέ ν ηδι ορ θωτ ι κήπ ολ ι τ ι κήε ί ν αι ε φι κτ ήμό ν οε φό σον υπάρ χ ου ναπο θέ μα τ αασβ ε στ ό λι θο υ.Οι ό ξ ι ν ε ςβρ οχ έ ςδ ε νπ έ φτ ου νμό ν οστ ι ςλ ί μν ε ςαλ λ άε ξ ί σο ύστ απο τ άμι ακαιστ ου ςωκε αν ο ύς . Πολ λ άαπότ απ οτ άμι ατ ουΚα ν αδ άκαιτ ης Σκα ν δ ι ν αβί α ςα δυ ν ατ ού νπλ έ ο νν αυποστ ηρί ξ ουν τ ην αναπαραγωγ ήτ ονσολομού. Επι πλέ ον , ηοξ ύτ ητ ατ ωνωκε αν ώναυξ άν ε τ αιμερυθμόπουσύμφων αμεε κτ ι μή σε ι ςθ α έ χ ε ισαναπο τ έ λε σματ ααν ώτ ε ρ α60 μέ τ ρ α(200 π όδ ι α) ν αε ί ν α ιπ λ ήρ ωςαφι λ όξ ε ν αγ ι α υδ ρ όβ ι ο υ ςο ργ αν ι σμού ςστ αμέ σατ ον21ουαι ών α.Γι ' αυ τ έ ςτ ι ςε πι πτ ώσε ι ςδ ε νυπ άρ χ ου νακ όμη ε κτ ι μήσε ι ςο ι κον ο μι κούκό στ ου ς. ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΤΩΝΔΑΣΩΝΚΑΙΤΩΝΕΔΑΦΩΝ Οιό ξ ι ν ε ςβ ρο χ ο πτ ώσε ι ςδ ε νε πη ρε άζ ου νμόν οτ ο νυ δ άτ ι ν οκ όσμοτ ονπλαν ήτ ηαλλ άκαιτ ο χ ώμα. Ει δι κό τ ε ρα,ηε πί πτ ωσητ ωνόξ ι ν ωνβρ ο χ ώνστ αδ άσηε ί ν α ιε ξ αι ρε τ ι κ άκα τ αστ ρ οφι κή. Καθ ώςηόξ ι νηβρ οχ ήε ι σχ ωρε ίστ οχ ωμά τ ι ν οέ δ αφοςπ ρο κα λ ε ίτ ηδ ι ά λ υσ ηκ αν ον ι κ ά αδ ι ά λ υτ ων μ ε τ αλ λ ι κ ών στ ο ι χ ε ί ων κ αιε ν ώσε ων δ ι ατ αρ άσ σον τ α ςτ ηνορ γ α ν ι κ ή Θρε π τ ι κή ι σορ ρο πί αμέ σαστ οχ ώμα. Ταδ ι α λυ μέ ν αάλ ατ ακα ιι δ ι α ί τ ε ραε κ ε ί ν ατ ουα λ ου μι ν ί ο υε ί ν α ι τ ο ξ ι κάπ ρο ςτ ι ςν ε α ρέ ςρ ί ζ ε ςτ ωνδ έ ν τ ρ ων . Επ ι πρ όσθ ε τ α, ο ιόξ ι ν ε ςβ ροχ έ ςκαί ν ετ ατ ρυ φε ρ ά νέ αφύλ λατ ωνδ έ ν τ ρωνκαι με ι ών ουντ ησυν ολ ι κήαν τ ο χ ήτ ο υςε ν άν τ ι ασ εα σθ έ ν ε ι ε ς . H αυ ξημέ ν ηκ ατ αστ ρ οφήτ ωνπαγ κό σμι ωνδασώναπ οδί δ ε τ αιγ ε ν ι κ ό τ ε ρ ασ τ οφαι ν ό με ν ο τ ωνόξ ι ν ωνβ ρο χ ο π τ ώσε ων . Μι αε κτ ε ν ή ςμε λέ τ ηκ αια ν άλυ σητ η ςκ ατ α στ ρο φή ςτ ωνδα σών πραγ μα τ οπ οι ή θηκ επρ όσφατ αστ ηνΕυ ρώπη.Τααπο τ ε λ έ σματ αδ ε ί χ ν ο υνό τ ι πε ρ ί π ουτ ο15% τ ο υσυν ο λι κούαν απ τ υ σσ ό με ν ουδ ασ ι κ ούα π ο θ έ μ ατ ο ςτ ρα υ μ ατ ί ζ ε τ α ι σο β α ράήπ ε θ α ί ν ε ι ,γ ε γ ο ν ό ςπ ο υ απ ο τ ε λ ε ί έ ξ ι φο ρ έ ςμ ε γ α λ ύ τ ε ρ οκ ί ν δ υ ν οαπ ότ η νε τ ή σι ακ οπ ήδέ ν τ ρ ωνγ ι αυ λο τ ο μί α.Άλ λε ςμε λ έ τ ε ςδ ε ί χ ν ο υ νότ ιστ η νΟμο σπ ον δ ι α κ ήΔη μο κ ρα τ ί ατ η ςΓε ρ μαν ί ας , τ ο50% τ ο υΜέ λ ανο ς Δρυ μο ύυποφέ ρε ιτ ηνε π ι βλαβήδ ρά σητ ωνό ξ ι ν ωνβ ρο χ ώνκ αθ ώςτ αδ έ ν τ ρ αα σθ ε ν ο ύνκα ι πε θ αί ν ουνκα θημε ρ ι νάαπ ότ ηνπ οι οτ ι κήαλ λο τ ρί ωσητ ο ναέ ρακαιτ ουχ ώμα τ ο ς . . Πλ ήθ ο ς με λ ε τ ώνυ π ο δ ε ι κ ν ύ ε ιε π ί ση ςότ ι στ ηνΠολ ων ί α, τ ηνΤσε χ οσλ οβακί ακαισεάλ λε ςχ ώρε ςτ ι ς κε ν τ ρι κή ςΕυ ρ ώπ η ςηβ λ άβ ητ ωνδ α σώνε ί ν α ιπο λ ύμε γ αλ ύ τ ε ρ ηε ξ α ι τ ί α ςτ ηςμ ε γ α λ ύτ ε ρ ης ε ξ ά ρτ η σήςτ ου ςα πότ οκα ύ σι μ ολ ι γ ν ί τ η . - 45 - Οιε κτ ι μήσε ι ςτ ου1978 αν έ φε ρανό τ ιπε ρί π ουτ ο5% τ ωνδ ασώντ ωνΗΠΑ υπέ φε ρε ε ξαι τ ί αςτ ωνόξι ν ωνβροχ οπτ ώσε ων . Τογ ε γ ο νό ςαυτ όαν τ αν ακλ ούσεσεμι ααπώλ ε ι α 600 ε κατ ομμυρί ωνδ ολαρί ωνγ ι αε κε ί ν ητ ηχ ρον ι άωςαπώλ ε ι αε σόδ ων . Ανσεαυτ ότ ο πο σό πρ οστ ε θ ε ίτ οκ όστ οςαν αψυ χ ής κ αιη α πώλε ι ατ ου ρι στ ι κο ύε ι σοδ ήμα τ ο ςπ ου ε κ τ ι μή θη κανσυν ολ ι κάστ ομέ γ ε θ ο ςτ ο νε ν όςδ ι σε κατ ο μμυρί ουδ ολ αρ ί ωναν άέ τ ο ς ,τ ότ ετ ο συν ολ ι κ όε τ ήσι οκό στ ο ςτ ηςο ι κ ο λ ογ ι κ ήε π ί π τ ωσηςτ ωνόξ ι ν ωνβροχ ώνπροςτ αδάσητ ων ΗΠΑ αν έ ρχ ε τ αιστ α1.6 δι σε κ ατ ομμύρι αδ ολάρι α. Όμως , απότ ο1978 κα ιέ π ε ι τ α, η κα τ α ν άλ ωσηπε τ ρε λ αί ουκ αι λ ι γ ν ί τ ηαυ ξ ήθ η κεμεσυν έ π ε ι ατ ησυν ακόλου θηαύ ξησηκαιτ ης ποσό τ ητ ας τ ων όξ ι νων βροχ οπτ ώσε ων. Με αυτ ήτ ην αλ λαγ ή υπό σκέ ψη, η προβλ ε πόμε ν ηζ ημι άτ ωνδ ασώντ ωνΗΠΑ τ ο1990 ε κτ ι μάτ αιστ α5 ε κατ ομμύρ ι α δο λάρ ι α. Οιόξ ι ν ε ςβρ οχ έ ςδ ε νπ ροκαλο ύνμόν οζ ημι έ ςστ αφυτ άκαιτ αδ έ ν τ ραα λλ άε πι π λέ ον ε πη ρε ά ζ ο υντ ηνπο ι ότ ητ ακαι τ ηνποσότ ητ ατ ηςαγ ροτ ι κήςπαραγ ωγής . Ταλαχαν ι κάκαι τ αφρο ύτ αε ί ν αι μι κρ ότ ε ρα , συ χ ν ότ ε ραά μορφα(σεσχ έ σημετ οφυσι ο λ ογ ι κότ ο υ ςσχ ήμα)κα ι λι γ ότ ε ρ οθρ ε π τ ι κά. Επ ι πλ έ ο ν , οισυ ν ολ ι κέ ςπα ραγ ωγ έ ςε ί ν α ίμι κρ ότ ε ρε ςε ξ αι τ ί αςτ ηςε ξ α σθ έ ν ι ση ςτ ωνφυ τ ώνε ν ά ν τ ι αστ ι ςαρ ρ ώστ ι ε ς . Τοα πο τ έ λ ε σμαε ί ν αιηέ λ λε ι ψηα γα θώνκ αιοι υψηλό τ ε ρε ςτ ε λι κ έ ςτ ι μέ ςαγ ο ράςγ ι απρο ϊ όν τ αφτ ωχ ότ ε ρηςπ οι ότ ητ ας . Σύμφωναμεε κτ ι μήσε ι ς ,ο ιαπώλ ε ι ε ςτ ηςαγ ρ ο τ ι κή ςπ αρ αγ ωγ ήςτ ο υ1984 ε ξ α ι τ ί αςτ ωνόξ ι νωνβροχ ώνστ ι ς ΗΠΑήτ αν8.2 ε κατ ομμύρι αδ ολάρι α. Λαμβάν ον τ αςυπόψητ ηναύξ ησητ ηςζ ήτ ησης καιτ ο υπληθ ωρι σμού,τ ότ εο ισυ νο λι κέ ςαπώλ ε ι ε ςπαραγ ωγήςτ ο1990 ε κτ ι μών τ αιστ α12 ε κατ ομμύρι αδο λάρι α . ΕΠΙ ΠΤΩΣΕΙ ΣΣΤΑΚΤΙ ΡΙ ΑΚΑΙΤΙ ΣΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ Ηπτ ώσητ ωνό ξ ι ν ωνβρ οχ ώνστ ι ςπό λε ι ςπροκ αλε ίσημαν τ ι κέ ςε πι π τ ώσ ε ι ςστ ακ τ ί ρ ι ακ αι τ ι ς τ ε χ ν ο λ ογ ι κ έ ςκα τ α σκ ε υ έ ς . Η όξ ι ν ηβρο χ ήδ ι αβ ρών ε ιτ ηλ ι θ οδ ομήτ ωνκτ ι ρ ί ωνμε τ α ξ ύτ ων οπο ί ων ο ρι σμέ ν αε ί ν αια ξ ι οθέ ατ αι στ ορ ι κήςσημα σί ας . Ορι σμέ ν ο ιτ έ τ ο ι ο ια ν ε κ τ ί μη τ οι θ ησα υ ρο ίπ ο υε π ι δ ε ι κ ν ύ ο υντ ηνκατ αστ ρ οφι κήδ ράσητ ωνό ξ ι ν ωνβρ οχ ώνε ί ν αιοΠαρ θε νώναςστ ηνΑθήν α,τ οΚολ οσσαί οτ ηςΡώμηςκαιοΚαθ ε δρι κ όςν αόςτ ηςΠαν αγί αςτ ων Παρι σί ωνστ οΠαρ ί σι. ΗΓε ρμαν ί αξ ο δ ε ύ ε ιπε ρ ί π ο υ4 ε κ ατ ο μμ ύρ ι αδ ο λά ρ ι αα ν άέ τ ο ςγ ι αν α αν τ ι κα θι στ άτ οι στ ορ ι κ όλ ι θ ό κτ ι στ οα ν άγ λ υφοτ ο υκαθ ε δ ρι κ ούτ ηςΚολ ων ί ας , μι αε ργ ασί απ ου απα ι τ ε ίε ι δ ι κ έ ςπ έ τ ρε ς ,ε ι δ ι κε υ μέ ν ο υ ςλα ξ ε υ τ έ ςκ αιτ ε χ ν ί τ ε ς ,χ ρ όν οκ αικόπ ο. Συγ κε κρ ι μέ ν α απα ι τ ού ν τ αιλ ί γ αχ ρ όν ι αγ ι ατ ηνα ν τ ι κα τ ά στ α σητ ο υε π ηρε ασμέ ν ουλι θό κτ ι στ ουτ ηςμι ας πλ ε υ ράςτ ο υκ τ ι ρί ο υκα ιστ ησ υ ν έ χ ε ι ατ οσ υ ν ε ρ γ ε ί οσ υ ν ε χ ί ζ ε ι ν αε ρ γ ά ζ ε τ α ι σ τ η νά λ λ ηκ .ο.κ. Μετ ην ολ οκλ ήρωσητ ηςε ρ γ ασί αςστ ηντ ε λ ε υ τ αί απλ ε υ ρ άτ ο νκ τ ι ρ ί ουτ οσ υ ν ε ρ γ ε ί οτ ωντ ε χ ν ι τ ώνπ ρ έ π ε ι ν α αρ χ ί σε ι τ ηναντ ι κατ άστ ασηαπότ ηναρχήκαθώςτ οαν άγλ υφοτ ηςπ ρ ώτ η ςπ λ ε υ ρ άςέ χ ε ι ήδ η αρ χ ί σε ιν αδ ι α βρ ών ε τ α ι . Φυ σι κ ά, π ολ λ άι στ ο ρι κά κ τ ί ρ ι αδ ε νχ αί ρο υ ντ έ τ ο ι α ςι δ ι αί τ ε ρ ης αν τ ι με τ ώπ ι σηςκαικ ατ αστ ρ έ φο ντ αιπλ ήρωςε ξ αι τ ί αςτ ωνόξ ι ν ωνβ ρ οχ ώνδ ί χ ωςν αε π ι δ έ χ ο ν τ αι ε π ι σκ ε υή . Οιμε τ αλλ ι κέ ςκατ ασκ ε υέ ςόπωςλ .χ . οιγ έ φυ ρε ς , οι σι δηρ οτ ρ οχ ι έ ςκαι τ ασυ ρμά τ ι ν ακ αλ ώδ ι α ε π ηρε άζ ον τ α ιε ξ ί σουση μαν τ ι κάαπότ ηνόξ ι ν ηβ ροχ ή. Γι ατ ολ όγ οαυ τ ό, τ α μέ τ αλ λ α απαι τ ε ί τ α ιν απρ οστ ατ ε ύο ν τ α ιαπότ ηδ ι ά βρωσηκαιτ ηνε πε ρ χ όμε ν ηαστ οχ ί α.Μετ ο νί δ ι ο τ ρ όποαπ αι τ ε ί τ α ιηπρ οστ ασί ατ ωνκτ ι ρ ί ωνκαιτ ωνυπ ολ οί πωνκατ ασκε υ ώνμεσυχ ν ούς καθ αρι σμούςκαιμεε φαρμογ ήε πι καλύψε ωναπόπλαστ ι κάχ ημι κ άήχ ρώμα . Ηό ξ ι ν η βρ ο χ ήε ί ν αια κό μησεθ έ σην ακα τ α στ ρ έ ψε ιτ ι ςπ ρο στ ατ ε υ τ ι κ έ ςε π ι κ αλ ύ ψε ι ςτ ουχ ρ ώμ ατ ος , και τ ων με τ αλλι κών ε ξωτ ε ρι κ ών ε ξ αρτ ημάτ ων τ ων αυτ οκι ν ήτ ων κα ιτ ωνυπ ο λο ί π ων - 46 - οχ ημάτ ων ,γ ε γ ο ν ό ςπ ο υθ έ τ ε ιτ η ναπα ί τ ησ ηγ ι ασυχ ν ό τ ε ρ οκαθ αρι σμότ ου ςπ ροκ ε ι μέ ν ο υν α δι α τ ηρ ούν τ αι σει καν οποι ητ ι κήκατ άστ αση. Ηε π ί πτ ωσητ ωνό ξ ι ν ωνβρ οχ οπτ ώσε ωνστ ι ςκατ ασκε υέ ς απ ο τ έ λε σεαν τ ι κ ε ί με ν οα ρκ ε τ ών με λ ε τ ών . Το1984 ε κτ ι μή θηκεότ ιτ οσυν ολ ι κ όκόστ οςε πι δ ι όρθωσηςτ ωνι στ ορι κών κτ ι ρί ωναν ε ρχ ό τ ανπαγ κοσμί ωςστ α20 δ ι σε κα τ ομμύρ ι αδολ άρι α.Ηζ ημι άτ ωνυπολ οί πων δημοσί ωνκ τ ι ρί ωνκαικ ατ ασκε υώνε κ τ ι μήθ ηκεστ α80 δ ι σε κατ ο μμύρ ι ακ αιτ αέ ξ ο δ αγ ι ατ ην ε πι σ κ ε υ ήτ ωνι δ ι ωτ ι κ ώνσ π ι τ ι ώνυ π ο λ ο γ ί στ η κ εί σομ ε40 δ ι σε κατ ομμύρι αδ ολάρι α. Μεάλλα λόγ ι α, τ ο 1984 τ ο συνολ ι κ όκό στ οςτ η ςε πί πτ ωση ςτ ηςόξ ι ν ηςβρ οχ ή ςσεκτ ί ρι ακα ι κα τ α σκε υ έ ςυπ ολ ο γ ι ζ ό τ ανί σομε140 δ ι σ ε κ ατ ο μμύ ρ ι αδ ο λ άρι ατ οέ τ ος . Εάνλ ηφθ ούνυπόψη ηαύξ ησητ ηςκατ αν άλωσηςτ ωνορυκτ ώνκαυσί μωνκαιηαύξησητ ονπλήθουςτ ων δημοσί ωνκτ ι ρί ων, τ ωνκατ ασκε υώνκαιτ ωνσπι τ ι ών ,τ οαν τ ί στ οι χ οπ οσ όγ ι ατ ο1990 ε κ τ ι μάτ αι στ α200 δ ι σε κατ ο μμύρ ι αδ ολάρι α. ΕΠΙ ΠΤΩΣΕΙ ΣΣΤΟΝΑΝΘΡΩΠΟΚΑΙΤΑΖΩΑ Οιόξ ι ν ε ςβ ροχ έ ςα υξ άν ουντ ηνοξ ύτ ητ ατ ο υπ όσι μουν ε ρο ύ. Η ρ οήαυ τ ο ύτ ουν ε ρο ύ δι αμέ σο υ με τ α λλ ι κών σωλην ώσε ων απ ό μόλ υβδ ο, χ αλκ ό ή αλ ου μί νι ο πρ οκαλ ε ίτ η δι α βρωτ ι κ ήφθ ο ρ άτ ο νμε τ άλ λ ο ύμετ ε λ ι κ όα πο τ έ λ ε σ ματ ον ε ρόπο ύφτ άν ε ιστ ονκ ατ αν αλ ωτ ήν α απο τ ε λ ε ίστ ηνου σί αμι αθ αν α τ η φό ρα"σούπα" απόοξ έ α, δηλητ ηρι ώδ ημέ τ αλλ ακαι χημι κέ ςε ν ώσε ι ς . Τοφα ι ν ό με ν οαυ τ όέ χ ε ιπ αρ ατ η ρηθ ε ίγ ι απ αρ άδ ε ι γ μαστ ηΣο υηδ ί αό πουτ ο όξ ι ν ον ε ρόθ ε ωρ ήθ ηκεα ι τ ί απρό κλ ησηςσημαν τ ι κώνασθ ε ν ε ι ώνσεβρ έ φηκα ιπα ι δι ά. Τοόξ ι ν ον ε ρ όε πηρ ε άζ ε ιό μωςε κ τ ό ςαπότ αβ ρέ φηκ αιτ απα ι δ ι άκ αι τ ου ςε ν ή λ ι κ ε ς . Τον ε ρό αυ τ ό , μετ ηνπα ρο υ σί ατ ωντ οξι κώνμε τ άλλωντ ωναλλοι ωμέ ν ωνσωληνώσε ων , ε ί ν αι δυ ν ατ όναπ ροκ αλέ σε ισημαν τ ι κέ ςορ γ αν ι κέ ςαν ωμαλί ε ς ,ι δι αί τ ε ραστ ανε φράκαιστ ην ουρ οδ όχ οκύστ η. Τοό ξ ι νον ε ρόέ χ ε ια πο λ έ σε ιτ οκ αν ο ν ι κ όπε ρι ε χ ό με ν οσεν άτ ρ ι ο(τ ον ε ρό απ οτ ε λ ε ίτ ηγ ε ν ι κό τ ε ρη πηγ ήν ατ ρί ο ύ προ ςτ οναν θ ρώπι ν ο οργ ανι σμό) μεσυχ ν ό ε πακόλουθ οτ ηνπρόκλησησημαντ ι κ ώνκ αρδ ι αγ γ ε ι ακ ώνα σθ ε ν ε ι ών . Έχ ε ιε κ τ ι μηθ ε ίό τ ιμ ε οι κ ο νομι κούςόρούςηδυσμεν ήςε πί πτωσητ ωνόξι νωνβροχώνστ οναν θρώπι ν ο οργ αν ι σμότ ο1985 στ ι ςΗΠΑήτ αν180 ε κατ ομμύρ ι αδο λάρ ι α(τ ο1990 ε κ τ ι μάτ αιστ α200 ε κατ ομμύρ ι αδ ο λ άρ ι α ). Σεαυ τ ήτ η νε κ τ ί μη σ ηφυ σ ι κ άδ εσ υ ν υ π ο λ ο γ ί ζ ε τ α ι οαν θ ρώπι ν ο ςπό ν οςκαιη δυ στ υχ ί αε ξ α ι τ ί αςτ ωνασθε ν ε ι ών . Όπ ωςλ οι π όνφαί ν ε τ αι , ε ί ν αιδυ ν ατ όν αε κτ ι μηθ ε ίηε π ί πτ ωσητ ηςόξι ν ηςβροχ ήςστ ον άν θρωποκαιναλ ηφθούνμεκάπ οι οκόστ οςμέ τ ρακαθαρι σμούτ ουπόσι μο υν ε ρού. Παρό λ ααυ τ ά,τ έ τ ο ι αμέ τ ραδ εμπ ορ ο ύνν αι σχ ύσο υ νστ ηνπ ε ρ ί π τ ωσητ ωνφυτ ώνκ αιτ ων ζ ώωνπουε ί ν αικατ αδ ι κασμέ ν αν αυ φί στ α ν τ αιτ ι ςμε τ αβ ο λ έ ςήν αα λλ ά ζ ο υ ντ ι ςπε ρ ι ο χ έ ςδ ι αβί ωσηςτ ο υς . Αυ τ έ ςό μωςο ιπε ρι ο χ έ ςγ ί ν ον τ αιο λο έ ν ακαιμι κρό τ ε ρε ςκ αθώςαυξ άν ε τ αιο ανθ ρώπι ν οςπλ ηθυσμόςκαιοζ ωι κ ό ςκ ό σμο ςγ ί ν ε τ α ιο λ ο έ ν ακα ιπ ε ρ ι σ σό τ ε ροά στ ε γ ο ςκ αθ ώς συ ν ε χ ί ζ ε τ αι ημόλ υ ν σητ ουπε ρ ι β άλ λ ο ν τ ο ςμετ ηχ ρ ήσητ ωνορυκτ ώνκαυ σί μων . Εκατ ον τ άδ ε ςε ί δ ηφυ τ ώνκαιζ ώωναφαν ί ζ ο ν τ αικάθ εχ ρ όν ολ όγ ωτ ηςπε ρι βαλλ οντ ι κής μόλ υν σηςκ αιτ ωνό ξι ν ωνβροχ ώνπο υπρο καλο ύν τ αιαπότ ι ςε κ πομπέ ςτ ωνρ ύπωντ ων δι ε ρ γασι ώνκαύσηςτ ωνορυκτ ώνκαυσί μων , όμωςδ ε νυπάρχ ουνε κτ ι μήσε ι ςαυτ ήςτ η ς ζ ημι άςμεοι κ ον ομι κ ούςόρ ους . Απο μέ ν ε ιακ όμην ακ ατ αν ο ήσου μετ ησυν ολ ι κ ήε πί π τ ωση τ ωνόξ ι ν ωνβ ρ ο χ ο π τ ώσ ε ωνή ,γ ι απ αρ ά δ ε ι γ μα ,τ ο ντ ρ όπ ομ ετ ο νο π ο ί οηαπώλ ε ι αε ν όςε ί δ ου ςε ν ός ψαρι ο ύ ,ε ν ό ςφυ τ ούήε ν ό ςζ ώο υε πηρε άζ ε ιτ ηνι σορροπί ατ ηςφύσης . - 47 - ΤΡΟΠΟΙΑΝΤΙ ΜΕΤΩΠΙ ΣΗΣΤΟΥΦΑΙ ΝΟΜΕΝΟΥ Οιε ι δ ι κ οίέ χ ο υ νπ ρο β λ έ ψε ιγ ι αα ρ κε τ άχ ρό ν ι ατ ι ςε ν δ ε χ ό με ν ε ςε πι πτ ώσε ι ςτ ηςσυσσώρ ε υσης τ ωνπαραπρ οϊ όν τ ωντ ηςκαύσηςτ ωνορυκτ ώνκαυσί μωνστ ηνατ μόσφαι ρα, τ ηςπε ρι βαλλ ον τ ι κήςμόλυ νσης κ αιτ ης ό ξ ι νηςβροχ ής . Το με γ αλ ύτ ε ρ ο όμως μέ ρος τ ου αν θ ρώπι νο υ πληθυ σμού ε ί ν αιτ όσο απασχ ολημέ ν ο με τ η σύγ χ ρο νη λογ ι κ ήτ ης "στ ι γ μι αί αςε υ χ αρί στ ηση ς " ώστ εηδ ι ο ρ ατ ι κ ήαν η συχ ί αγ ι ατ αε π ό με ν α20 ή30 χ ρ ό ν ι αδ ε να ν ή κ ε ι στ αε ν δ ι αφέ ρ ο ν τ άτ ο υ . H αλ ήθ ε ι αό μωςε ί ν α ιό τ ιο ιπ ρο β λέ ψε ι ςπ ουέ χ ο υνγ ί ν ε ιγ ι ατ αε πό με ν α10, 20 ή30 χ ρό ν ι α έ χ ου ναρ χ ί σε ιναε π ι βε β αι ών ο ν τ αι . Τοτ ρ ι σέ γ γ ον όμαςε ν δ έ χ ε τ αιναμηνέ χ ε ιπ οτ έτ η ν ε υ κ αι ρί αν αμά θ ε ιτ οπώςμο ι άζ ε ιέ ν αάγ ρ ι οε λ ά φιήέ ν αδάσοςπαράμόν ομέ σααπό φωτ ογ ραφί ε ςτ ου π αρ ε λθό ντ ος καιολό κληρ ε ςγ ε ν ι έ ςανθ ρώπων ε ν δ έ χ ε τ αιν α μη μπ ορέ σουνπ οτ έν αδ ου ντ ο νΠαρ θ ε ν ών ατ ωνΑθ ην ών .Hδ υσο ί ων ηα υτ ήδι αδ ι κα σί αμπο ρε ί παρ όλ ααυτ άν ααν α στ ρ αφε ίξ ε θ άβο ν τ αςτ ου ςε α υτ ού ςμαςαπ ότ ηλ ογ ι κήτ ης"στ ι γ μι αί ας ε υ χ αρί στ η σης ", αρχ ί ζ ον τ αςν α σχ ε δι άζ ο υμεαπότ ώραγ ι ατ ομέ λλο ν, μεστ ό χ ον α παραδ ώσουμεστ απαι δ ι άκαιτ αε γ γ όν ι αμαςέ ν ανκαλ ύτ ε ρ οτ όπ οδ ι αβ ί ωσης 2.4 Η ΤΡΥΠΑΣΤΟΣΤΡΩΜΑΤΟΥΟΖΟΝΤΟΣ Τοόζ ονε ί ν αιστ ηνουσί αέ ναμόρι οπουσχ ηματ ί ζ ε τ αιαπότ η συν έ νωση τ ρι ών ατ όμωνοξυγ όν ου. Έτ σιη ε πι στ ημον ι κήτ ουγ ραφή ε ί ν αιηO3 (τ οοξ υγόν οπού αν απνέ ουμεαποτ ε λε ί τ αιαπόδύοάτ ομαοξ υγ όνούε ν ωμέ ν ακαισυμβολί ζ ε τ αιωςΟ2). Τοόζ ονσυν αντ άτ αιπαντ ούστ ηγήι ν ηατ μόσφαι ρα, απότ οε πί πε δοτ ονε δ άφούς μέ χ ρι25 μί λι απάν ωαπότ ηγ η. Στ οεπί πε δ οτ ουε δ άφουςσυν αντ άτ αιωςσυστ ατ ι κό τ ονν έ φουςκαιε πομέ ν ωςηύπαρξητ ουδ ε νε ί ν αιε πι θυμητ ή, όμωςστ αε ξωτ ε ρι κά στ ρώματ ατ ηςατ μόσφαι ρας- στ οστ ρώμαε κε ί ν οπουε ί ν αιγ νωστ όωςστ ρατ όσφαι ρα - ηύπαρξ ητ ουμαςπροστ ατ ε ύε ιαπότ ι ςε πι βλαβε ί ςακτ ί νε ςτ ουήλι ουαπορροφών τ ας καιεπομέ νωςε μποδί ζ οντ αςτ ηνυπε ρι ώδ ηηλι ακήακτ ι νοβολ ί αν αφτ άσε ιστ οέ δαφος τ ηςγηςκαιναπροκαλέ σε ικαρκί νοτ ουδ έ ρματ ος . Έχ ον τ αςδι έ λθε ιαπότ ηστ ρατ όσφαι ρα, οιηλ ι ακέ ςακτ ί ν ε ςπρέ πε ιστ ησυνέ χ ε ι ανα δι έ λθουναπότ οοξ υγόν ο, τ οάζ ωτ ο, τ οδι οξ ε ί δ ι οτ ουάνθρακα, απότ οόζ οντ ου ε πι πέ δ ου τ ου ε δ άφουςκαιαπό τ ουςυδ ρατ μούςτ ου αέ ρα που όλα αυτ ά μαζ ί φι λ τ ράρουντ ηνηλι ακήακτ ι νοβολ ί απρι νφτ άσε ιστ ηγη. Μπορείκαν ε ί ςτ ε λι κάνα αν αρωτ ι έ τ αιπωςτ ε λι κά φτ άν ε ιη ηλι ακή ακτ ι ν οβολί α στ ηγ η με τ ά από τ όσο φι λ τ ράρι σμα, αλλά ηαπάν τ ηση πολ ύ απλάεί ν αιότ ιηηλι ακήακτ ι ν οβολί α που ε ι σέ ρχ ετ αιστ ηνατ μόσφαι ρα ε ί ν αιε ξαι ρε τ ι κά έ ντ ονη. Στ ηνπραγ ματ ι κότ ητ α, έ να με γ άλομέ ροςτ ηςηλι ακήςακτ ι νοβολ ί αςπουε κπέ μπε τ αιαπότ ονήλι οδ εφτ άν ε ιποτ έ στ αμάτ ι αμας . Οήλ ι οςε ί ν αιτ όσοτ ε ράστ ι ος(μεδι άμε τ ρο800.000 μι λ ί ων ) ώστ ετ ο έ ναδε κάκι ςε κατ ομμυρι οστ ό(1/107) τ ηςε κπε μπόμε ν ηςηλι ακήςακτ ι ν οβολ ί αςαρκε ίγ ι α τ ησυν τ ήρησητ ηςζ ωήςστ ηγ η. Ακόμηκαιαυτ ότ οε ξαι ρε τ ι κάμι κρόποσοστ ότ ουε ν όςδε κάκι ςε κατ ομμυρ ι οστ ούτ ης ηλ ι ακής ακτ ι νοβολί ας θ α μπορούσε να ε ί ν αιε πι κί νδ υνο ε άν δ εν υφί στ ατ οτ ο φι λ τ ράρι σμα στ ην ατ μόσφαι ρα και ε ι δ ι κότ ε ρα στ ηζ ών η τ ον όζ ον τ ος τ ης στ ρατ όσφαι ρας . - 48 - Η ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΗΣΤΡΥΠΑΣ Το1985, τ αδε δομέ ν αε νόςδορυφόρουτ ηςNASA πουε ί χετ ε θ ε ίσετ ροχι άγύρωαπό τ ηγηε πι βε βαί ωσετ ουςφόβουςορι σμέ ν ωνε πι στ ημόν ωναν αφέ ροντ αςτ ηνύπαρξη μι αςτ ρύπαςστ οπροστ ατ ευτ ι κόστ ρώματ ουόζ ον τ οςπάνω απότ ηνπε ρι οχ ήτ ης Αν τ αρκτ ι κής . Επι στ ημον ι κέ ς αποστ ολέ ς από δι άφορε ςχ ώρε ς στ άλθ ηκαν στ ην Αν τ αρκτ ι κήγι ατ ηνπραγ ματ οποί ηση με τ ρήσε ωντ ουπάγουκαιτ ωνυπε ρι ωδών ακτ ι ν ώντ ουηλί ου.Όλε ςοιομάδε ςομόφωναε πι βε βαί ωσανότ ιηύπαρξητ ηςτ ρύπας στ οστ ρώματ ουόζ οντ οςε ί ν αιδε δομέ νη. H ανακάλυψηαυτ ήδ ε νπροκάλε σεσημαντ ι κήκι νητ οποί ηση. Δε νε πρόκε ι τ οφυσι κά γι α κάποι α με γ άλ η κατ αστ ροφή δε δομέ ν ου ότ ιστ ην Αντ αρκτ ι κή ο υπάρχ ον πληθυσμόςε ί ναιλί γ ος , όμωςτ ιθασυν έ βαι ν εανητ ρύπατ ουόζ οντ οςε ξαπλων ότ αν; Προκε ι μέ ν ου να απαν τ ηθε ί αυτ ό τ ο ε ρώτ ημα ζ ητ ήθ ηκε η γν ώμη άλλων ε πι στ ημον ι κών ομάδων καιγ ι ατ ρών. H τ ε λι κή ε τ υμηγ ορί α ήτ αν ότ ιγ ι ατ ους αν θρώπουςηε ξ άπλ ωσητ ηςτ ρύπαςτ ουόζ οντ οςι σοδ υναμε ίμεε ξάπλωσητ ουκαρκί νουτ ουδ έ ρματ ος . Όπωςήτ ανφυσι κό, οιε πι στ ήμον ε ςκαιοιγι ατ ροίπαρατ ηρούσανέ κτ οτ ετ ηνπορε ί α τ ουφαι ν ομέ ν ουτ ηςτ ρύπαςτ ουόζ οντ οςμεπροσοχ ή. Τααν ησυχ ητ ι κάνέ αε ί ν αιότ ι παράτ ογε γ ον όςότ ιητ ρύπατ ουόζ οντ οςαυξάν ε τ αικαιμι κραί ν ε ιακολ ουθ ώντ αςτ ι ς κλι ματ ολογ ι κέ ςε ποχ έ ς , στ αδι ακάπαρατ ηρε ί τ αιηαύξ ησητ ης . Καιακρι βώςόπωςε ί χ ε προβλ ε φθε ί ,έ χ ουναυξ ηθ ε ίε πί σηςτ ακρούσματ ατ ουκαρκί ν ουτ ονδέ ρματ ος . Απότ ο 1985 καιέπε ι τ αέ χουνκατ αγ ραφε ίτ όσα κρούσματ αθυμάτ ωντ ουκαρκί ν ουτ ου δέ ρματ οςόσαδε νε ί χ ανκατ αγραφε ίσεόλατ απροηγ ούμε ναχ ρόνι αμαζ ί . Ορι σμέ να μάλι στ α από τ αε ί δη τ ου καρκί νου τ ου δέ ρματ ος ε ί ναιθανατ ηφόρα ε άν δ ε ν αν τ ι με τ ωπι στ ούνάμε σακαικατ άλλ ηλ α. - 49 - Ει κόνατ ουστ ρώματοςτ ουόζ οντ οςαπότ ηνΑν ταρκτ ι κή Πηγ ή:NASA ΑΙ ΤΙ Α ΔΗΜΙ ΟΥΡΓΙ ΑΣΤΡΥΠΑΣΤΟΥΟΖΟΝΤΟΣ Η αι τ ί ατ ηςτ ρύπατ ουόζ ον τ οςπρέ πε ιν αε ί ναιανθρωπογε ν ής . Τοστ ρώμα τ ου όζ οντ οςπρέ πε ινα προϋπήρχ εγ ι α δι σε κατ ομμύρι α χρόν ι α, δε δομέ νουότ ιστ ην αν τ ί θε τ η πε ρί πτ ωση θαήτ αναδύν ατ η η αν άπτ υξ ητ ωνπράσι νωνφυτ ώνμετ η γν ωστ ήτ ουςμορφή. Επι πλέ ον, τ ογ ε γ ονόςότ ιητ ρύπατ ουόζ ον τ οςπροκλήθηκετ α σχ ε τ ι κά τ ε λ ε υτ αί α χρόν ι α υποδ ηλ ώνε ιότ ιη ε μφάν ι σή τ ηςε ί ν αισυνέ πε ι ατ ου τ ε χν ολογ ι κά ανε πτ υγ μέ νουσύγχ ρον ου κόσμουπουαποτ ε λε ίτ ηναι τ ί ατ ουπροβλ ήματ ος . Οιχ ημι κοίγ ν ωρί ζ ουνκαλύτ ε ρααπόκάθ εάλλ οτ οντ ρόπομετ ονοποί οοιουσί ε ς αν τ ι δρούνμε τ αξύτ ους . Έτ σιε ί ν αιγ ν ωστ όότ ιπολ ύλί γ ε ςουσί ε ςε ί ν αισεθέ σηνα αν τ ι δράσουνμετ οόζ οντ όσοδραστ ι κάώστ εστ ηνουσί ανατ οε ξ αφαν ί σουν. Οι υποψί ε ςπέ σαν εγ ρήγορασεμι ααν θρωπογ ε ν ήομάδ αχ ημι κώνε ν ώσε ωνπουε ί ν αι γν ωστ έ ςμετ ηνκοι ν ή ον ομασί α Φρέ ον . Οιε νώσε ι ςαυτ έ ςονομάζ οντ αιε πί σης χλ ωροφθοράνθ ρακε ςκαισυμβολ ί ζ ον τ αιμετ ησυν τ ομογραφί αCFC’s. H ον ομασί α τ ουςαυτ ήοφε ί λε τ αιστ ογ εγ ον όςότ ιτ αμόρι ατ ουςαπαρτ ί ζ ον τ αιαπόάτ ομαχ λωρί ου, φθορί ου καιάν θρακα. ΟιCFC’s χ ρησι μοποι ούντ αιε κτ ε ν ώςστ η βι ομηχ ανί α κατ ασκε υήςπολυστ ε ρί ν ηςκαιαφρώδουςε λαστ ι κού(αξί ζ ε ινααν αρωτ ηθε ίκαν ε ί ςπόσε ς φορέ ςέ ρχ ε τ αισεε παφήμεαυτ άτ αδυουλι κάκαθημε ρι ν ά), όμωςοιπε ρι σσότ ε ροι άν θρωποιγ ν ωρί ζ ουναυτ έ ςτ ι ςε νώσε ι ςαπό τ ηχ ρήση τ ούςστ α ψυγ ε ί α καιτ α κλι ματ ι στ ι κά. Παλ αι ότ ε ρα, οιχλ ωροφθοράνθ ρακε ςέ βρι σκανχρήσηωςπροωθ ητ ι κά τ ωνφι αλ ώνπροϊ όν τ ωνψε κασμούόπωςοιλακκαιτ ααποσμητ ι κάδωματ ί ου, όμως στ αδι ακάολοέ νακαιπε ρι σσότ ε ρε ςχ ώρε ςαπαγορε ύουντ ηχρήσητ ουςγι ααυτ ούς τ ουςσκοπούς . ΟιCFC’s δι αφε ύγ ουναπό δ ι αρροέ ςτ ωνκλι ματ ι στ ι κώνκαιτ ωνψυγ ε ί ωνή από πε τ αμέ ν ε ςφι άλ ε ςε κτ ον ωμέ ν ηςπολυστ ε ρί νηςκαισυν ε χ ί ζ ουντ οτ αξί διτ ούςμέ χ ριτ α ε ξωτ ε ρι κάστ ρώματ ατ ηςατ μόσφαι ραςπουφι λοξ ε ν ούντ οστ ρώματ ουόζ ον τ ος . Με τ ηνάφι ξ ήτ ουςε κε ίστ ηνουσί αε ξαφανί ζ ουντ οόζ ονδ ε δομέ νουότ ικάθεμόρι ο " χλ ωροφθοράνθ ρακαε ί ν αισεθέ σην α"κατ αβροχ θί σε ι έ ωςκαι100000 μόρι αόζ ον τ ος κατ άτ ηδι άρκε ι ατ ων150 ε τ ώνζ ωήςτ ουκαισημε ι ών ε τ αιε πί σηςότ ικάθ εφι άλη ε κτ ονωμέ ν ηςπολυστ ερί ν ηςπε ρι έ χ ε ιέ ν αδ ι σε κατ ομμύρι ο δι σε κατ ομμύρι α μόρι α χλ ωροφθορανθ ράκων . - 50 - Ηαι τ ί αγ ι ατ ηνοποί αητ ρύπατ ονόζ ον τ οςπρωτ οε μφανί στ ηκεπάν ωαπότ ηνπε ρι οχ ή τ ηςΑν τ αρκτ ι κήςδε νέχ ε ιγ ί νε ιπλήρωςκατ ανοητ ή. Ορι σμέ ν οιθε ωρούνότ ιοι χλ ωροφθοράνθ ρακε ςσυγ κε ν τ ρώθηκανεκε ίεξ αι τ ί αςτ ωνανώτ ε ρωνατ μοσφαι ρι κών ροώνκαιτ ηςπε ρι στ ροφήςτ ηςγ ηςπε ρίτ ονάξον ατ ης . Άλλ οιπι στ ε ύουνότ ιηαι τ ί α οφε ί λ ε τ αιστ ηνθε ρμοκρασί ατ ονΝοτ ί ουΠόλου. Στ ηνπραγ ματ ι κότ ητ α, ηαι τ ί α μπορε ίναε ί ν αιέ ν αςσυνδ υασμόςόλ ωντ ωνπαραπάν ωδε δομέ νουότ ισύμφων αμε πρόσφατ ε ςε ν δε ί ξε ι ςαρχ ί ζ ε ιν αε ξ ασθε ν ε ίτ οστ ρώματ ουόζ οντ οςπάν ωκαιαπότ ο Βόρε ι οΠόλο. Αρχ ι κά,οιε πι στ ήμον ε ςθε ωρούσανότ ιτ οστ ρώματ ουόζ ον τ οςθαλε πτ ύν ε ιπάν ωαπό ολόκληροτ ονπλανήτ ηκαιόχιπάν ωαπόκάποι ασυγ κε κρι μέ ν ηπε ρι οχ ήμερυθμόί σο με2% ανάδε καετ ί απουδε νε ί ν αιαν ησυχ ητ ι κός . Σήμε ραόμως , οικώδων ε ςτ ου κι ν δύν ουέ χουναρχ ί σε ιν αχ τ υπάνε . Εκτ όςαπότ ομέ γε θ οςτ ηςτ ρύπαςτ ουόζ οντ ος , οι ε πι στ ήμον ε ςαν ησυχ ούνε πι πλέ ονκαιγ ι ατ ηνέλ λε ι ψησαφούςε ξ ήγησηςγ ι ατ οντ όπο στ ονοποί οε μφαν ί ζ ε τ αιε ν τ ονότ ερατ οφαι νόμε ν ο. ΜΕΤΡΑΑΝΤΙ ΜΕΤΩΠΙ ΣΗΣΤΟΥΦΑΙ ΝΟΜΕΝΟΥ Τοπρώτ ομε γ άλ ομέ τ ρολήφθηκεστ ηνπαγκόσμι αδ ι άσκε ψητ ουΚαν αδ ά. Πλ ήθ ος χωρώναπόολόκληροτ ονκόσμοδέ χ θηκανν αυπογ ράψουνέ νακεί με νοπουσήμε ρα ε ί ν αι γ ν ωστ ό ως τ ο "Πρωτ όκολλ οτ ου Μόντ ρε αλ", σύμφων α με τ ο οποί ο δε σμε υθήκανεναμε ι ώσουντ ηνπαραγωγ ήτ ωνχ λωροφθ οραν θράκωνκατ ά50% έ ως τ ο2000. Παρόλααυτ ά, πολλοίπε ρι βαλλον τ ολόγ οιι σχ υρί ζ οντ αιότ ιημε ί ωσηθα πρέ πε ιν ααγ γ ί ξ ε ιτ ο75-80% προκε ι μέ ν ουναυπάρξουνρε αλι στ ι κάαποτ ε λέ σματ α. Έν α «χ έ ριβοήθε ι ας » προςτ οστ ρώμα τ ου όζ οντ οςδ όθηκεαπότ ηνκολοσσι αί α χημι κήβι ομηχαν ί αDuPont τ ωνΗΠΑ, ηοποί ακαιε φηύρετ ι ςε ν ώσε ι ςτ ουΦρέ ον.Οι χλ ωροφθοράνθρακε ςδ ε νε ί ν αιοιμον αδι κέ ςουσί ε ςπουμπορούνν αχ ρησι μοποι ούντ αι γι ατ ηνψύξ ηστ ακλι ματ ι στ ι κάκαιτ αψυγ ε ί α. Υπάρχ ειμι αολόκληρητ ε χ ν ολογ ί α γν ωστ ήαπόπαλι άπουον ομάζ ε τ αιψύξηθε ρμοζ ε ύγ ουςκαιλε ι τ ουργ ε ίωςε ξής : μετ ην έ λε υσηηλε κτ ρι κούρε ύματ οςδι αμέ σουε ι δ ι κάσχ ε δι ασμέ ν ωναγ ωγ ών , τ οέ ν αάκρο τ ουαγωγούθ ε ρμαί νε τ αικαιτ οάλλοκρυών ε ι . Στ ηνπε ρί πτ ωσητ ωνκλι ματ ι στ ι κών καιτ ωνψυγ εί ων ,τ οκρύοάκροτ ουαγ ωγ ούμπορε ίν ατ οποθ ε τ ηθε ίστ οχώροόπού απαι τ ε ί τ αιη ψύξη τ οναέ ρα ε ν ώτ ο θε ρμό άκρο μπορε ίν α αφε θε ίσεκάποι ο ε ξωτ ε ρι κόχ ώρο. Μεαυτ ότ οντ ρόπο, όχ ιμόν οε ί ναιδυν ατ ήηκατ ασκε υήαθόρυβων (χωρί ςτ οθ όρυβο τ ου συμπι ε στ ή) ψυγ ε ί ων καικλι ματ ι στ ι κών αλλά ε πι πλ έ ον αποφε ύγ ε τ αιτ ε λε ί ως η δι αφυγ ήχ λωροφθοραν θράκων στ ην ατ μόσφαι ρα καιη ε ξάπλωσητ ηςτ ρύπαςτ ουόζ ον τ ος . Παρόλααυτ ά, ε ν δε χ ομέν ωςημε γαλύτ ε ρηβοήθε ι αγι ατ ηναν τ ι με τ ώπι σητ ηςτ ρύπας τ ονόζ ον τ οςναβρί σκε τ αιστ αδι κά μαςχ έ ρι α. Ο καθέ ν αςαπόε μάςοφε ί λε ινα ε νημε ρώσε ικαιναε κπαι δ ε ύσε ιτ ουςγ ύρωτ ουσχ ε τ ι κάμετ αχαρακτ ηρι στ ι κάκαιτ η σοβαρότ ητ ατ ουπροβλήματ ος . Αξ ί ζ ε ιναθυμόμαστ επάντ αότ ιστ ησυγ κε κρι μέ νηπε ρί πτ ωσηοχ ρόνοςπαί ζ ειπολύ σημαν τ ι κό ρόλο. Εν δέ χ ε τ αι ν α πε ράσουν χ ρόνι α μέ χ ριτ ην ε ύρε ση κάποι ον υποκατ άστ ατ ουτ ωνCFC's πουδε ναξί ζ ουντ οκόστ οςοποι ασδήποτ επε ρι βαλ λοντ ι κής κατ αστ ροφής . Στ ομε σοδ ι άστ ημα, πρέ πε ιναστ αματ ήσουμετ ηχ ρήσητ ωνCFC's και όλωντ ωνπροϊ όν τ ωνπουπαράγ ον τ αιαπόαυτ ούς , πρέ πε ιδ ηλ αδ ήν ααναγ κάσουμετ η - 51 - λήψημέτ ρωνπουαυτ ήτ ηστ ι γ μήδεφαί νε τ αιν ασυζ ητ ούν τ αι . Αν ε ξάρτ ητ ααπότ ι μπορε ίν α θε ωρε ίο καθέ νας , ζ ούμεόλοισεέ ν ανκόσμο όπου οικυβε ρν ήσε ι ς υπάρχ ουν ε κτ ων αν θρώπων και γ ι ατ ους ανθ ρώπους . Οφε ί λουμε όλοινα χρησι μοποι ήσουμετ ηδ ύναμηπουδ ι αθέ τ ουμε . 2.5 Η ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝΕΛΛΑΔΑ Στ οΚι ότ ο, ηΕυρωπαϊ κήΈν ωσηδ ε σμε ύτ ηκεότ ιτ ο2010 θαέ χ ε ιμε ι ώσε ικατ ά8% τ ι ςε κπομπέ ςαε ρί ωντ ουθε ρμοκηπί ουσεσχ έ σημετ αε πί πε δα τ ου 1990. Στ α πλαί σι ατ ουκατ αμε ρι σμούτ ωνε υθυν ώναν άμε σαστ ι ςε υρωπαϊ κέ ςχ ώρε ς , ηΕλλάδα πί ε σεκαιπέ τ υχεν ατ ηςε πι τ ραπε ίν ααυξήσειτ ι ςε κπομπέ ςτ ηςκατ ά25% ωςτ ο 2010 (σεσχ έ σηπάν τ αμετ αε πί πε δατ ου1990). Σύμφων αόμωςμεε κθέ σε ι ςπου συν έ τ αξε τ ο Εθ νι κό Αστ ε ροσκοπε ί ο Αθην ών (ΕΑΑ) γ ι α λογ αρι ασμό τ ου ΥΠΕΧΩΔΕ, τ α στ οι χε ί αδ ε ί χ ν ουν ότ ιθα ξε πε ράσεικατ ά πολύ αυτ όν τ ον, απαράδε κτ οούτ ωςήάλ λως , στ όχο. Χωρί ςε πι πλέ ονμέ τ ρα, τ οΕΑΑ ε κτ ι μάότ ιθα υπάρξ ε ιμί ααύξησηπουθααγ γ ί ξ ε ιτ ο35,8% ωςτ ο2010 καιηοποί αΘαεκτ ι ν αχθ ε ί στ ο56,4% τ ο2020. Οιε κπομπέ ςαε ρί ωντ ουθε ρμοκηπί ουστ ηνΕλλάδ ααυξήθηκαν τ ηνπε ρί οδο19902000 κατ ά23,4%. Συγ κε κρι μέ ν α, από106,1 ε κατ .τ όνουςτ ο1990, έ φθασαντ α133,8 ε κατ . τ όν ουςτ ο2000. Ει δ ι κότ ε ραγ ι ατ οδι οξ ε ί δ ι οτ ουάν θρακα (CO2), τ ο σημαν τ ι κότ ε ρο αέ ρι οτ ου θε ρμοκηπί ουδηλαδή, η αύξηση στ ηνί δ ι α πε ρί οδ οάγ γ ι ξετ ο26%, οιδ εεκπομπέ ςCO2 τ οέ τ ος2000 ήτ αν107,8 ε κατ .τ όν ους (ΥΠΕΧΩΔΕ, 2002). ΟιGreenpeace 5 δραστ ηρι ότ ητ ε ςπουέ χ ουνσχ έ σημετ ηνε νέ ργ ε ι ααποτ ε λούντ ην με γ αλύτ ε ρη πηγή (77,9% πε ρί που) τ ων αε ρί ων τ ου θε ρμοκηπί ου. Αυτ έ ς πε ρι λ αμβάν ουνκυρί ωςε κπομπέ ςCO2 απότ ηνκαύσηορυκτ ώνκαυσί μων(95% πε ρί πουτ ουσυν όλουτ ωνεκπομπώναπότ οντ ομέ ατ ηςε νέ ργ ε ι ας ) καιμι κρότ ερα ποσοστ άμε θαν ί ουκαιυποξε ι δ ί ουτ ουαζ ώτ ου(1,5% και3,5% αν τ ί στ οι χ α). Μι αματ ι άστ οσύστ ημαηλ εκτ ροπαραγ ωγήςτ ηςχώρας(πουε υθ ύνε τ αιγ ι ατ ι ςμι σέ ς πε ρί που ε κπομπέ ς CO2) αρκε ίγ ι α να ε ρμηνε ύσε ιαυτ ήτ ην πε ρι βαλλον τ ι κή αποτ υχί α. Η Ελλ άδ αέ χε ιμε γάλαβαθμόε ξάρτ ησηςαπότ ονρυπογόν ολι γ νί τ ηστ ην ηλ ε κτ ροπαραγ ωγ ή, μι α σημαν τ ι κή ε ξάρτ ηση από τ ο πε τ ρέ λαι ο, καιχαμηλή δι ε ί σδυσηαναν ε ώσι μωνπηγ ώνε νέ ργ ε ι ας(ΑΠΕ). Γι αν αι καν οποι ηθούνοιαν άγ κε ς τ ηςκατ αν άλ ωσηςσεηλε κτ ρι κήε ν έ ργε ι α,οιοποί ε ςτ ο2002 αν ήλ θανστ ι ς52,6 TWh (δι σε κατ ομμύρι ακι λοβατ ώρε ς ), ηε γ κατ ε στ ημέ ν ηι σχ ύςέ φθασεστ α11,713 MW (με γ αβάτ ) μονάδωντ ηςΔΕΗκαιτ α515 MW απόαυτ οπαραγ ωγ ούςκαιπαραγ ωγ ούς αν ανε ώσι μηςε ν έ ργ ε ι ας ,ε ν ώε ι σαγ ωγ έ ςκάλυψανμε ρι κέ ςαι χ μέ ςζ ήτ ησης . Τοκύρι ο καύσι μοε ί ν αιοε γ χώρι οςλ ι γ ν ί τ ηςμι κρήςθε ρμογόν ουπουκαλύπτ ε ισχ ε δόντ α2/3 τ ουσυν όλουτ ωναν αγκών . Τοπε τ ρέ λ αι ο, κυρί ωςγι ατ ηνκάλυψην ησι ωτ ι κών συστ ημάτ ωνμησυνδ ε όμε ν ωνμετ ηνηπε ι ρωτ ι κήχ ώρα, καθώςκαιτ οφυσι κόαέ ρι ο, καλ ύπτ ουντ οέ ν ατ έ τ αρτ οπε ρί πουτ ωναν αγ κώνσεηλε κτ ρι κήε ν έ ργε ι α. ΟιΑΠΕ (συμπε ρι λ αμβανομέ νωντ ωνμε γάλωνυδροηλε κτ ρι κών ) κάλυψαντ ο2002 τ ο8,4% (ΥΠΑΝ, 2003). - 52 - Την ί δι α στ ι γ μή, η κοι ν οτ ι κή Οδηγί α 2001/77/ΕΕ "Γι ατ ην προαγ ωγ ήτ ης ηλ ε κτ ρι κήςε ν έ ργε ι αςπουπαράγ ε τ αιαπόαν ανε ώσι με ςπηγέ ςστ ηνε σωτ ε ρι κήαγορά ηλ ε κτ ρι κήςε ν έ ργε ι ας " προβλέ πε ιστ οπαράρτ ημάτ ηςγ ι ατ ηνΕλλάδαε νδ ε ι κτ ι κό στ όχ οκάλυψηςτ ου20,1% τ ηςηλε κτ ροπαραγωγ ήςαπόΑΠΕ(πε ρι λαμβανομέ ν ων τ ωνμε γ άλωνυδροηλε κτ ρι κώνέ ργ ων ) ωςτ ο2010. Εί ναισαφέ ςότ ιαπότ οποσοστ ό δι ε ί σδυσηςτ ωνΑΠΕ πουβρι σκόμαστ εσήμε ρα(8,4%) ωςτ α20,1% τ ο2010, υπάρχ ε ιέ ν αςμακρύςδρόμος . Κιαυτ όπαρόλοτ οε ν τ υπωσι ακόε ν δι αφέ ρονπου υπάρχ ε ιμε τ αξύτ ωνε πε νδ υτ ώνγ ι αε πεν δύσε ι ςσεκαθαρέ ςπηγ έ ςε νέ ργ ε ι ας . Εί ν αι χαρακτ ηρι στ ι κόότ ιωςτ ι ςαρχ έ ςτ ου2003, υπήρξ αναι τ ήσε ι ςγ ι απροώθησησχε δ όν 16.000 MW ΑΠΕ, ε κτ ωνοποί ωνπάν ωαπό14.000 MW αφορούσαναι ολ ι κάπάρκα. Η ΡΑΕ ε κτ ι μάότ ιωςτ ο2010 θ αέ χουνε γ κατ αστ αθε ί3.500 MW ΑΠΕ (ΡΑΕ, 2003α), ε κτ ί μηση όμως που δε ν συμμε ρί ζ οντ αιόλοι , μι ας καιτ αε μπόδ ι α (γραφε ι οκρατ ί α,έ λλ ε ι ψηαπαραί τ ητ ωνδ ι κτ ύων,αντ ι δ ράσε ι ς , κ.λ.π.) ε ί ναιπολλά. Νασημε ι ωθε ίε δώότ ιανδ ενπε τ ύχ ουμετ οστ όχ ογι ατ ηναπαι τ ούμε ν ηδ ι ε ί σδυση τ ωνΑΠΕστ οε ν ε ργε ι ακόι σοζ ύγ ι ο, δε νθαμπορέ σουμεναπι άσουμεκαιτ ονστ όχο τ ουΚι ότ ο. Ανσυνε πώςε πι βε βαι ωθε ίτ οσε ν άρι οαν αμε ν όμε ν ηςε ξέ λι ξ ης(Business as Usual) τ ουΕθν ι κούΑστ ε ροσκοπε ί ουΑθ ην ών(αύξησηαε ρί ωντ ουθε ρμοκηπί ου 35,8% ωςτ ο2010), τ ότ εοικυρώσε ι ςπουθαυποστ ε ίηχ ώραμαςγ ι αμητ ήρησητ ων δι ε θν ών δ ε σμε ύσε ωντ ης , ήτ αχ ρήματ α που θα απαι τ ηθ ούν γ ι οτ ην ε ξ αγορά δι και ωμάτ ωνρύπαν σηςμέ σω τ ουμηχαν ι σμούτ ηςε μπορί αςρύπων , ε κτ ι μάτ αιότ ι μπορε ίναφτ άσουνέ ωςκαι200 ε κατ . €ε τ ησί ως 2.6 ΣΤΡΟΦΗΣΕΚΑΘΑΡΕΣΜΟΡΦΕΣΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ Εί ν αισαφέ ςπωςανθέ λουμεν ααν τ ι με τ ωπί σουμεσοβαράτ ομε ί ζ ονπε ρι βαλ λοντ ι κό (καιόχ ιμόνο) πρόβλημα που αν τ ι με τ ωπί ζ ε ιο πλανήτ ης μας , θα πρέ πε ινα απαγ κι στ ρωθ ούμεαπότ ουπάρχ ονκυρί αρχ οε νε ργ ε ι ακόμοντ έ λο.H Ελλάδασήμε ρα ε ί ν αιδέ σμι ατ ουε ι σαγόμε νουπε τ ρε λαί ουκαιτ ουε γ χώρι ουμε ν , ρυπογ όνουδε , λι γν ί τ η. Τηντ ε λε υτ αί αδε καε τ ί α, καιπροκε ι μέ νουνααν ατ ραπε ίαυτ ήηκατ άστ αση, ηχ ώρα παρασύρε τ αιαπό τ ηγ οητ ε ί ατ ου φυσι κού αε ρί ου, φι λ οδοξ ώντ αςνα αποτ ελ έ σε ιηστ ροφήαυτ ήμι απι οορθολογ ι κήαπάν τ ησηστ ασημε ρι ν άε νε ργ ε ι ακά καιπε ρι βαλλον τ ι κά αδι έ ξ οδα. Αλ ί μονοόμως , η στ ροφή αυτ ήδ ημι ουργ είν έ ε ς ε ξαρτ ήσε ι ςκαιε γ γυάτ αιμόν οορι ακέ ςβε λτ ι ώσε ι ς . Με τ άτ ι ςε νε ργ ε ι ακέ ςκρί σε ι ςτ ηςδ ε καε τ ί αςτ ου1970, ηΕλλάδαδ ι αμόρφωσεέ να ε νε ργ ε ι ακόδόγ μα, τ οοποί οστ οντ ομέ ατ ηςηλε κτ ροπαραγωγ ήςε ί χ εωςβασι κό πυλών ατ ονλι γν ί τ η. Σήμε ρα, τ ηνε ποχήτ ηςκρί σηςτ ουκλί ματ ος , ε πι βάλλε τ αιη αν ατ ροπή αυτ ούτ ουδόγ ματ ος . Επι βάλ ε τ εη ρι ζ ι κήστ ροφήσεέ νακαι ν ούργι ο, φι λ ι κόπροςτ οπε ρι βάλ λονε ν εργ ε ι ακόδόγ μα. έ ναδόγ μαπουθαδ ί ν ε ιέ μφασηστ ην ε ξοι κον όμηση, τ ι ςανανε ώσι με ςπηγέ ςε νέ ργ ε ι αςκαιτ ηνορθολογ ι κήχ ρήσητ ων συμβατ ι κώνε νε ργ ε ι ακώνπόρων . Όπωςαν αφέ ρε ιηΡΑΕσεκε ί με ν ότ ηςγ ι ατ ονμακροχρόν ι οε νε ργ ε ι ακόσχε δ ι ασμό τ ηςχ ώρας , ηπε ρι βαλλον τ ι κήδι άστ ασητ ουε ν ε ργε ι ακούκλάδ ου, ηαπε λε υθέ ρωση τ ωναγορώνκαιδι ε θν οποί ησηκαιι δι ωτ ι κοποί ησητ ουε ν ε ργε ι ακούε φοδ ι ασμού, έ χουν αν αδε ι χ θε ίπλ έ ον σε κυρί αρχε ς παραμέ τ ρουςγι ατ ον καθορι σμό μι ας με λλ οντ ι κήςε ν εργ ε ι ακήςπολι τ ι κής(ΡΑΕ,2003b). - 53 - Ηχ ώραμαςε ί ν αιι δι αί τ ε ραπροι κι σμέ νηαπόήλι οκαιαέ ρακαισυν ε πώςκατ έ χε ιέ να συγ κρι τ ι κόπλε ον έ κτ ημαστ ηνπαραγ ωγ ήε νέ ργ ε ι αςαπόαυτ έ ςτ ι ςπηγ έ ς . Τοαι ολι κό δυν αμι κότ ηςΕλ λάδ αςπαραμέ ν ε ιανε κμε τ άλ λε υτ ο, μελί γ ε ςλαμπρέ ςεξ αι ρέ σε ι ς . Έν ατ έ τ οι οπαράδε ι γμαε ί ναιηΚρήτ ηόπου, τ ο2000, τ ο10% τ ουηλε κτ ρι σμού παράχ θηκεαπόαι ολι κάπάρκα. Τοποσοστ όαυτ όμάλι στ ααναμέ νε τ αιν ααυξηθε ί σύν τ ομα, καθώςνέ ε ςε πε ν δύσε ι ςαι ολ ι κώνπάρκωνκαιάλλωναναν εώσι μωνπηγών ε νέ ργ ε ι αςβρί σκον τ αιήδησεε ξέ λ ι ξ η. Τοπαράδε ι γ ματ ηςΚρήτ ηςαποδ ε ι κν ύε ιότ ιη στ ροφήπροςτ ηναι ολι κή ε ν έ ργε ι α, ε κτ όςαπόεπι θυμητ ή, ε ί ν αικαιε φι κτ ή. Η αι ολι κήε ν έ ργ ε ι αε ί ν αισήμε ραμι ατ ε χ ν ολογ ι κάώρι μη, οι κονομι κάαντ αγ ωνι στ ι κή καιφι λι κήπροςτ οπε ρι βάλλονε ν ε ργε ι ακήε πι λογ ή. Συν οψί ζ ουμεπαρακάτ ωκάποι α απότ απλε ον ε κτ ήματ απουπαρέ χ ε ιηαν άπτ υξητ ηςαι ολι κήςε νέ ργ ε ι ας . Οάνε μοςε ί ναιμί αανε ξ άν τ λητ ηπηγήε ν έ ργε ι ας , ηοποί αμάλι στ απαρέ χε τ αιδωρε άν . Η αι ολι κήε νέ ργ ε ι απροστ ατ ε ύε ιτ ονπλανήτ η, καθώςαποφε ύγ οντ αιοιε κπομπέ ςτ ων αε ρί ων τ ου θ ε ρμοκηπί ου που αποστ αθ ε ροποι ούν τ ο παγ κόσμι ο κλί μα. Κάθε ε γκατ ε στ ημέ ν ο με γαβάτ(MW) αι ολι κήςε ν έ ργ ε ι αςστ ηνχώραμαςαποσοβε ίτ ην έ κλυσηπε ρί που3 χι λι άδωντ όνωνδι οξε ι δί ουτ ουάνθρακαε τ ησί ως . Η λε ι τ ουργ ί α ε νόςτ υπι κούαι ολι κούπάρκου, ι σχ ύος10 MW, προσφέ ρειε τ ήσι ατ ηνηλ εκτ ρι κή ε νέ ργ ε ι α που χ ρε ι άζ ον τ αι7.250 νοι κοκυρι ά (με βάση τ η μέ ση κατ αν άλ ωση ηλ ε κτ ρι κήςε ν έ ργε ι αςτ ο2002) καιεξ οι κονομε ίπε ρί που2.580 τ όνουςι σοδύν αμου πε τ ρε λαί ου. Στ α σημε ί α υψηλού αι ολι κού δ υναμι κού (ε κε ίδηλαδή όπου κατ ά προτ ε ραι ότ ητ α εγ καθί στ αν τ αιαι ολ ι κά πάρκα), τ α οφέλ η αυτ ά μπορε ίνα ε ί ν αι αυξ ημέ ν ακατ ά15% πε ρί που. Έχ ον τ αςαν αγν ωρί σε ιλοι πόντ οπαγκόσμι οπρόβληματ ωνκλ ι ματ ι κώναλλαγ ών, ε ί ν αιπλέ ονπροφαν έ ςότ ιε πι βάλ λε τ αιηαπε ξ άρτ ησηαπότ αορυκτ άκαύσι μακαιη άμε σηστ ροφήστ ι ςαν αν ε ώσι με ςπηγ έ ςε ν έργ ε ι ας . Απότ ε χν ολογ ι κήκαιοι κονομι κή πλε υρά, ηπι οώρι μημορφήκαθαρήςε ν έ ργε ι αςε ί ν αισήμεραηαι ολ ι κή, ηοποί α συμβάλ λε ιστ ην αποτ ροπή τ ων κλι ματ ι κώναλλ αγ ών , προσφέ ρον τ αςσυγ χρόν ως ποι κί λαπε ρι βαλλον τ ι κά, κοι ν ων ι κάκαιοι κον ομι κάπλε ον ε κτ ήματ α. Επι πλ έ ον,ζ ούμε σεμί αχ ώραπουε ί ν αιπροι κι σμέ νηαπότ ηφύσημει σχυρούςανέ μους , πουέ χ ε ιτ ην ε μπε ι ρί ατ ηςβι ωσι μότ ητ αςτ ηςαι ολι κήςε ν έ ργε ι αςκαιπουπαρουσι άζ ε ιπολι τ ι κήκαι ε πε νδυτ ι κήβούλησηγι ατ ηστ ροφήστ ηνπαραγ ωγ ήε ν έ ργ ε ι αςαπότ ονάνε μο. Όμως όλααυτ άτ αστ οι χε ί αδε νε παρκούνγ ι αν αε ξ ασφαλί σουντ ομέ λλοντ ηςαι ολ ι κής ε νέ ργ ε ι αςστ ηχώραμας . Υπάρχ ουνδ ι άφοραε μπόδι α, άλ λαπραγ ματ ι κάκαιάλλ α με θοδ ε υμέ ν α, πουε μποδ ί ζ ουντ ηνανάπτ υξ ήτ ης . Γι αν ααρθ ούντ αε μπόδι ααυτ ά, ε ί ν αιυποχ ρέ ωσητ ηςΠολι τ ε ί αςναβε λτ ι ώσε ιτ οθ εσμι κόπλαί σι ο(απαλ λάσσοντ ας τ ουςε πε ν δυτ έ ςαπότ ηγ άγγ ραι νατ ηςγ ραφε ι οκρατ ί ας ) καιτ ηντ ε χ νι κήυποδομή (μέ σωπ.χ.τ ηςβε λ τ ί ωσηςτ ωνηλε κτ ρι κώνδ ι κτ ύων). Χρε ι άζ ετ αιε πί σηςν αε ν ημε ρωθ ούν όσοιπολί τ ε ςαν τ ι δρούνστ ηνε γκατ άστ αση αι ολι κώνπάρκωνστ ηνπε ρι οχ ήτ ουςσχε τ ι κάμετ αοφέ ληπουέ χ ουνν ααποκομί σουν οιί δι οιαλλάκαιοπλ αν ήτ ηςαπότ ηστ ροφήστ ηνκαθαρήε ν έ ργε ι α.Όπωςκάθεέ ργ ο, ηε γκατ άστ ασηε νόςαι ολ ι κούπάρκουαλλ οι ών ε ισεκάποι οβαθμότ οπε ρι βάλλον . Υπάρχουνόμωςκαν όν ε ςπουστ οχ ε ύουνστ ησωστ ήε γ κατ άστ ασηκαιλ ε ι τ ουργ ί ατ ων αι ολι κώνπάρκων. Η τ ήρησηαυτ ώντ ωνκανόν ωνέ χ ε ισχ ε δόνπάν τ αμε τ ατ ρέ ψε ι κατ οί κουςπουαμφέ βαλ ανγι ατ ηναι ολι κήε ν έ ργε ι ασεέ ν θε ρμουςυποστ ηρι κτ έ ςτ ης . - 54 - H αι ολι κήε ν έ ργ ε ι αφέ ρν ε ιέ νανάν ε μοαλλ αγ ήςστ αε νε ργ ε ι ακάκαιπε ρι βαλλ ον τ ι κά δε δομέ νατ ηςχ ώρας . Έν ανάνε μοαπαραί τ ητ ογ ι αναμπορέ σουμενααποτ ρέψουμε τ ι ςε πι κί νδ υνε ςκλι ματ ι κέ ςαλλ αγ έ ςκαιν αδ ι ασφαλί σουμεέ ναβι ώσι μομέ λλονγ ι α μαςκαιτ απαι δι άμας . “Χωρί ςμι ααποφασι στ ι κ ήκαισυ ν τ ο ν ι σμέ ν ηπρο σπάθε ι ακι ν ητ ο ποί ησηςτ ων ε ν ε ρ γ ε ι ακών δυ ν ατ ο τ ήτ ων τ ων αν αν ε ώσι μων πηγ ών ε ν έ ργ ε ι ας στ ην Ευ ρωπαϊ κήΈν ωση, θαχ άσο υμετ ηνε υκαι ρί ααν άπτ υ ξ ηςαυτ ούτ ο υχ ώρου καιθ ααπο τ ύ χ ου μεστ ι ςπρ οσπάθε ι ε ςν αμε ι ώσο υμεσημαν τ ι κ άτ ααέ ρ ι απο υ προκαλ ού ντ οφαι ν όμε ν οτ ουθ ε ρ μο κηπί ο υ.” Απότη Λε υκή Βί βλοτηςΕυρωπαϊ κήςΈνωσηςγι ατ ι ςΑνανε ώσι μεςΠηγέ ς Ενέ ργε ι ας - 55 - ΚΕΦΑΛΑΙ Ο3 3.1 ΑΝΑΝΕΩΣΙ ΜΕΣΠΗΓΕΣΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ&ΥΔΡΟΓΟΝΟ Στ ηφύσηυπάρχ ουντ ε ράστ ι ε ςποσότ ητ ε ςε νέ ργ ε ι αςπουπροσφέ ρον τ αιαπόπολλέ ς πηγ έ ςκαισεδ ι άφορε ςμορφέ ς . Πολλέ ςαπόαυτ έ ςε ί ν αιε κμε τ αλλε ύσι με ςαρκε ίνα δι αθ έ τ ουμετ ηνκατ άλληλητ ε χ νολ ογί α. Οιπηγ έςε νέ ργ ε ι αςανάλογ αμετ ηνδι άρκε ι α τ ηςδι αθε σι μότ ητ αςτ ουςχ αρακτ ηρί ζ ον τ αισαναναν ε ώσι μες(αν ε ξ άν τ λητ ε ς ) καιμη αν ανε ώσι με ς(ε ξ αντ λ ήσι με ς ) καιφαί ν ον τ αιστ ονπαρακάτ ωπί νακα. ΑΝΑΝΕΩΣΙ ΜΕΣΜΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙ ΜΕΣΑΝΕΞΑΝΤΛΗΤΕΣ ΕΞΑΝΤΛΗΣΙ ΜΕΣ 1.ΗΛΙ ΑΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α 1.ΣΤΕΡΕΑΚΑΥΣΙ ΜΑ-ΛΙ ΘΑΝΘΡΑΚΑΣ2.ΑΙ ΟΛΙ ΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α ΓΑΙ ΑΝΘΡΑΚΕΣ-ΛΙ ΓΝΙ ΤΗΣ-ΤΥΡΦΗ 3.ΒΙ ΟΜΑΖΑ 2.ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ-ΠΕΤΡΕΛΑΙ Ο4.ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙ ΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α ΦΥΣΙ ΚΟΑΕΡΙ Ο 5.ΕΝΕΡΓΕΙ ΕΣΤΗΣΘΑΛΑΣΣΑΣ 3.ΟΥΡΑΝΙ Ο 6.ΓΕΩΘΕΡΜΙ Α ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΝΕΞΑΝΤΛΗΤΕΣ ΠΥΚΝΕΣΜΟΡΦΕΣΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ ΑΦΘΟΝΕΣ ΠΛΗΘΟΣΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΕΡΙ ΒΑΛΛΟΝΤΙ ΚΑ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΜΕΝΕΣΣΕΠΕΔΙ Α ΚΑΘΑΡΟΤΕΡΕΣ ΜΙ ΚΡΟΛΕΙ ΤΟΥΡΓΙ ΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΥΠΑΡΧΟΥΝΣΤΙ Σ ΠΕΡΙ ΣΣΟΤΕΡΕΣΠΕΡΙ ΟΧΕΣ ΤΟΥΚΟΣΜΟΥ ΜΕΙ ΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΡΑΙ ΕΣΜΟΡΦΕΣ ΕΞΑΝΤΛΗΣΙ ΜΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ ΑΡΚΕΤΕΣΑΡΝΗΤΙ ΚΕΣ ΕΠΙ ΠΤΩΣΕΙ ΣΣΤΟ ΜΕΥΨΗΛΟΚΟΣΤΟΣΑΝΑ ΜΟΝΑΔΑΠΑΡΑΓΟΜΕΝΗΣ ΠΕΡΙ ΒΑΛΛΟΝ ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣΤΕΛΙ ΚΗΣ ΧΡΗΣΗΣ ΔΙ ΑΚΟΠΤΟΜΕΝΕΣ, ΠΑΡΟΥΣΙ ΑΖΟΥΝΧΡΟΝΙ ΚΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΤΗΤΑΠΟΥ ΔΗΜΙ ΟΥΡΓΕΙΑΝΑΓΚΗ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ - 56 - Η παραγ ωγήηλ ε κτ ρι κούρε ύματ οςαπόαν αν ε ώσι με ςπηγ έ ςε νέ ργ ε ι αςόπωςηηλι ακή, αι ολι κή, γ ε ωθε ρμι κή καιε νέ ργ ε ι α βι ομάζ αςέχ ουν τ η μι κρότ ε ρη ε πί δ ραση στ ο πε ρι βάλλον . Αυτ έ ςοι"φι λ ι κέ ςπροςτ οπε ρι βάλ λον" πηγέ ςε νέ ργ ε ι αςδί ν ουνστ ον κατ αν αλωτ ήέ ναε ναλλακτ ι κότ ρόποπαραγ ωγ ήςηλε κτ ρι κήςε ν έ ργ ε ι αςαπόαυτ όνμε τ ηχ ρήσηάνθρακα, πυρην ι κήςε νέ ργ ε ι ας , φυσι κούαε ρί ου, πε τ ρε λ αί ουκαιμε γάλων υδροηλε κτ ρι κώνμον άδ ων. Σήμε ραοιμον άδ ε ςπαραγ ωγ ήςηλε κτ ρι κούρε ύματ οςπουλε ι τ ουργ ούνμεάνθ ρακα παράγ ουντ ομε γ αλύτ ε ροποσοστ όηλε κτ ρι κήςε ν έ ργ ε ι αςστ ονκόσμο. Όμωςαυτ ήη φτ ηνήμέ θ οδοςπροκαλε ίτ ημε γ αλ ύτ ε ρηκατ αστ ροφήστ οπε ρι βάλλ ονμετ ηνε κπομπή τ οξι κώναε ρί ων. Αυτ άτ ατ οξ ι κά αέ ρι α, δι οξ ε ί δ ι οτ ουθε ί ουκαιοξ ε ί δ ι ατ ουαζ ώτ ου, σεσυνδ υασμόμετ ον ε ρότ ηςβροχήςδημι ουργ ούντ ηνόξι ν ηβροχήκαισυμβάλλουν στ ηαύξησητ ηςθε ρμοκρασί αςτ ουπλαν ήτ η. - 57 - 3.2 ΗΛΙ ΑΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α Ηγ ημαςαποτ ε λε ί , πέ ρααπόόλατ αάλλαμι ατ ε ράστ ι ααποθήκηε ν έ ργ ει ας ,τ ηνοποί α οάν θρωποςκαλ εί τ αιν αχ ρησι μοποι ήσε ιγ ι ατ ηνανάπτ υξ ητ ουπολι τ ι σμούτ ουκαιτ α άλ λαέ μβι αόν τ αγ ι ατ ηνε πι βί ωσήτ ους . Μέ χ ριπρι ντ ρε ι ςαι ών ε ςηαν θρωπότ ητ αχρησι μοποι ούσεκατ άβάσηέ ν ακαύσι μο: τ ο ξύλο.Όσοκιανακούγ ε τ αιπαράξ ε ν οακόμηκαισήμε ρααποτ ε λε ίτ οπρώτ οκαύσι μο στ ι ςυπαν άπτ υκτ ε ςπε ρι οχ έ ςτ ηςγ ης . Τοξ ύλοβέ βαι αε ί ν αιπολύφτ ωχ όκαύσι μοκαι αυτ όέ γ ι νεαν τ ι ληπτ ό ότ ανοιανάγ κε ςτ ου αν θρώπου άρχ ι σαν ν α αυξάν οντ αι . Αν αζ ήτ ησεάλ λε ςπηγ έ ςε νέ ργ ε ι αςκαιηπι οπρόσφατ ηήτ ανοάν θρακας . Έπαι ξεκαι παί ζ ε ισημαντ ι κόρόλ οστ ηνβι ομηχαν ι κήπαραγωγήκαιστ ηνπαραγ ωγήηλε κτ ρι κής ε νέ ργ ε ι αςέ χε ιόμωςσημαν τ ι κάμε ι ον εκτ ήματ α. Η στ ροφήπροςτ οπε τ ρέ λαι οήτ αν φυσι κή καιέ γι ν ε πρι ν από έ ν αν αι ών α πε ρί που. Εί ναιε κπληκτ ι κό πόσο έχ ε ι προσαρμοστ ε ίοπολ ι τ ι σμόςμαςστ ηναν άλωσηαυτ ώντ ωνκαυσί μων, αν αστ αλτ ι κός παράγ οντ αςόμωςγ ι ατ ηναν άπτ υξηάλλ ωνε ν ε ργ ε ι ακώνπηγ ών. Τατ ε λ ε υτ αί αχ ρόν ι α αν αζ ητ ώντ αςλύση στ οε ν ε ργε ι ακό πρόβλημα οιλαοίξαν αθυμήθηκαν κάποι ε ς ξε χ ασμέ νε ςγ νώσε ι ς , κάποι ε ς ε νε ργ ε ι ακέ ςπηγ έ ςτ ι ς αν αν ε ώσι με ς καιε δ ώ θα ε ξε τ άσουμετ ηνηλ ι ακή. Οήλι οςμαςτ ροφοδοτ ε ίμετ ε ράστ ι ε ςποσότ ητ εςε νέ ργ ε ι αςκαθημε ρι ν ά.Έχ ε ιμε τ ρηθε ί ότ ιηε ν έ ργ ε ι απουφτ άν ε ιέ ξ ω απότ ηνατ μόσφαι ραε ί ναιστ αθε ρήκαιί σημε1353 W/m2, πε ρί πουη μι σήαπόαυτ ήτ ηνποσότ ητ αφτ άνε ιστ ηνε πι φάνε ι ατ ηςγ ης . Δυστ υχώςαυτ ήηποσότ ητ αε νέ ργ ε ι αςδε νε ί ν αιάμε σααπολήψι μη. Πέ ρααπότ ο γε γ ον όςότ ιοιηλι ακοίσυλ λέ κτ ε ςέ χ ουνόρι αστ ηναποδοτ ι κότ ητ ατ ους , υπάρχ ουν προβλ ήματ απουσχε τ ί ζ ον τ αιμετ ηφύσητ ους . Η ηλι ακήε νέ ργ ε ι αδε νε ί ν αιστ αθε ρή κατ άτ ηδι άρκε ι ατ ηςημέ ραςκαιμε τ αβάλ λε τ αικατ άτ ηδ ι άρκε ι ατ ουέ τ ους . Έτ σι υπάρχ ε ιτ οπρόβληματ ηςε νε ργ ε ι ακήςαποθ ήκης , πουδε νέ χε ιακόμηε παρκώςλυθε ί ι δ ί ως ότ αν πρόκε ι τ αι γ ι α με γ άλ ο χ ρόν ο αποθήκε υσης και με γ άλης ι σχ ύος ε γκατ αστ άσε ι ς . - 58 - Αν αφε ρθ ήκαμεστ ονηλι ακό συλλέ κτ η. Η πι ο απλή πε ρί πτ ωση ε ί ν αιοιε πί πε δοι συλλ έ κτ ε ςπουαπορροφούνέ ναμε γάλομέ ροςτ ηςηλ ι ακήςε νέ ργ ε ι αςπουφτ άν ε ισε αυτ ούςκαιτ ημε τ ατ ρέ πουνσεθε ρμότ ητ αχ αμηλήςθ ε ρμοκρασί ας( μέ χ ρι100 0C). Οι συγ κε ντ ρωτ ι κοίσυλλέ κτ ε ςγ ι ασυλλ ογήθε ρμότ ητ αςσεμέ σε ςθ ε ρμοκρασί ε ς(από 100-300 0C), αποτ ε λούν τ αιαπόδ υοτ μήματ ατ ονσυγ κε ντ ρωτ ήρα καιτ ονδέ κτ η. Τέ λοςυψηλότ ε ρε ςθε ρμοκρασί εςμπορε ίν αε πι τ ε υχθούνσεσυστ ήματ α κι ν ητ ών κατ όπτ ρων αναπτ υγ μέ νωνσεμε γάλη ε πι φάν ε ι α που όλα ανακλούντ ηνηλι ακή ακτ ι ν οβολί ασεπροκαθορι σμέ ν ηε στ ί α. Όλααυτ άτ ασυστ ήματ αμε τ ατ ρέ πουντ ηνηλι ακήε ν έ ργ ει ασεθε ρμι κή. Έχον τ ας θε ρμι κήε ν έ ργε ι αμπορούμεν απαράγ ουμεέ ργ ομεκατ άλληλε ςσυμβατ ι κέ ςμηχαν έ ς . Προσπάθε ι ε ςπροςαυτ όντ οντ ομέ αέ χ ουνγ ί ν ε ι , μι αμηχαν ήόμωςπουναπαράγε ι έ ργοαπότ ησυλλε γ όμε ν ηηλι ακήε ν έ ργ ε ι αδε νμπορε ίν αε ί ν αιοι κον ομι κάε λ κυστ ι κή. Όμως προσπάθ ει ε ς καιμε μεγ άλη ε πι τ υχ ί αέ χ ουν γ ί ν ε ικαιπρος μι α άλλη κατ ε ύθυνση. Τη με τ ατ ροπή τ ηςηλι ακήςε ν έ ργε ι αςκατ ε υθ ε ί ανσεηλ εκτ ρι κή. Τα φωτ οβολτ αϊ κάήηλ ι ακάκύτ τ αραε ί ναισήμε ραπολύδ ι αδε δ ομέ ν απαρ’όλητ ημι κρή απόδ οσή τ ουςκαιαν τ ι καθι στ ούντ η συμβατ ι κή ηλε κτ ρι κή ε νέ ργ ε ι αε κε ίπου η παραγ ωγ ήήημε τ αφοράτ ηςμέ χ ριτ οσημε ί οκατ αν άλωσηςθ αε ί χ εμε γ άλοκόστ ος . 3.2.1 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪ ΚΑΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ταφωτ οβολτ αϊ κάσυστ ήματ α(PV) με τ ατ ρέ πουντ ηνε λ αφρι άε ν έ ργε ι αάμε σαστ ην ηλ ε κτ ρι κήε ν έ ργε ι α.Οόρος"φωτ ογραφί α" προέ ρχε τ αιαπότ ηνε λλην ι κήλέ ξ η "φως ". Το"βολτ " ον ομάζ ε τ αιμε τ άαπότ ονAlessandro Volta (1745-1827), έν αςπρωτ οπόρος στ ημε λέ τ ητ ηςηλ ε κτ ρι κήςε ν έργ ε ι ας . Ταφωτ οβολτ αϊ κάθαμπορούσανκυρι ολε κτ ι κά νασημαί ν ουν"η φωτ ε ι ν ή-ηλε κτ ρι κήεν έ ργ ε ι α". Συνήθωςτ αφωτ οβολτ αϊ κά ε ί ναι γν ωστ άωςηλι ακέ ςκυψε λί δε ς(solar cells). Ταφωτ οβολτ αϊ κάσυστ ήματ αέ χ ουνγ ί νε ι πολύσημαν τ ι κά. Η "ηλι ακήε ν έργ ε ι α" χ ρησι μοποι ε ί τ αιωςμέ σοτ ηςε ν έ ργε ι αςγ ι α μι κρούςυπολογ ι στ έ ςκαιρολόγ ι ακαρπών.Ταπε ρι σσότ ε ροπε ρί πλοκαφωτ οβολτ αϊ κά συστ ήματ απαρέ χ ουντ ηνηλε κτ ρι κήε ν έ ργε ι αγ ι ατ ηνάν τ λησητ ουνε ρού, γ ι ατ ην τ ροφοδότ ηση τ ου ε ξοπλ ι σμού ε πι κοι ν ωνι ών , γι ατ ονφωτ ι σμό σπι τ ι ών καιγι α κι ν ούμε ν ε ςσυσκε υέ ς . Σεμι αε κτ ε ν ήχ ρήσηαυτ ήςτ ηςτ εχ ν ολογ ί ας ,ε ί ναιδ υνατ όνα παραχ θε ίέ ν α με γ άλ ο ποσό ηλ ε κτ ρι κής ε ν έ ργε ι ας μέ σω τ ων φωτ οβολτ αϊ κών συστ ημάτ ωνμε γ άληςκλί μακας . Έν ασυν δε δε μέ ν οπλ έ γμα(grid-connected) με γ άλ ηςκλ ί μακαςφωτ οβολτ αϊ κόσύστ ημα αποτ ελ ε ί τ αιαπό τ ι ς φωτ οβολ τ αϊ κέ ςε νότ ητ ε ς , τ ους αντ ι στ ροφε ί ς (με όλα τ α απαραί τ ητ αηλε κτ ρον ι κάσυστ ατ ι κά), τ ι ςμπατ αρί ε ς(συσσωρε υτ έ ς ) γι ατ ηναυτ ον ομί α τ ουσυστ ήματ ος , καιάλλασυστ ατ ι κάόπωςτ ακαλώδ ι α, τ ηδομήκαιτ αθε μέ λ ι α υποστ ήρι ξης . Καιστ ησυν έ χ ε ι αηηλ ε κτ ρι κήεν έ ργ ε ι αηοποί απαράγ ετ αι , μετ ην βοήθε ι ατ ηςηλε κτ ρόλυσηςπαράγ ουμετ οε πι θ υμητ όυδρογ όν ο(Σχ ήμα1). - 59 - ηλεκτ ρόλυ ση H2Η2 Σχ ήμα1: Ένασυνδε δε μέ νοπλέ γμαμε γάληςκλί μακαςφωτ οβολτ αϊ κόσύστημα όπουέ χε ιγί ν ε ισχ ηματι κόςυπολογι σμόςανάβάσηπλαι σί ου. Οιφωτ οβολτ αϊ κέ ςε νότ ητ ες αποτ ελ ούντ αιαπό κάποι ε ς ηλι ακέ ς κυψέ λε ς . Το σημαν τ ι κότ ε ρομέ ροςτ ηςηλι ακήςκυψέ λ ηςε ί ν αιτ αημι αγωγ ι κάστ ρώματ α, όπου δημι ουργ ε ί τ αιρε ύμααπότ ηνκί ν ησητ ωνηλε κτ ρον ί ων.Ότ αντ οφωςχτ υπάτ ουλι κό (ηλ ι ακήκυψέ λη), μι αορι σμέ νηποσότ ητ ααπορροφάτ εμέ σαστ ουλι κότ ωνκυψε λών . Αυτ όσημαί νε ιότ ιηε ν έ ργε ι ατ ουαπορροφημέ νουφωτ ός(φωτ όνι α) με τ αφέ ρε τ αι στ ον ημι αγ ωγ ό. Αυτ ήηε νέ ργ ε ι αχ τ υπά τ α ηλε κτ ρόν ι α, ε πι τ ρέπον τ ας τ α να με τ ακι νηθούνε λε ύθε ρα.Αυτ ήηροήτ ωνηλ εκτ ρονί ωνε ί ν αιέ ν αηλ εκτ ρι κόρε ύμα,και μετ ηντ οποθέ τ ηση με τ αλλι κώνε παφών στ ηνκορυφήκαιστ οκατ ώτ ατ οσημε ί οτ ου φωτ οβολτ αϊ κούκυτ τ άρου, αυτ ότ ορε ύμαμπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίγ ι αν αφορτ ί σε ι ε ξωτ ε ρι κά μι α μπατ αρί α, ν ατ ροφοδ οτ ήσε ιμι α συσκε υή, έ ν α σπί τ ιήμι α πόλη. Υπάρχουνκάποι αδι αφορε τ ι κάυλι κάκατ άλληλαγι ααυτ άτ αημι αγ ωγι κάστ ρώματ α, καικάθεέ ν αέ χ ε ιτ αοφέ ληκαιτ αμε ι ονε κτ ήματ ατ ου.Δε νυπάρχ ε ιέ ν αι δαν ι κόυλι κό γι α όλουςτ ουςτ ύπουςκυψε λ ώνκαιε φαρμογ ών. Οικύρι οιτ ύποιτ ωνηλι ακών κυψε λώνε ί ναι : 1) Πολυκρυστ αλλι κάκύτ τ αραπυρι τ ί ου(mc-Si) 2) Κύτ τ αραάμορφουπυρι τ ί ου(α-Si) 3) Κύτ τ αραΤελ λουρι ούχουκαδ μί ου(CdTe) και 4) Κύτ τ αραδι σελ ην ι ούχουι ν δι ούχ ουχαλκού(CuInSe 2) Ταφωτ οβολτ αϊ κάσυστ ήματ α(PV) αποτ ε λούν τ αιαπό υλι κάημι αγ ωγ ώνόπωςτ ο πυρί τ ι ο, τ οοποί οε ί ναιαυτ ήντ ηνπε ρί οδοτ οσυν ηθ έστ ε ροχρησι μοποι ημέ νουλι κό. Ότ αντ οφωςχ τ υπάτ ουλ ι κό(ηλ ι ακήκύψέ λ η), μι αορι σμέ νηποσότ ητ ααπορροφάτ αι μέ σαστ ουλι κό. Αυτ όσημαί ν ε ιότ ιηε ν έ ργε ι ατ ουαπορροφημέ νουφωτ ός(φωτ όνι α) με τ αφέ ρε τ αιστ ονημι αγ ωγ ό. Αυτ ήηε ν έ ργε ι αχ τ υπάτ αηλε κτ ρόν ι α, ε πι τ ρέ πον τ αςτ α ναμε τ ακι νηθούνελ ε ύθε ρα. Αυτ ήηροήτ ωνηλε κτ ρον ί ωνε ί ναιέ ναηλε κτ ρι κόρε ύμα, καιμετ ηντ οποθέ τ ηση με τ αλλι κώνε παφών στ ηνκορυφήκαιστ οκατ ώτ ατ οσημε ί ο τ ηςPV κυψέ λ ης , αυτ ότ ορε ύμαμπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίγι αναφορτ ί σε ιε ξωτ ε ρι κά μι αμπατ αρί α, ν ατ ροφοδοτ ήσε ιμι ασυσκε υή,έ ν ασπί τ ιήμι απόλ η. - 60 - Τα φωτ οβολ τ αϊ κάέ χ ουνδι άφοραπλε ον ε κτ ήματ αόπωςε ί ν αιηε λάχι στ ησυντ ήρηση, δε νέ χ ουν καν έ νακι ν ούμε ν ομέ ρος ,έ χ ουνυψηλήαξι οπι στ ί α, ανθε κτ ι κήκαιμακρι ά ζ ωή(30 + έ τ η), σι ωπηλήλε ι τ ουργ ί α, μηδε ν ι κήε κπομπήκαικαμί αρύπανση, ε ί ναι φορητ ά καιε ύκολαστ ηνε γκατ άστ ασηκαιλε ι τ ουργ ί α. Έχ ουνόμωςκαιδ ι άφορα με ι ονε κτ ήματ αόπωςτ ουψηλόκόστ οςκαιηδι αλε ί πουσαδ ι αθε σι μότ ητ ατ ουηλι ακού φωτ ός. Φωτοβολταϊ κήεγ κατ άσταση 3.2.2 ΠΩΣΠΑΡΑΓΕΤΑΙΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟΑΠΟ ΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪ ΚΑ Ακόμακιαντ ουδ ρογόν οε ί ν αιτ οαφθ ονότ ε ροστ οι χε ί οστ ονκόσμο, δε νυπάρχε ι πραγ ματ ι κάσεμι αμορφήπουν αμπορε ίν ααποκτ ηθε ίε ύκολα. Υπάρχε ιωςτ μήμα απόκάτ ιάλλο(ν ε ρό, φυσι κόαέ ρι ο, με θαν όληκ.λπ....) κατ άσυν έ πε ι απρέ πε ινα ε ξαχ θε ίαπόαυτ έ ςτ ι ςουσί ε ςκαιαυτ όαπαι τ ε ίε ν έ ργ ε ι α. Εάνχ ρησι μοποι ούμετ α απαρχ αι ωμέ νακαύσι μα(πε τ ρέ λαι ο, φυσι κόαέ ρι ο, προπάν ι ο, με θανόλ ηκ.λπ.) γι ανα παρέ χ ουμετ ηνε ν έργ ε ι αουσι αστ ι κάδε νε ξ ε τ άζ ουμετ οπρόβλημα. Καί μεακόματ α - 61 - απαρχ αι ωμέ νακαύσι μα, μολύν ουμετ ηνατ μόσφαι ρα, συνθέ τ ουμετ απροβλήματ α υγε ί αςκαικαθ υστ ε ρούμετ ηναν απόφε υκτ ημε τ άβασηστ ηνοι κονομί αυδρογ όν ου. Η βέ λ τ ι στ ηλύσηγι ατ ηνεν έ ργ ε ι απουαπαι τ ε ί τ αιγ ι αν αε ξαχ θε ίτ ουδρογ όν ο, ε ί ν αινα προέ λθε ιαπόμι ααναν ε ώσι μηπηγ ήε ν έ ργ ε ι ας (αι ολι κήή/καιηλι ακή) καιν απαραχ θε ί στ οντ όποπουθαχ ρησι μοποι ηθε ί . Αυτ όθααπλοποι ήσε ιπολύτ ηνυποδομήκαιθα με ι ώσε ιτ ι ςδ απάν ε ς . Όπως αν αφε ρθ ήκαμε και παραπάν ω τ α φωτ οβολτ αϊ κά με τ ατ ρέ πουντ ηνηλι ακήεν έ ργ ε ι ασεηλε κτ ρι κή. Έτ σιμπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίη μέ θοδ οςτ ηςηλ εκτ ρόλυσηςγι αν α παραχ θε ίτ ο υδ ρογόν οπαρέ χ οντ αςηλε κτ ρι κή ε νέ ργ ε ι απουπροήλθεαπόΑΠΕ. Ταφωτ οβολτ αϊ κάθαδι αδραματ ί σουνέ νανσημαντ ι κόρόλο.Εί ναιημόν ητ ε χ ν ολογ ί α πουέ χ ε ιτ ηνε υε λ ι ξ ί αν αχ ρησι μοποι ε ί τ αιοπουδ ήποτ ε . Οαέ ραςθ αχ ρησι μοποι ηθε ίσε με γ άληκλί μακακαιτ ασυγ κε ν τ ρωμέ ν α"αι ολι κάπάρκα", άλλαμόνοτ αPV μπορούν ναχ ρησι μοποι ηθούνγ ι αέ ν αναπε ρι όρι στ οαρι θ μόθέ σε ων, γ ι αέ ν αναπε ρι όρι στ ο αρι θμόχ ρήσε ωνσεοποι αδ ήποτ εκλί μακα 1. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΜΕΣΗ ΗΛΙ ΑΚΗ ΘΕΡΜΙ ΚΗ ΑΠΟΣΥΝΘΕΣΗΤΟΥΝΕΡΟΥ Μι ααξ ι ολόγ ηση ε φαρμοσμέ ν ηςμηχ αν ι κήςτ ωνδι άφορωνδ ι αδι κασι ώντ ωνσχ ε δί ων ε γκατ αστ άσε ωνγι ατ ηνπαραγ ωγ ήυδρογ όν ουαπότ ηνάμε σηθ ε ρμι κήαποσύν θε ση τ ουν ε ρούπουχ ρησι μοποι ε ίτ ηνηλι ακήε νέ ργ ε ι α, πραγ ματ οποι ε ί τ αικυρί ωςμεστ όχ ο τ ην αποδοτ ι κότ ητ α καιε νδ ε χομέ ν ως τ η με ί ωση τ ου κόστ ους τ ης δι αδι κασί ας παραγ ωγ ής . Οιδι άφοροιτ ύποιδ ι αδ ι κασί αςε ί ν αιοιε ξής: μι αδι αδι κασί απουπε ρι λαμβάν ε ιτ ονδι αχωρι σμότ ου υδρογ όνουσεχ αμηλή θε ρμοκρασί α, μι αυβρι δ ι κήε κδοχ ήαυτ ήςτ ηςδι αδι κασί αςμεηλε κτ ρόλ υσητ ουν ε ρού, μι αδι αδ ι κασί α πουπε ρι λαμβάνε ιτ ονδι αχ ωρι σμότ ου υδρογ όνουσευψηλή θε ρμοκρασί α, ηί δι αδι αδι κασί αμεσυμπαραγωγήατ μούκαι /ήηλε κτ ρόλυσητ ουν ερού,και μι α υβρι δ ι κή ε κδ οχή αυτ ής τ ης δ ι αδ ι κασί ας με υψηλής θε ρμοκρασί ας ηλ ε κτ ρόλυση. Οιδύοτ ε λε υτ αί ε ςδ ι αδ ι κασί ε ςε ί ναιθε ρμοδυν αμι κάαποδοτ ι κότ ε ρε ςκαιοιδ απάν ε ς παραγ ωγ ήςτ ουυδρογ όνουμεαυτ έ ςτ ι ςδι αδι κασί ε ςε ί ν αισχε τ ι κάχ αμηλέ ς . Ηφωτ οβολτ αϊ κήηλε κτ ρόλ υσητ ουνε ρούε ί ναιπροςτ οπαρόνηκύρι ατ εχ ν ολογ ί αγ ι α τ ηνπαραγ ωγήυδρογ όνουαπότ ονε ρό.Εν τ ούτ οι ς ,τ ουψηλόε πί πε δ οαποδοτ ι κότ ητ ας στ ο οποί οέ φθ ασε ε ξ’ αι τ ί ας τ ων πρόσφατ ων προόδων στ ην ηλε κτ ρολυτ ι κή τ ε χν ολογ ί α αποθαρρύνε τ αι . Λαμβάνον τ αςυπόψητ αε πί πε δααποδ οτ ι κότ ητ αςτ ων ε ργοστ ασί ων , τ οσυν ολι κό ποσότ ου φωτ οβολ τ αϊ κούυδρογ όνουθα ήτ ανακόμα χαμηλ ότ ε ροαπό30%. Επι πλ έ ον,ηφωτ οβολτ αϊ κήπαραγωγήυδ ρογ όνουε ί ν αιακόμα, μι ααπότ ι ςακρι βότ ε ρε ςτ ε χ νολογ ί ε ςμε τ αξύτ ωννέ ωνε ναλλ ακτ ι κώνλύσε ων , που χρησι μοποι ούντ ηνηλι ακήε ν έ ργε ι α, συμπε ρι λαμβανομέ νωνκαιτ ηςδι αδι κασί αςτ ου ε νόςστ αδί ουθ ε ρμι κήςαποσύν θε σηςτ ουν ε ρού, τ ουςθ ε ρμοχ ημι κούςκύκλουςκαιτ ην αε ρι οποί ησητ ουάνθ ρακα. - 62 - Ηδι αδι κασί ατ ουε ν όςστ αδί ουθε ρμι κήςαποσύν θε σηςτ ουνε ρούμεηλι ακήε ν έ ργ ε ι α βε βαί ωςαξί ζ ε ιτ ηνπροσοχ ή ωςε πόμε ν ητ ε χ ν ολογί α. Εκτ ε λ ώντ αςάμε ση ηλι ακή θε ρμι κή αποσύνθ εση τ ου ν ε ρού, υδρογ όν ο παράγ ε τ αι , καιηλ ι ακή ε ν έ ργε ι α(μι α παροδ ι κήκαιτ οπι κήπηγήε νέ ργ ε ι ας ) αποθ ηκε ύε τ αιχ ημι κάκαιμε τ ατ ρέ πε τ αισεμι α με τ αδι δ όμε ν ημορφήε ν έ ργε ι αςμέ σω μι αςπε ρι βαλλον τ ι κά ασφαλ ούςδ ι αδι κασί ας . Καμί αμε ί ωσητ ωνφυσι κώνπόρωνδ ε νπε ρι λαμβάν ε τ αι . Αυτ έ ςοιευν οϊ κέ ςπτ υχ έ ς καθ ι στ ούν τ η δι αδι κασί α αντ άξ ι ατ ηςαναζ ήτ ησης , παρά τ α ε πί πε δ αχ αμηλής αποδ οτ ι κότ ητ αςκαιτ ι ςσχε τ ι κάυψηλέ ςδαπάν ε ςπαραγωγ ήςυδρογ όν ου. Τοχ αμηλόποσοστ όδι αχωρι σμούτ ουνε ρού παράτ ηνυψηλήθε ρμοκρασί ακαιο κί ν δυν οςε πανασυνδ υασμούτ ουυδρογ όνουκαιτ ουοξ υγόν ουπί σω στ ον ε ρόδ ί νε ι έ μφασηστ ησημαν τ ι κότ ητ ατ ηςαντ ί δ ρασηςδι αχ ωρι σμούτ ουαε ρί ουωςτ οκύρι ο χαρακτ ηρι στ ι κόγ νώρι σματ ηςδι αδι κασί ας . Επι λογ έ ςδι αδι κασί ας Σχέ δι αδι αδι κασί αςπουβασί ζ ον τ αιστηθε ρμόλυση Δι αδι κασί α1: Η σύστ ασητ ουαέ ρι ουμί γ ματ οςπουαν τ ι δράστ οναν τ ι δραστ ήρα καθ ορί ζ ε τ αιδι ακόπτ οντ ας πολύ γ ρήγορα τ ην αν τ ί δ ραση. Αυτ όε πι τ υγ χάν ε τ αι φέ ρνον τ αςτ οσεεπαφήμεέ ν αρε ύμαλε πτ ώνστ αγ ονι δί ωννε ρούσεέ ναποσοστ ό 67,24 mol H2O/mol H2. Κατ άτ ηδι άρκε ι ααυτ ήςτ ηςδι αδι κασί αςμι ααπότ ομηπτ ώση ε μφανί ζ ε τ αιστ ηνθ ε ρμοκρασί ατ ουαε ρί ουαπότ ους25000Κ στ ους4500Κ. Κατ όπι ν τ οαέ ρι οψύχε τ αιπε ραι τ έ ρωσεέ νανσυμπυκν ωτ ήγι αν ααφαι ρεθ ούνοιυδρατ μοί . Το προκύπτ ον μί γμα υδρογ όν ου και οξ υγ όνου ε πε ξ ε ργ άζ ε τ αι σε μι α ε νότ ητ α δι αχ ωρι στ ών,όπουτ ουδ ρογόν οαπομον ώνε τ αιμεμι αε κλε κτ ι κήδ ι αδ ι κασί αδι άχ υσης μέ σω μι ας με μβράν ης παλ λάδι ου ή ε ν ός κράματ ος από ασήμι -παλλ άδ ι ο, που 0 λε ι τ ουργε ίσεμι αθ ε ρμοκρασί απε ρί που650 Κκαιμι απτ ώσηπί ε σηςγύρωστ ι ς10-30 atm. Η θε ρ μοκρασί αλε ι τ ουργ ί αςμπορε ίναμει ωθ ε ίαρκε τ άε άνε πι λ εχ θε ίαντ ' αυτ ού μι απολυμε ρήςμε μβράνη.Τουδρογ όνοπουπαράγε τ αισυμπι έ ζ ε τ αισεατ μοσφαι ρι κή πί ε ση. Έν ααπλουστ ε υμέ ν οδ ι άγ ραμμαπουαντ ι προσωπε ύε ιαυτ ήντ ηνε κδ οχ ήτ ης δι αδ ι κασί αςδί νε τ αιστ οσχήμα1a. - 63 - Σχήμα 1(a): Co:condenser(συμπυκν ωτ ής ), C:compressor(συμπι ε στ ής ), E: electrolyser(ηλ ε κτ ρολύτ ης ), P: pump(αντ λί α), Q: quencher(ψύκτ ης ), RE: Solar receiver(ηλι ακόςδέ κτ ης ), R: reactor(αν τ ι δραστ ήρας ), S: separator(δι αχ ωρι στ ής ), SG: steam generator(ατ μογε ν νήτ ρι α), SS: steam superheater(υπε ρθ ε ρμαντ ήραςατ μού), T: turbine(στ ρόβι λος ). Δι αδι κασί α 2: Το υδρογ όν οχ ωρί ζ ε τ αιαπό τ ο αέ ρι ο αν τ ι δρών μί γμα στ ον αν τ ι δραστ ήρα, στ ην θε ρμοκρασί ατ ηςαντ ί δρασηςμέ σωμι αςδ ι απε ρατ ήςπορώδ ους κε ραμι κήςμε μβράν ης , π.χ. φτ ι αγ μέ ν ηςαπό ζ ι ρκόνι ο. Οιυποε ν ότ ητ ε ς όπως ο κατ αψύκτ ης , ο συμπυκν ωτ ής , οδ ι αχ ωρι στ ής , καιο σχ ε τ ι κός ε ξοπλι σμός δε ν υπάρχ ουνσεοποι αδ ήποτ εε κδ οχήτ ηςδι αδι κασί ας2. Στ ηνε κδοχ ή2a, με τ άαπότ ην ε κλε κτ ι κήδι άχ υσητ ουυδ ρογόν ου, τ ουπόλοι ποαέ ρι οπροϊ όν , πουπε ρι έ χ ε ικυρί ως τ ονατ μόπουδε νέ χ ειαντ ι δ ράσε ιαπορρί πτ ε τ αιαπότ οναν τ ι δραστ ήρα. Στ ηνε κδ οχή 2b, ε ν τ ούτ οι ς , αυτ ότ οκαυτ όρε ύμααπορρι μμάτ ωνμπορε ίναχρησι μοποι ηθ ε ίως υπέ ρθε ρμοςατ μόςδι αδι κασί ας . Αυτ όςοτ ρόποςλε ι τ ουργ ί αςμπορε ίν αέ χ ε ιε μπορι κή αξ ί αε άνπ.χ .έ ναςχ ημι κόςσωλ ήν αςθε ρμότ ητ αςβασι σμέ ν οςστ ηναναμόρφωσητ ου με θαν ί ουήμι αδι αδ ι κασί ααποσύν θε σηςτ ουσουλφι δί ουτ ουυδ ρογ όνουε ί ν αιστ ην άμε σηε γ γ ύτ ητ α. Τοβασι κόδι άγ ραμμαπουαντ ι προσωπε ύε ικαιτ ι ςδ ύοε κδοχ έ ς παρουσι άζ ε τ αιστ οσχ ήμα2 (a). σχ ήμα 2(a): αν αφέ ρε τ αιστ ι ςδι αδι κασί ε ς 2(a) και2(b) Σχέ δι αυβρι δι κήςδι αδι κασί ας Στ ι ςυβρι δι κέ ςε κδοχ έ ςτ ωνδ ι αδι κασι ών1 και2 μετ ηνκανον ι κήηλ ε κτ ρόλυσητ ου ε ι σε ρχ όμε ν ουνε ρούόπωςφαί ν ε τ αιστ ι ςδ ι αδι κασί ε ς1b και2c(Σχήματα1 (b) και2 (b) οπαραπανί σι οςηλι ακόςατ μόςαυξ άνε τ αιστ οδέ κτ ηαπότ ηνηλι ακήε ν έ ργε ι ακαι στ έ λ νε τ αισεέ νανστ ρόβι λοατ μούγ ι αν απαράγ ε ιτ ηνηλε κτ ρι κήε ν έ ργε ι αγ ι ατ ον ηλ ε κτ ρολύτ η. - 64 - σχ ήμα1 (b) :αναφέ ρε τ αιστ ηδι αδι κασί α1b σχ ήμα2 (b):αναφέ ρε τ αιστ ι ςδι αδι κασί ε ς2ac και2bc Ο πε ραι τ έ ρωδι αχ ωρι σμόςτ ουκαυτ ούατ μούαπορρι μμάτ ωναπότ οναν τ ι δραστ ήρα στ η δι αδι κασί α 2d, πραγ ματ οποι ε ί τ αιμε τ ην ε φαρμογή υψηλής θ ε ρμοκρασί ας ηλ ε κτ ρόλυσηςχρησι μοποι ώντ αςτ ηνε μπορι κήηλε κτ ρι κήε νέ ργ ε ι αήτ ακαύσι μααπό τ ι ςε ξωτ ε ρι κέ ςπηγ έ ς . Σεαυτ ήντ ηνυβρι δι κήεκδ οχ ή, όλοςοατ μόςπουε ι σάγε τ αι με τ ατ ρέ πε τ αιτ ελ ι κάσευδρογ όνο(σχήμα3). Η υψηλ ήςθε ρμοκρασί αςηλε κτ ρόλυση τ ου ν ε ρού, που πραγ ματ οποι ε ί τ αιπάν ω απότ ους1000 0Κ, απαι τ ε ίτ ηλ ι γ ότ ε ρη κατ αν άλωσηε νέ ργ ε ι αςσεσύγ κρι σημετ ηνκαν ονι κήηλ ε κτ ρόλυσηδε δ ομέ ν ουότ ιη χημι κήδ υνατ ότ ητ απουε ί ν αιαπαραί τ ητ ηγ ι αν αδι ασπαστ ε ίτ ον ε ρόστ ουδ ρογόν ο καιτ οοξυγ όνοε ί ν αιχαμηλ ότ ε ρη. Επι πλέ ον , σευψηλάε πί πε δ αθε ρμοκρασί ας , η κι ν ητ ι κή τ ης αντ ί δ ρασης ε πι τ αχ ύνε τ αι και η απώλε ι α ε ν έ ργ ε ι ας λόγ ω τ ης πόλωσης /πολι κότ ητ αςτ ωνηλε κτ ροδί ωνμε ι ών ε τ αι . - 65 - σχ ήμα3: αν αφέ ρε τ αιστ ηνδ ι αδι κασί α2d Ηε τ ήσι α παραγ ωγ ι κή ι κανότ ητ ατ ου υδ ρογόν ου τ ωνε ργ οστ ασί ωντ ηςκαθαρής θε ρμόλ υσης(δι αδι κασί α1a, 2a και2b) ε ί ν αι172 GJ καιαυτ ήτ ωνυβρι δι κώνε κδ οχών μετ ηνκανον ι κήηλε κτ ρόλ υση(δι αδι κασί α1b και2c) ε ί ναι344 GJ. Η υβρι δι κή πε ρί πτ ωσημετ ηνυψηλ ήςθε ρμοκρασί αςηλ ε κτ ρόλυσηέ χ ε ιμι αι καν ότ ητ α5160 GJ, η οποί αβασί ζ ε τ αιστ οποσοστ όπαραγ ωγήςτ ουυδρογ όνου. H παραγ ωγή τ ου υδρογ όνου μετ η δι αδι κασί ατ ου άμε σου ηλι ακού θ ε ρμι κού δι αχ ωρι σμούτ ουνε ρούκαιοδι αχωρι σμόςτ ουαε ρί ουστ ι ςσυν θήκεςτ ηςαντ ί δ ρασης , πουυβρι δ οποι εί τ αιμεηλ ε κτ ρόλυσηπουπραγ ματ οποι ε ί τ αισευψηλ έ ςθε ρμοκρασί ε ς , ε μφανί ζ ε τ αιν αε ί ναιητ ε λε υτ αί αε πι λ ογήλ όγωτ ουκόστ ουςπαραγωγής(πουμπορε ί ναε ί ναιχαμηλότ ε ροαπόαυτ ότ ουυδρογ όν ουπουπαράγ ε τ αιαπότ ηφωτ οβολ τ αϊ κή ηλ ε κτ ρόλυση) καιλόγ ωτ ηςθε ρμοδ υναμι κήςαποδοτ ι κότ ητ ας . Ηδ ε ύτ ε ρηκαλύτ ε ρη ε πι λογ ήε ί ν αιηί δι αδ ι αδ ι κασί αθ ε ρμόλυσηςόπουτ ουψηλής θε ρμοκρασί ας ρε ύμα υπολε ι μμάτ ων που βρί σκοντ αι στ ον αν τ ι δραστ ήρα χρησι μοποι ε ί τ αισανυπέ ρθε ρμοςατ μόςδι αδι κασί ας , σεμι αγ ε ι τ ονι κήδ ι αδι κασί α(π.χ χημι κόςσωλήν αςθε ρμότ ητ ας ) καιόπουπρόσθε τ οςατ μόςσεμε σαί αθ ε ρμοκρασί α, αυξ άνε τ αιστ ονηλι ακόδ έ κτ ηγι ατ ηνπαραγωγήθε ρμι κήςηλε κτ ρι κήςε ν έργ ε ι ας ,γ ι α ναλάβε ιτ οπρόσθε τ ουδρογ όνοαπότ ηνκαν ονι κήηλ ε κτ ρόλυσητ ουν ε ρού. Λόγ ωτ ηςι καν ότ ητ αςτ ωνε γκατ αστ άσε ωνν αμπορούνναε πε κτ αθούναπλάμετ ην αύξ ησητ ουαρι θμούτ ωνε ν οτ ήτ ωντ ωνε γκατ αστ άσε ων,θαήτ ανδυνατ όν απαραχ θε ί υδρογ όνοαπόνε ρόσεπολ ύμε γ αλύτ ε ρηκλί μακαστ οε γ γύςμέ λλον , μετ ηνοργάν ωση τ ωντ ομέ ωντ έ τ οι ωνηλ ι ακώνε γ κατ αστ άσε ωνσεκατ άλ ληλε ςπερι οχ έ ς , όσοναφορά τ ηνηλι ακήε ν έ ργε ι α, τ ηνπαροχήν ε ρού καιτ ηναπε λε υθέ ρωσητ ουυδρογ όνουαπό τ ησωλήν ωση. 2. ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΤΩΝΕΡΗΜΩΝΓΙΑΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Παγκοσμί ως υπάρχ ουν πε ρί που 1,9 ε κατ ομμύρι α km 2 απέραν τ ων ε ρήμων αν τ ι προσωπεύον τ ας τ ο1,3% τ ηςσφαι ρι κήςε πι φάν ε ι αςτ ουπλαν ήτ ημας . Αν άλ ογα μετ οε πί πε δ οτ ηςτ ε χ ν ολογ ί αςπουε φαρμόζ ε τ αι (ηλι ακέ ςε γ κατ αστ άσε ι ςθ ε ρμι κής παραγ ωγ ήςε ν έ ργε ι αςήφωτ οβολ τ αϊ κέ ςε γ κατ αστ άσε ι ςπαραγ ωγ ήςε νέ ργ ε ι αςκαιη - 66 - αν τ ί στ οι χ ηηλι ακήακτ ι νοβολί ααποδοτ ι κοτ ήτ ωντ ουςστ ηνηλε κτ ρι κή ε ν έ ργ ε ι α, η με τ αφοράυδ ρογ όνουμέ σωσωλην ώσε ωνσεαε ρι ώδ ηήσευγρήμορφή,με τ αφορέ ς ,η δι αν ομή τ ε λι κήςχ ρήσηςκαιη δ ι αθε σι μότ ητ ατ ουολόκληρου συστ ήματ ος ), στ ο υποτ ι θέ με ν οέ δαφοςπουπροαναφέ ρθηκε , θαμπορούσεναπαραχ θε ίηλι ακόυδ ρογόν ο με τ αξ ύ 105.833 και138.397 TWh / έ τ ος . Η κάλυψη τ ηςπαρούσαςπαγκόσμι ας κατ αν άλωσηςε ν έ ργ ε ι αςκατ άπροσέ γγ ι σηε ί ναι70.000 TWh / έ τ ος . Γι ανακαλυφθε ί αυτ ή η κατ ανάλωση μετ ο‘ ηλι ακό’υδρογ όν ο, θα απαι τ ούν τ αν μι α κατ άλληλη πε ρι οχ ή όπως π.χ . στ ην βόρε ι α Αφρι κή έ κτ ασης πε ρί που 850.000 km2 (που αν τ ι προσωπεύουνπε ρί που10% τ ηςΣαχάραςήλ ί γ οπε ρι σσότ ε ροαπότ ο1/3 τ ης ε πι φάν ε ι αςτ ηςΑλ γε ρί ας ). Υπάρχουνπολλέ ςπε ρι οχ έ ςπαγκόσμι α, αχ ρησι μοποί ητ ων ε ρήμωνκαιχ ε ρσαί ωνπερι οχ ών(στ ηνΙ σπανί απ.χ . υπάρχ ουνπε ρί που20.000 km2) οι οποί ε ςθαμπορούσανν αχ ρησι μοποι ηθούνκατ άλ ληλ α. Υποθέ τ ον τ ας ότ ιέ χ ουμε μι α φωτ οβολ τ αϊ κή αποδ οτ ι κότ ητ α μόν ο 10%, τ ότ ε υπολογ ί ζ ουμετ ι ςακόλουθε ςθ ε ωρητ ι κέ ςδ υνατ ότ ητ ε ςηλ ε κτ ρι κήςπαραγ ωγής: Αλγ ε ρί α : Βόρε ι αΕυρώπη: Νότ ι αΕυρώπη : Γε ρμανί α : 476 x 1012 KWh / έτ ος 88 x 1012 KWh / έ τ ος 195 x 1012 KWh / έ τ ος 12 25 x 10 KWh / έ τ ος Γι α όλε ςαυτ έ ςτ ι ςπε ρι πτ ώσε ι ς , η παρούσα κατ αν άλ ωση εν έ ργ ε ι αςμπορε ίνα καλ υφθε ίτ ουλάχι στ ον50 φορέ ςαπότ ηθε ωρητ ι κάυπάρχ ουσαδ υνατ ότ ητ α. Με γ άλο μέ ροςτ ουε δάφουςστ ηνΑυστ ραλί α, στ ηΒραζ ι λί α, στ ηβόρε ι αΑφρι κή, στ ι ςΗ.Π.Α. καιστ ι ςν ότ ι ε ςπε ρι οχ έ ςτ ηςπρώηνΕ.Σ.Σ.Δ. μπορε ίνα χ ρησι μοποι ηθε ίγι ατ ην με γ άληςκλί μακας , ε κμε τ άλλε υσητ ηςηλ ι ακήςε ν έ ργε ι ας . Όλε ςαυτ έ ςοιε κτ ι μήσε ι ς δε ί χν ουν ότ ιη δι αθε σι μότ ητ ατ ου ε δάφους δ ε ν αν τ ι προσωπε ύε ιοποι οδήποτ ε πρόβλ ημαστ ηνε κτ ε ν ήηλι ακήπαραγ ωγ ήηλε κτ ρι κήςε ν έ ργ ε ι αςκαιυδ ρογ όν ουσε πολλέ ςπε ρι οχ έ ςσεόλοτ ονκόσμο. 3. ΗΛΙ ΑΚΗΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥΜΕΧΡΗΣΗ ΦΕΡΡΙ ΤΩΝ Έχ ε ιμε λε τ ηθε ίηπαραγ ωγ ήυδ ρογόν ουμετ οδι αχ ωρι σμόνε ρού, μεχ ρήσηφε ρρί τ η Μn(II) καιCaO (ήNa2 CO3) στ ους1273 Κ(ή873 Κ). Ημι κτ ήσκόνηπουαποτ ελ ε ί τ αι απόMnFe 2 Ο4 καιCaO (CaO / MnFe 2 Ο4 >3) ( ήNa2CO3) παράγ ε ιΗ2 μέ σωτ ης αν τ ί δρασηςμετ οH2O στ ους1273 Κ(ή873 0Κ). Αυτ ήηέ κλυσητ ουΗ2 προκαλ ε ί τ αι απότ ηνοξε ί δ ωσητ ουι όντ οςτ ουφε ρρί τ ητ ύπουΜn(II) στ οι όντ ύπουΜn(Ι Ι Ι ). Ότ αν η αν τ ί δραση πραγ ματ οποι ε ί τ αισε ηλι ακέ ς συσκε υέ ς(ηλι ακούςφούρνους ) που λε ι τ ουργούνκάτ ω από πολύ υψηλέ ςθε ρμοκρασί ε ς (με γ αλ ύτ ε ρε ςτ ων 12730Κ), (στ άδι οαπε λε υθέ ρωσηςτ ουΟ2), κατ ατ ηδι αδι κασί ατ ωνδύοστ αδί ωνδ ι αχ ωρι σμού τ ουύδατ ος(1500-2300 0 Κ). Αυτ ήηχ αμηλότ ε ρηθε ρμοκρασί α καιηοι κον ομι κή δι αθ ε σι μότ ητ ατ ωναπαραί τ ητ ωνστ οι χε ί ωνθαε πέ τ ρε παντ ηνπε ραι τ έ ρωπρόοδοστ ην άμε σηαπορρόφησηηλι ακήςε ν έ ργε ι ας / με τ ατ ροπήH2. Δύοδ ε ί γ ματ αφε ρρι τ ώντ ύπουΜn (II) (MnFe2Ο4, Μn0.5Fe2.5O4) συν τ έ θηκαναπόέ να μί γ μασκόνης ,τ οοποί οαποτ ελ ούντ αναπο α- 5Fe2.5O3 καιMnCO3 στ ι ςαπαραί τ ητ ε ς ποσότ ητ ε ς , μεμι αστ ε ρε άςκατ άστ ασηςδι αδι κασί α. Η δ ι αδι κασί ααυτ ήέ γ ι ν εσεμι α ροήμί γματ οςπουαποτ ε λε ί τ αιαπο5% Ο2, 75% CO2 και20% Ν2 στ ους1375K γ ι α3,5 ώρε ςγ ι αν α παρασκε υαστ ε ίτ ο MnFe 2Ο4, καιστ ην ατ μόσφαι ρα τ ου CO2στ ους 13730Κ γ ι α7 ώρε ςγ ι αναπαρασκε υαστ ε ίτ οΜn 0.5Fe2.5O4. Οφε ρρί τ ηςΝi (II) καιτ α - 67 - (Νι , ΜΝ) φε ρρι τ ι κάδε ί γ ματ α(ΝiFe2Ο4 , NiΜn0.5Fe2.5O4) παρασκε υάστ ηκαν απόέ να μί γ μασκόν ηςτ οοποί οαποτ ε λούν τ αναποα- Fe2O3, NiCO3- 2Ni(OH)2- 4H2Ο ή/και MnCO 3 στ ι ςαπαραί τ ητ ε ςποσότ ητ ε ςκατ άπαρόμοι οτ ρόπο. Έχε ιμε λε τ ηθε ίσύστ ημα 0 φε ρρι τ ώνπουλε ι τ ουργε ίπε ρί πουστ ους1000 Κ, καιέ χε ιε πι τ ε υχ θε ίναδε ί ξουν πε ι ραματ ι κά ότ ιη δι αδι κασί ατ ων δύο στ αδί ων δ ι αχ ωρι σμού τ ου ύδατ οςέ χε ι ε πι τ ευχ θε ίμετ ονφε ρρί τ η(Νι ,Mn) πουχ ρησι μοποι ε ίέ νανηλ ι ακόφούρνο, οοποί ος λε ι τ ουργε ίπε ρί πουστ ους10000Κ. Οιαντ ι δ ράσε ι ςπουπραγματ οποι ούντ αιστ ουςηλι ακούςφούρν ουςγ ι ατ ηνπαραγ ωγή τ ουΗ2 πουμε λε τ άτ αιμέ χ ριτ ώρα,πε ρι ορί ζ ον τ αισεεκε ί ν ητ ηςαπε λε υθέ ρωσηςτ ουΟ2 απότ αστ ε ρε άυλι κά,μέ σωτ ηςδ ι αδ ι κασί αςτ ωνδ ύοστ αδί ωνδι αχωρι σμούτ ουνε ρού. 4. ΔΙ ΑΣΠΑΣΗ ΤΟΥΝΕΡΟΥ Η δι άσπασητ ουν ε ρούμε λ ε τ ήθηκεχ ρησι μοποι ών τ αςμι απε ι ραματ ι κήδι άτ αξ ηόπως φαί ν ε τ αιστ οΣχ ήμα4. Σχήμα4:δι άσπασην ε ρού Ταδε ί γματ αφε ρρι τ ώνκαιτ οCaO (ήNa2CO3) αναμι γ ν ύοντ αιμετ οκον ί αμααχ ατ ών. Μι α ποσότ ητ ατ ου μι κτ ού δε ί γ ματ ος , 0.10-0.15g, τ οποθε τ ε ί τ αιστ ην κυψέ λη αν τ ί δρασηςκαιτ οαέ ρι ο Ar ε ι σήχ θημέ σαστ ονηλε κτ ρι κόφούρν ο, μέ σωμι αςροής 50 cm3/min. Τομολυσμέ ν οοξ υγόν οπουβρί σκε τ αιστ ο αέ ρι οAr αποβάλ λε τ αι , από τ ηστ ήληπουσυσκε υάστ ηκεμετ ησκόν ητ ουCu ηοποί αθε ρμάν θηκεστ ους6230Κ. Τοδε ί γμαπροθε ρμαί ν ε τ αιστ ους12730Κ γ ι α10-20 min καιέ πει τ αέ ν αςόγ κοςν ε ρού 3 0,1 cm αν αμι γ νύε τ αιμετ οαέ ρι οAr γ ι αν αε πι τ ρέ ψε ιτ ηναν τ ί δρασημετ οδ ε ί γ μα. Το υπολε ι πόμε ν ονε ρόαφαι ρε ί τ αιαπόμι απαγ ί δανε ρούκαι ψύχε τ αιμεπάγ ο. Το ε κλυόμε ν οαέ ρι οH2 ανι χ νε ύε τ αιαπόέ ν αφασματ όμε τ ρομάζ ας καιοόγ κοςτ ου αε ρί ουυπολογ ί ζ ε τ αιαπότ ουςτ ομε ί ςτ ωνMS αι χ μών. - 68 - 5. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥΑΠΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑΦΕΡΡΙ ΤΩΝ Σύστ ημαMnFe2O4 – CaO Ηι καν ότ ητ αδι αχωρι σμούτ ουν ε ρούστ ομί γ μασκόν ηςπουαποτ ελ ε ί τ αιαπόέ να δε ί γμαMnFe2O4 καιCaO, με λε τ ήθ ηκεγ ι αδι αφορε τ ι κέςαναλογ ί ε ςmoles τ ουCaO στ ονφε ρρί τ η, στ ους12730Κ. Έναμε γ άλοποσοστ ότ ουυδ ρογόν ουπαράχ θηκεαπότ α δε ί γματ ααυτ άμεμι ααν αλογ ί αmoles τ ουCaO/MnFe2O4 με γ αλύτ ε ρηαπό3. Απότ ην πε ρί θ λασητ ωνακτ ί ν ωνX καιτ ηνχ ημι κή αν άλ υση, ηχημι κήαντ ί δ ρασηγι ατ ο calcium-poor condition θαε ί ν αι : MnFe2 O 4 + CaO + l H2O mCax Mn 1-x Fe2 O 4 + n Ca 3 (Fe,Mn) 3 O 8 + l H2 (1) όπουl, τ οm καιτ οn ε ί ναιδι ε υθε τ ήσι με ςπαράμε τ ροιγι ατ οαντ ι δ ρών. Επί σης , γι ατ οcalcium-rich condition, θαε ί ναι : MnFe2 O4 + 3CaO + ( l – y )H 2 O Ca3 (Fe,Mn) 3 O8-y + ( l – y )H2 (2) Ηχ ημι κήσύν θε σητ ουπροϊ όν τ οςμε τ άαπό3-time έ γ χυσητ ουν ε ρούκαθορί στ ηκενα ε ί ν αι . Αποαυτ ήτ ηχ ημι κήσύνθε σηφαί νε τ αι ότ ιηαντ ί δρασητ ηςέ κλυσηςτ ουυδ ρογόν ουπροκαλε ί τ αιαπότ ηνοξε ί δωσητ ου ι όν τ οςτ ουMn(II) τ ουδ ε ί γ ματ ος MnFe2O4 στ οι όντ ουMn(Ι II) σεσυνδ υασμόμε τ ονσχ ηματ ι σμότ ουCa3 (Fe,Mn) 3 O8. Σύστ ημα MnFe2O4 –Na2CO3 –H2O Η πε ρί θ λασητ ωνακτ ί νωνX έ δε ι ξεότ ιμι αέ ν ωσητ ύπουABO2 σχηματ ί στ ηκεμε τ ά απότ ηνπαραγ ωγήΗ2 μετ ο σύστ ημαMnFe 2 Ο4 / Na2CO3 στ ους12730Κ. Ημέ τ ρηση αι χ μώνMS στ ααέ ρι απροϊ όν τ αέ δ ε ι ξ εότ ιτ ααέ ρι αCO2 καιH2 παρήχ θησανκατ άτ η δι άρκε ι ατ ηςδι άβασηςτ ουατ μούμέ σωτ ηςμι κτ ήςσκόνηςMnFe2O4/Na2CO3. Ηαντ ί δ ρασηθαε ί ν αι : 2MnFe2 O 4 + 3Na2 CO3 +1H2 O = 6Na(Mn1/3 , Fe2 /3 )O2 + 3CO2 +H2 - 69 - (3) Οε κλυόμε νοςόγκοςτ ουΗ2 ήτ ανπολύκον τ άστ ηθ εωρητ ι κήτ ι μήτ ηςΕξ .(3). Κατ ά συν έ πε ι α,ηαντ ί δ ρασηπαραγ ωγ ήςτ ουΗ2 πραγματ οποι ήθ ηκεαπότ ηνοξ ε ί δ ωση τ ων ι όν τ ωντ ουφε ρρί τ ηMn(II) στ αι όν τ ατ ουφε ρρί τ ηΜn(Ι Ι Ι ) παρουσί ατ ωνι όν τ ωντ ου Na. Αυτ ήηαν τ ί δρασηγ ράφε τ αι : 6Na(Mn1/3 ,Fe2/3 )O 2 +3CO2 = 2MnFe2O 4 +3Na2CO3 +1/2O 2 (4) Ο συνδ υασμόςτ ωνΕξ .(3) και(4) ε ί ναιηαν τ ί δρασηαποσύνθε σηςτ ουΗ2Ο. Κατ ά συν έ πε ι α,οιΕξ.(3) και(4) αποτ ε λούντ οβήμαδι αχ ωρι σμούτ ουν ε ρού καιτ οβήμα απε λ ε υθέ ρωσηςτ ουΟ2, αντ ί στ οι χα, τ ουσυστ ήματ οςτ ωνδ ύοστ αδί ωνδ ι αχ ωρι σμού τ ουνε ρού. 3.3 ΑΙ ΟΛΙ ΚΗΕΝΕΡΓΕΙ Α Η αι ολι κήε ν έ ργε ι ακαιανε ξ άντ λητ η(αφούοκαλόςμαςήλι οςθαφρον τ ί ζ ε ιπάντ ανα υπάρχ ουνθε ρμοκρασι ακέ ςδι αφορέ ςμε τ αξύτ ωνδ ι άφορωνπε ρι οχ ώντ ηςγ ης , ώστ ε ναπροκαλ ούντ αιοιάν ε μοι ), δηλαδήαν ανε ώσι μη,αλλάκαικαθαρή,“ φι λι κή”προςτ ο πε ρι βάλλον(αφούημε τ ατ ροπήτ ηςσεηλε κτ ρι κήδε ντ οε πι βαρύν ε ι )...... Οιμε τ ακι ν ήσε ι ςτ ου αέ ρα, ο άνε μος , προέ ρχ ον τ αιαπό τ ι ςμετ αβολέ ςκαιτ ι ς δι αφορετ ι κέ ςαπότ όποσετ όπο, τ ι μέ ςτ ηςατ μοσφαι ρι κήςπί ε σης . Οιδι αφορε τ ι κέ ς αυτ έ ςτ ι μέ ςτ ης πί ε σης οφε ί λον τ αι στ η δι αφορε τ ι κή θέ ρμανση (απορρόφηση ε νέ ργ ε ι ας )τ ηςατ μόσφαι ραςκάθετ όπουαπότ ονΉλι ο. Οάν ε μος , όπωςαπόπαλι άέ χ ε ιδ ι απι στ ώσε ιοάν θρωπος , ε ί ν αι δ υνατ όν απε ρι στ ρέ ψε ιανε μόμυλουςήαν ε μοτ ροχ ούς ,ν απροωθήσε ι ι στ ι οφόραπλοί ακαιοχ ήματ αήνακι νήσε ιαντ ι κε ί μεν α,ναμαςδώσε ι δ ηλ αδ ήε ν έ ργ ει α. Αυτ ήηε νέ ργ ε ι α, ηαι ολι κή(οΑί ολ οςήτ ανο“δ ι αχ ε ι ρι στ ής ”τ ων αν έμων , κατ άτ ουςαρχαί ουςΈλλην ες ), αξι οποι ε ί τ αιστ ι ςμέ ρε ςμας ολοέ ν ακαιπε ρι σσότ ε ρο, σεπε ρι οχ έ ςόπουσυχ ν άφυσούνι σχυροί άν εμοι . - 70 - 3.3.1 ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙ ΕΣ Γι α τ ην αξ ι οποί ηση τ ης αι ολι κής ε νέ ργ ε ι ας χρησι μοποι ούμε σήμε ρα τ ι ς αν ε μογ ε ν νήτ ρι ε ς , μετ ι ςοποί ε ςμε τ ατ ρέ πε τ αιη κι ν ητ ι κήε νέ ργ ε ι ατ ουαν έ μουσε ηλ ε κτ ρι κή. Μί ααν ε μογ ε ν νήτ ρι ααποτ ε λε ί τ αιαπό: 1)Τοκουβούκλι ο(θάλαμος ) 2)Ταπτ ε ρύγ ι α 3)Τοκομβι κόσημε ί οτ ουρότ ορα(πουε φαρμόζ ε τ αιστ ονχαμηλήςτ αχ ύτ ητ ας , άξ ονα τ ηςανε μογε ν νήτ ρι ας ) 4)Τονάξ ον αχαμηλήςτ αχ ύτ ητ αςπουσυν δέ ε ιτ οκι βώτ ι ο τ αχ υτ ήτ ωνμετ ορότ ορα. Επι πρόσθε τ ααποτ ε λε ί τ αιαπό σωλήνε ςώστ ενακαθι στ άι καν ότ ουδραυλι κόσύστ ημανα λε ι τ ουργ ε ίτ οαε ροδυν αμι κό φρέ ν ο. 5)Το κι βώτ ι οτ αχυτ ήτ ων τ ο οποί οε ί ν αι ι κανό να πε ρι στ ρέ ψε ιτ ονάξον α(στ ην"έ ξ οδό" τ ου) 50 φορέ ςτ αχύτ ε ρααπόότ ιστ ηνε ί σοδό τ ου(άξον αςχαμηλήςτ αχύτ ητ ας ). 6)Τονάξ οναυψηλήςτ αχύτ ητ αςοοποί οςπε ρι στ ρέ φε τ αι πε ρί πουμε1500 rpm καικαθοδ ηγ ε ίτ ηνηλ εκτ ρι κή γε ν νήτ ρι α.Πάνωτ ουε ί ν αιπροσαρτ ημέ ν οέ ν αμηχ ανι κό δι σκόφρε ν ο σε πε ρί πτ ωση που αποτ ύχ ε ι τ ο αε ροδ υναμι κό φρέ ν ο να τ ε θε ίσε λε ι τ ουργ ί α ή σε πε ρί πτ ωση ε πι σκε υής τ ης ανε μογε ν νήτ ρι ας . - 71 - 7)Την ηλε κτ ρι κή γ ε νν ήτ ρι α η οποί α συν ήθ ως ε ί ν αιμι α ασύγ χ ρονη καιστ ι ς πε ρι σσότ ε ρεςαν ε μογ ε ν νήτ ρι ε ςμπορε ίν απαράγε ιηλε κτ ρι κήι σχ ύαπό600 – 3000 kW. 8 )Τονμηχ αν ι σμόπε ρι στ ροφήςτ ηςαν ε μογε ν νήτ ρι ας . Γι ατ ηνε κμε τ άλλε υσηόσοτ ο δυν ατ όνπι οπολύτ ουαν έ μουοιαν εμογ ε νν ήτ ρι ε ςαποτ ε λούν τ αιμεέ ν ανμηχ ανι σμό πε ρι στ ροφής , πουπε ρι στ ρέ φε τ αιαν άλ ογατ ηνκατ ε ύθυν σητ ουαν έ μου. Ο έ λε γ χ ος γί ν ε τ αιηλε κτ ρον ι κάκαιμετ οπουαντ ι λ ηφθ ε ίτ ηνπαραμι κρήαλλ αγ ήπε ρι στ ρέ φε τ αι λί γε ςμοί ρε ςπροςτ ηνκατ εύθ υνσητ ουανέ μου. 9)Τον ηλε κτ ρον ι κό ε λε γ κτ ή ο οποί ος αποτ ε λε ί τ αιαπό έ ν αν υπολογ ι στ ή που ε πι βλέ πε ικάθ ε στ ι γ μή τ όσο τ ην αν ε μογ ε νν ήτ ρι α όσοκαιτ ονμηχ ανι σμόπε ρι στ ροφήςτ ης . Σεπε ρί πτ ωση υπε ρθ έ ρμαν σης τ ου κι βωτ ί ουτ αχυτ ήτ ωνή τ ης ί δι ας τ ης γ εν ν ήτ ρι ας στ αματ ά αυτ όματ ατ ην λ ε ι τ ουργ ί α τ ης και ε ι δοποι ε ί τ ον χ ε ι ρι στ ή. 10)Το υδ ραυλι κό σύστ ημα τ ο οποί ο χρησι με ύε ιγ ι α να μηδε ν ί ζ ε ιτ οαε ροδυν αμι κόφρέ νο. 11)Τοσύστ ημαψύξ ηςτ οοποί οαποτ ε λε ί τ αιαπόέ ν αναν ε μι στ ήραγ ι αναψύξ ε ιτ ην γε ν νήτ ρι α. Υπάρχουνπε ρι πτ ώσε ι ςπουαποτ ε λε ί τ αιαπόμί αμονάδαλαδι ούγι ανα ψύχ ε ιτ ολάδιτ ουκι βωτ ί ουτ αχυτ ήτ ωνκαιάλλ ε ςφορέ ςπουηψύξ ηε ί ν αιυδρόψυκτ η. 12)Τοαν ε μόμε τ ροκαιτ οναν ε μοδε ί κτ ηπουχ ρησι μοποι ούν τ αιγ ι αναστ έ λνουντ α σήματ αστ ονηλε κτ ρον ι κόε λε γκτ ή. Τοπρώτ οπράγ μαπουπροσέ χουμεσεμι αανε μογε ν ν ήτ ρι α ε ί ν αιτ απτ ε ρύγι άτ ης , πουπε ρι στ ρέ φοντ αιότ ανφυσάε ι . Οι α/γτ ου συστ ήματ οςμαςε ί ναιτ ρί πτ ε ρε ς . Οιτ ρί πτ ε ρε ςσε σύγ κρι σημετ ουςάλλ ουςτ ύπουςμπορε ίνα‘ ν αιπι οακρι βέ ς σεκόστ ος(παραπάνω πτ ε ρύγ ι α) αλλ άδ ε νχ ρε ι άζ ον τ αιτ όσο με γ άλ ητ αχύτ ητ α αν έ μου γ ι αν α παράγ ουν τ οί δι ο ποσό ε ν έ ργ ε ι ας . Η κί ν ησηαυτ ήτ ωνπτ ε ρυγ ί ωνμε τ αδί δε τ αισεέ ν αν άξ ονα πε ρι στ ροφής , ο οποί ος χ άρη σε έ ν α σύστ ημα προσανατ ολι σμού, βρί σκε τ αιπάντ α παράλλ ηλα προς τ ην κατ ε ύθυν σητ ουαν έ μου. Ηκι ν ητ ι κήε ν έ ργ ε ι ατ ουάξον απε ρι στ ροφήςμε τ ατ ρέ πε τ αιαπό μι αγ εν ν ήτ ρι ασεηλ εκτ ρι κήεν έ ργ ε ι α. Όλοαυτ ότ οσύστ ημα ε ί ν αιτ οποθ ε τ ημέ νοπάν ωσ’έ ν αψηλόπύργ ο. - 72 - Η σπουδαι ότ ε ρη ε φαρμογή τ ωνανε μογ ε νν ητ ρι ώνε ί ναιη παραγ ωγ ή ηλε κτ ρι κής ε νέ ργ ε ι ας , ηοποί α μπορε ίστ ησυν έ χ ε ι α, ν αδ ι οχ ε τ ε ύε τ αιστ οδ ί κτ υο ηλε κτ ρι κής ε νέ ργ ε ι αςτ ηςχ ώρας . Εί ν αιε πί σηςδ υνατ ό, παράλλ ηλαμετ ι ςαν ε μογ ε νν ήτ ρι ε ς , να γί ν ε τ αιχ ρήσην τ ηζ ελ ογε ν νητ ρι ών , πουλε ι τ ουργ ούνότ ανοιανάγ κε ςτ οαπαι τ ούν. Πολλέ ς αν ε μογ ε ν νήτ ρι ε ς μαζ ί , συστ οι χ ί ε ς ανε μογε ν ν ητ ρι ών όπως τ ι ς λέ με , σχ ηματ ί ζ ουντ αλε γ όμε ν ααι ολ ι κάπάρκα, πουε πι τ ρέ πουντ ημαζ ι κήε κμε τ άλλ ε υση τ ηςαι ολ ι κήςε νέ ργ ε ι αςκαιτ ηδι οχέ τ ε υσητ ουσυν όλουτ ηςπαραγ όμε ν ηςε ν έ ργε ι ας στ οηλε κτ ρι κόσύστ ημα. Η εκμε τ άλλε υσητ ηςαι ολ ι κήςε ν έ ργ ε ι αςμεσυστ ηματ ι κό τ ρόποάρχ ι σεπαγ κοσμί ωςστ ι ςαρχέ ςτ ηςδ ε καε τ ί αςτ ου’ 80 καιαυξ ήθ ηκεπολύτ α τ ε λε υτ αί αχ ρόν ι α. Ηχ ώρα μας , μεμε γ άλη παράδ οση στ ηνε κμε τ άλλε υση τ ηςαι ολι κήςε ν έ ργε ι ας , προσφέ ρε τ αιι δι αί τ ε ραγ ι ατ ηναξ ι οποί ησηαυτ ήςτ ηςαν αν ε ώσι μηςκαικαθαρήςπηγ ής αφού δι αθέ τ ε ιι σχυρο ύς αν έ μους , βουν οκορφέ ς και απομονωμέ να νησι ά. Με μον ωμέ νε ςαν ε μογ ε νν ήτ ρι ε ςκαιαι ολι κά πάρκα λ ε ι τ ουργούνήδη σεαρκε τ έ ς πε ρι οχ έ ς , μετ άσην ααυξ ηθ ούντ αε πόμε ναχρόν ι α. Μι α σημαν τ ι κή με λ έ τ η γι ατ ην Ευρώπη, δε ί χν ε ιότ ιη ε υρωπαϊ κή ε νε ργ ε ι ακή δυν ατ ότ ητ ατ ουαέ ραμπορε ίν ακαλύψε ιτ ρε ι ςφορέ ςτ ηνηλε κτ ρι κήκατ ανάλωσητ ης Ευρώπης . Οιπι ο πρόσφατ ες έ ρε υν ε ς υπολογ ί ζ ουν τ ηθ ε ωρητ ι κή ε νε ργ ε ι ακή δυν ατ ότ ητ ατ ου αέ ρα γ ι α ηλε κτ ρι κή παραγ ωγ ή σε πε ρί που 500.000 TWh/έ τ ος (αποκλ εί ον τ ας παράλι α μέ ρη, τ α περι σσότ ε ρ αν ησι ά, τ ην Αν τ αρκτ ι κή καιτ η Γροι λ αν δί α). Παγ κοσμί ως , πε ρί που17.800 ε μπορι κάσυστ ήματ αμε τ ατ ροπήςαέ ρασε ηλ ε κτ ρι κήε ν έ ργε ι αμεμι αι καν ότ ητ απε ρί που1700MW έ χ ουνε γ κατ αστ αθε ίμέ χρι τ ώρα. Τα1500MW ε ξ ’αυτ ώνε ί ναιστ ηνΚαλ ι φόρνι ακαιπε ρι σσότ ε ρααπό100 MW στ η Δαν ί α. Στ ην Ευρώπη καιστ ι ς Η.Π.Α., οιπε ρι σσότ ε ρε ςε πε νδύσε ι ς στ ην ε νε ργ ε ι ακή παραγ ωγή αέ ρα έχ ε ιε πι χ ορηγ ηθε ίαπό τ ι ς αν τ ί στ οι χ ε ς κυβε ρν ήσε ι ς προκε ι μέ νουν αξε πε ραστ ε ίτ οσημε ί οε ξ ι σορρόπησηςέ ναντ ιτ ηςαν τ αγ ων ι στ ι κής ηλ ε κτ ρι κήςπαραγωγ ής . Απότ ο1985 , 622 MW τ ηςι καν ότ ητ αςμε τ ατ ροπήςτ ουαέ ρα σεηλε κτ ρι κήε ν έ ργε ι αέχ ε ιε γκατ αστ αθ ε ίστ ηΚαλ ι φόρν ι α, χ ωρί ςτ ηνε κμετ άλ λε υση τ ηςφορολογ ί αςκαιαντ ι προσωπε ύε ιμι αε πέ ν δυσησχ ε δόν1.000.000.000 δολάρι α. Γι αν απαραχ θε ίτ ουδ ρογόν οβάσε ιτ ηςαι ολι κήςε νέ ργ ε ι ας, απαι τ ούν τ αιμε γ άλου με γ έ θουςσυστ ήματ απουθαπρέ πε ιν αομαδοποι ηθ ούνκαιν ασυνδ ε θούνμε τ αξ ύτ ους γι α να ε πι τ ε υχ θούν υψηλά αποτ ε λέ σματ α. Αυτ ή η ομαδοποί ηση οδηγ ε ί στ η δημι ουργ ί ατ ωνγ ν ωστ ώναι ολ ι κώνπάρκων , τ αοποί αμπορούννατ οποθε τ ηθούνσε απομακρυσμέ νε ςπε ρι οχ έ ς . Εν τ ούτ οι ς , ηεύρε ση τ ωνκατ άλληλωνπε ρι οχ ώνμπορε ίν α πε ρι ορι στ ε ίε πε ι δή η δύν αμητ ουαέ ραπουθαπαράγ ε ιτ ηνε ν έργ ε ι αθαπρέ πε ικατ άκύρι ολόγ ον αε ί ν αι στ ι ςβι ομηχ ανι κέ ςχ ώρε ςγ ι αν ατ ι ςτ ροφοδοτ ε ίμεηλε κτ ρι κήε ν έ ργε ι α. Οιπι θ αν έ ς πε ρι οχ έ ςτ ηςπαραγ ωγ ήςυδ ρογόν ουβάσε ιτ ηςδύν αμηςτ ουαέ ραβρί σκον τ αιστ η δυτ ι κήΑφρι κή, τ ηνΓροι λαν δί α, τ ηνΙ σλανδ ί ακαιτ ον ότ ι ομέ ροςτ ηςΛατ ι νι κής Αμε ρι κής . Θαπρέ πε ιτ έ λοςν ααναφέ ρουμεότ ιυπάρχ ε ιμε ι ονέ κτ ημαόσοαφοράτ ηνπαραγ ωγή υδρογ όνουμέσω ηλε κτ ρόλυσηςωςε ν αλλακτ ι κόπροϊ όντ ηςαι ολ ι κήςε νέ ργ ε ι αςε ν συγ κρί σε ιμε άλλε ς αν ανε ώσι με ς πηγ έ ςε νέ ργ ε ι ας καθ ώς οιαν ε μογ ε ν νήτ ρι ε ς παρουσι άζ ουνπαραγ ωγ ήι σχ ύοςμε με γαλύτ ε ρε ςδι ακυμάν σε ι ς , ηοποί αθ ε ωρε ί τ αι ε πί σης δύσκολη στ ην πρόβλε ψή τ ης . Παρόλα αυτ άέ χ ουν υλοποι ηθε ίκάποι ε ς ε γκατ αστ άσε ι ςπαραγ ωγήςυδ ρογόν ουαπόαι ολι κήε ν έ ργ ε ι α, σύν τ ομηπε ρι γ ραφήτ ων οποί ωνπαρουσι άζ ε τ αιπαρακάτ ω. - 73 - Απορρί μματα ασβεστόλι θος δήρου Μετάλλευμα σι πετρέλαι ο σι δήρου άνθρακας ΦΥΣΙ ΚΟΙΠΟΡΟΙ Φυσικό αέρι ο ΠΑΡΑΓΩΓΗ Η2 ενέργει α CO2 CO ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑ CH4 NOx στερεά απόβλητα ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗ SO N2 O NMHCs σωματί δι α 2 ηλεκτρι κή ενέργει α Σχ ήμα5: Δι άγ ραμμαροήςα/γ– παραγωγ ήςυδρογόν ου 3.3.2 ΠΑΡΑΓΩΓΗΥΔΡΟΓΟΝΟΥΣΤΟΑΙ ΟΛΙ ΚΟΠΑΡΚΟΤΟΥ Κ.Α.Π.Ε. Τοελ ληνι κόΚέ ντ ροΑναν ε ώσι μωνΠηγώνΕν έργ ε ι ας(Κ.Α.Π.Ε.) με λε τ άε δώ και χρόν ι απι θ αν ούςτ ρόπουςπαραγ ωγ ήςυδρογ όνουμετ ηχ ρήσηανανε ώσι μωνπηγών ε νέ ργ ε ι ας(κυρί ωςαι ολι κής ). Στ ο αι ολι κό πάρκο τ ου Κ.Α.Π.Ε. καισεέ κτ αση με γ αλύτ ε ρητ ων120m2 σχ ε δι άζ ε τ αιηε γκατ άστ ασημι αςπι λ οτ ι κήςμονάδας , όπουθα παράγ οντ αιπε ρί που πέν τ εκυβι κά υδρογ όνου αν ά ώρα ε ν ώ θα αποθηκε ύοντ αι 3 πε ρί που 50m υδ ρογόν ου με τ η μέ θ οδο τ ων με τ αλλι κών σφουγ γ αρι ών (με τ αλλ οϋδρί δι α). Τοπαραγ όμε ν ουδ ρογόν οθαδ ι αν έ με τ αισεβι ομηχανί ε ςπουτ ο χρησι μοποι ούνε ί τ εωςπρώτ ηύληε ί τ εσεδι άφοραστ άδι απαραγ ωγ ής . Επόμε νη σκέ ψηε ί ν αιητ ε χν ογ νωσί απουθααναπτ υχ θε ίν ααξι οποι ηθ ε ίκαιγ ι ατ ηνπαραγ ωγή υδρογ όνουπουθ αχ ρησι μοποι ε ί τ αιωςκαύσι μοσεοχ ήματ α. Επί σηςμί ααπότ ι ςπρώτ ε ςαν τ ί στ οι χ ε ςε γ κατ αστ άσε ι ςπαραγ ωγής υδρογ όνουαπό αι ολι κάλε ι τ ούργ ησεστ ηΙ τ αλί α(ΕΝΕΑ) καιαποτ ε λούν τ αν απόαν ε μογε ν νήτ ρι α5,2 KW, συσκε υήηλε κτ ρόλυσηςον ομαστ ι κήςι σχ ύος2,25 KW, με τ ασχ ηματ ι στ ή DC – DC καισύστ ημα συσσωρε υτ ών . Το ε ρε υνητ ι κό αυτ όέ ργ οε πι κε ν τ ρώθηκεστ ην παραγ ωγ ήυδρογ όν ουκαιόχ ιστ ηνε υρε ί αςκλί μακαςαποθήκε υσηήχ ρήση,ε πομέ ν ως τ απαραγ όμε ν ααέ ρι αε λε υθε ρών οντ ανστ ηνατ μόσφαι ρα. - 74 - 3.4 ΒΙ ΟΜΑΖΑ Βι ομάζ αε ί ναι , όπωςδηλ ώνε ιτ οόνομάτ ης , μάζ απουπροέ ρχ ε τ αιαπόβι ολογ ι κέ ς δι αδ ι κασί ε ς . Ει δι κότ ε ραωςβι ο μάζ αορί ζ ε τ αιτ οσύν ολοτ ωνοργαν ι κώναποβλήτ ων πουμε τ άαπόκατ άλληληε πε ξ ε ργ ασί αμπορε ίν ααποδώσε ιε κμε τ αλλε ύσι μηε ν έ ργ ε ι α. Με τ άτ ηνε ν ε ργ ε ι ακήκρί σητ ου1973, ηβι ομάζ αέδ ε ι ξεότ ιαποτ ε λε ίμι ασπουδαί α πηγ ήε ν έ ργ ε ι αςηοποί αε ί ναιδυν ατ όν ασυμβάλλε ιστ ηνε ν ε ργε ι ακήε πάρκε ι αμε τ ά τ ηνε ξ άν τ λησητ ωναποθε μάτ ωντ ουαργούπε τ ρε λαί ου,τ ουορυκτ ούάν θρακακαιτ ου φυσι κού αε ρί ου. Το τ ε ράστ ι οε νε ργ ε ι ακόδυν αμι κό που μαςπαρέ χε ιη βι ομάζ α παραμέ νε ι κατ άτ ο με γ αλύτ ε ρο μέ ρος αν ε κμε τ άλλε υτ ο, καθώς σύμφωνα με πρόσφατ ε ςε κτ ι μήσε ι ς , παί ρνουμε από αυτ ή μόν ο τ ο 1/7 τ ης παγκόσμι ας κατ αν άλωσηςε ν έ ργε ι ας , πουι σοδ υναμε ίμε3 ε κ.τ όν ουςπε τ ρε λαί ουτ ηνημέ ρα. Ηβι ομάζ αέ χ ε ιτ ηδ υνατ ότ ητ αν αωθ ήσε ιτ ουδ ρογ όνοωςέ ν ασημαν τ ι κόκαύσι μοτ ου μέ λλ οντ ος . Δε δ ομέ ν ουότ ιηβι ομάζ αε ί ναιαν αν ε ώσι μηπηγ ήκαικατ αν αλών ε ιτ ο ατ μοσφαι ρι κόCO2 κατ άτ ηδι άρκε ι ατ ηςαν άπτ υξηςτ ης ,ε πι φέ ρε ιπολύμι κρήκαθ αρή πε ρι βαλλον τ ι κήεπί πτ ωσηCO2 έ ναν τ ιτ ωνορυκτ ώνκαυσί μων . Ωστ όσοοιπροκλήσε ι ς ε ί ν αιπολλ έ ςαφού δε ν υπάρχ ε ικαμι ά ολοκληρωμέ νη τ ε χ νολογ ί α έωςτ ώρα. Η απόδ οση τ ηςπαραγ ωγ ήςυδρογ όνου από βι ομάζ αε ί ναιμι κρή δε δομέ νου ότ ιη πε ρι ε κτ ι κότ ητ ασευδ ρογόν οστ ηβι ομάζ αε ί ν αιχ αμηλή(πε ρί που6% ε ν ώ25% γ ι ατ ο με θάν ι ο) καιτ ο εν ε ργ ε ι ακό πε ρι ε χ όμε ν οε ί ν αιχαμηλό ε ξαι τ ί ας τ ης με γ άλης πε ρι ε κτ ι κότ ητ αςσεοξυγ όν ο(40% οξυγ όν οστ ηβι ομάζ α). 3.4.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΚΑΙΜΕΙ ΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΑΠΟΤΗ ΧΡΗΣΗΤΗΣΒΙ ΟΜΑΖΑΣ Στ απλ εον ε κτ ήματ άτ ης , πρέ πε ιν ααναφε ρθε ίπρώτ ααπ’όλαότ ιε ί ν αιαν ανε ώσι μη. Ακόμη,ηαξι οποί ησητ ηςμπορε ίναγί ν ε ιμεδι άφορε ςμε θόδ ουςμε τ ατ ροπής , με ρι κέ ς μάλι στ ααπότ ι ςοποί ε ςχ ρησι μοποι ούνσχ ετ ι κάαπλ έςτ ε χ ν ολ ογί ε ς , οιοποί ε ςδί νουν στ ησυνέ χ ε ι αμι αμεγ άληποι κι λί απροϊ όν τ ων . Στ οε ν ε ργητ ι κόε πί σηςτ ηςβι ομάζ ας κατ αλογ ί ζ ε τ αιτ ογε γ ονόςότ ιηπαραγ ωγ ήκαιημε τ ατ ροπήτ ηςδε νδ ημι ουργούν προβλ ήματ αοι κολ ογ ι κάκαιπε ρι βαλ λοντ ολογι κά. Στ αμε ι ονε κτ ήματ ατ ηςβι ομάζ αςκατ αλ ογί ζ ον τ αικυρί ωςηχ αμηλή, μέ χ ριμέ τ ρι α απόδ οση με τ ατ ροπήςτ ης , καθώςκαιη απαί τ ηση ε δ αφι κών ε κτ άσε ων γ ι ατ ην παραγ ωγ ήτ ης . Άλλ α αρνητ ι κά στ οι χ ε ί ατ ης βι ομάζ ας ε ί ν αιτ οε ποχ ι ακό τ ης παραγ ωγ ήςκαιημε γ άλ ηδ ι ασποράτ ης . Επί σηςκατ αλαμβάν ε ιαρκε τ άμε γ άλοόγ κοσε φυσι κήκατ άστ αση, πράγματ οοποί οοφε ί λε τ αισυχ ν άκαιστ ημε γ άλησυγ κράτ ηση ποσοτ ήτ ωντ ουνε ρού.Τοπρόβλ ημαόμωςπαραμέ ν εικαιστ ηνξ ηρήκατ άστ ασηλόγ ω μι κρήςπυκν ότ ητ ας , δ υσκολε ύον τ αςέ τ σιτ η με τ αφορά, τ ηναποθήκε υσηκαιτ ην κάλ υψητ ωναναγ κώνσεε ν έ ργε ι α. Τοκόστ οςε πί σηςαυτ ήςτ ηςε νέ ργ ε ι αςπαραμέ νε ι σχ ε τ ι κάυψηλό, ανκαιτ οπρόβλημαστ αδ ι ακάεξ αλε ί φε τ αιμετ ησυνε χ ήάν οδοτ ων τ ι μώντ ωνπαραγ ωγ ώνπε τ ρε λαί ου. - 75 - 3.4.2 ΜΕΘΟΔΟΙΠΑΡΑΓΩΓΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥΑΠΟ ΒΙ ΟΜΑΖΑ Μέ θοδοιπαραγ ωγήςτ ουαε ρί ουυδρογ όν ουε ί ναικάποι εςε μπορι κέ ςκαικάποι ε ςπου ακόμαε ρε υν ώντ αι , δηλαδήε ί ν αισεστ άδ ι οπε ι ραματ ι κό. Κάποι ε ςαπότ ι ςμε θόδου ς όπουγί ν ε τ αιπροσπάθε ι αν αε ρε υν ηθούνκαινααξι οποι ηθούνγ ι αναγ ί ν ουνεμπορι κέ ς ε ί ν αιαυτ έ ς που χρησι μοποι ούν ως πρώτ η ύλη τ η βι ομάζ α, μέ ροςτ ης οποί ας αποτ ελ ούντ αε ν ε ργε ι ακάφυτ ά. Μπορούμενατ ι ςκατ ατ άξουμεσεδ ύοκατ ηγ ορί ε ς αν άλογ αμετ ι ςδι ε ργ ασί ε ςστ ι ςοποί ε ςβασί ζ ον τ αι: Στ ι ςθε ρμοχημι κέ ςμε θόδ ους , και Στι ςβι οχ ημι κέ ςήβι ολογ ι κέ ςμε θόδ ους . 1. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥΜΕΘΕΡΜΟΧΗΜΙ ΚΕΣΜΕΘΟΔΟΥΣ Ότ αναναφε ρόμαστ εστ ι ςθε ρμοχ ημι κέ ςμε θόδ ουςμε τ ατ ροπήςτ ηςβι ομάζ αςε ν νοούμε κατ άκύρι ολ όγοτ ηνπυρόλυση(καύση) καιτ ηναε ρι οποί ηση. Απότ ι ςπαραπάν ω ε κε ί ν ηπουμε τ ατ ρέ πε ιτ ηβι ομάζ ασεαέ ρι απροϊ όν τ αε ί ναιηαε ρι οποί ηση. Αυτ ή παράγ ε ιέ να μί γμα με βασι κά συστ ατ ι κά: H2, CO, CO2 , CH4 καιN2 (ε άν πραγ ματ οποι ε ί τ αιμεαέ ρα). Απότ ααέ ρι ααυτ άμπορε ίν απαραχ θε ίθε ρμι κήκαι ηλ ε κτ ρι κήε ν έ ργε ι ακαθώςκαιαέ ρι οκαύσι μοόπωςτ ουδρογ όν ο. Σχήμα6: Απλοποι ημέ νηαπε ι κόνι σηαερι οποί ησηςdowndraft, γι ατην παραγ ωγήυδρογ όν ουαπότ ηνηλ ύκαθαρι σμούλ υμάτων . - 76 - Τοσύστ ημαουσι αστ ι κάαποτ ε λε ί τ αιαπόέ ν αναε ρι οποι ητ ήdowndraft, έ νανpacked– bed scrubber, έ ναδοχ ε ί οφι λ τ ραρί σματ ος ,έ ν αναε ροσυμπληρωματ ι κόανε μι στ ήρακαι έ νακαυστ ήρα. Τοσύστ ημααυτ όέχ ε ι4 ζ ών ε ςαν τ ί δρασης , οιοποί ε ςε ί ν αι :ξ ήραν ση, πυρόλυση,ζ ών ε ςοξε ί δωσηςκαιμε ί ωσης . Οκύρι οςστ όχ οςπουακολ ουθε ί τ αισεαυτ ή τ ηνε ργ ασί αε ί ν αιν αε ρε υν ηθ ε ίηδυν ατ ότ ητ απαραγ ωγ ήςυδρογ όνουαπότ ηνηλύ καθ αρι σμούλυμάτ ωνμετ ηντ ε χ νι κήαερι οποί ησηςdowndraft. Επομέ νως , συνήχ θητ ο συμπέ ρασμα ότ ιι κανοποι ητ ι κό ποσό υδρογ όν ου θα μπορούσε να παραχ θε ί χρησι μοποι ώντ αςωςμι απηγήαναν ε ώσι μηςβι ομάζ ας , όπωςοιξ ηροίκαιundigested σβόλοιηλύοςκαθ αρι σμούλυμάτ ωνμετ ηναε ρι οποί ησηdowndraft. Τοαέ ρι οπροϊ όν πουπαράγε τ αιαποτ ε λε ί τ αικυρί ωςαπόH2, CO, CO2, CH4 καιN2 μεμέ γι στ ημέ ση ακαθάρι στ ηθε ρμαν τ ι κήαξ ί α4MJ/m3 . Γύρωστ α10-11% (V/V) αυτ ούτ ουαε ρί ου υδρογ όνου θα μπορούσε ν αχ ρησι μοποι ηθε ίστ ι ς κυψέ λε ς καυσί μου. Η ηλ ύς καθ αρι σμού λυμάτ ων μπορε ίν α θε ωρηθε ίως ε ναλλ ακτ ι κή αν αν ε ώσι μη πηγή ε νέ ργ ε ι αςαπότ ααπολι θωμέ ν ακαύσι μακαιηπε ρι βαλλ οντ ι κήρύπανσημπορε ίνα με ι ωθε ίμε ρι κώς . 2. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥΜΕΒΙ ΟΛΟΓΙ ΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ Η βι ολογ ι κήπαραγωγ ήτ ουυδ ρογόν ουήτ ανγν ωστ ή κατ άτ ηνδι άρκε ι αε ν όςαι ώνα. Τοχ αμηλόε νε ργ ε ι ακόπε ρι ε χόμε νοτ ηςηλι ακήςακτ ι νοβολί αςυπαγορε ύε ιότ ιοι φωτ οσυν θε τ ι κέ ςδ ι αδ ι κασί ε ςλε ι τ ουργ ούνσευψηλέ ςμε τ ατ ροπέ ςαποδ οτ ι κότ ητ αςκαι τ οποθε τ ε ίαυστ ηρούςπε ρι ορι σμούςστ αοι κον ομι κάτ ωνφωτ οβι οαντ ι δ ραστ ήρων. Η με τ ατ ροπήαποδ οτ ι κότ ητ αςγ ι ατ ηνάμε σηβι οφωτ όλυσηε ί ναικάτ ω από1% καιγ ι α τ ην έ μμε ση βι οφωτ όλυση παραμέ νε ιν α αποδε ι χτ ε ί . Ηζ ύμωση χ ωρί ςφως τ ης βι ομάζ ας ή τ ων αποβλ ήτ ων παρουσι άζ ε τ αιως μι αε ναλλ ακτ ι κή μέ θοδ οτ ης βι ολογ ι κήςπαραγ ωγήςυδρογ όν ουηοποί αέ χ ε ιμε λε τ ηθε ίε λάχ ι στ α. Σεαυτ ήντ ην πε ρί πτ ωσηο κρί σι μοςπαράγ ον τ αςε ί ν αιτ οποσό τ ουυδ ρογόν ουπουμπορε ίνα παραχ θε ίαν άγ ραμμομόρι οτ ου υποστ ρώματ ος . Οιγν ωστ έ ς δι αβάσε ι ς καιτ α πε ι ραματ ι κάστ οι χ ε ί αδ εί χ ν ουνότ ιτ οπολύ2-3 mol τ ουυδρογ όν ουμπορούννα ληφθούναπότ αυποστ ρώματ αόπωςηγ λυκόζ η. Η ΔΙ ΑΔΙ ΚΑΣΙ ΑΤΗΣΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗΣ Η βι ομάζ αε ί ν αιδε υτ ε ρογε ν ήςηλι ακήε ν έ ργε ι α. Ηηλι ακήε νέ ργ ε ι αμε τ ασχ ηματ ί ζ ε τ αι απότ αφυτ άμέ σωτ ηςφωτ οσύν θε σης . Οιβασι κέ ςπρώτ ε ςύλε ςπουχρησι μοποι ούντ αι ε ί ν αιτ ονε ρόκαιοάν θρακαςπουε ί ναιάφθ οναστ ηφύση. Η φωτ οσυν θε τ ι κήδι αδι κασί αγ ί ν ε τ αιστ ουςχ λωροπλ άστ ε ςτ ωνπράσι ν ωνμε ρώντ ων φυτ ών . Ηδ ι αδ ι κασί ακαθώςκαιοιβι οχ ημι κέ ςαν τ ι δράσε ι ςε ί ν αιπολ ύπλοκε ς , αλλά τ ε λι κάμπορούνναπαραστ αθούνμετ ηγ ε νι κήε ξί σωση: CO2 + H2O + 8hv (φώς ) CH2O + O2 Ηφωτ οσύν θε σηαρχ ί ζ ε ιμετ ηναπορρόφησητ ωνφωτ ον ί ωνστ ουςχ λωροπλάστ ε ςπου δρουνσαν“κε ραί ε ς ”συλλογ ήςτ ηςε ν έ ργε ι ας . Ηφωτ οσυν θε τ ι κάε ν ε ργήακτ ι ν οβολί α αποτ ελ ε ίπε ρί που τ ο 43% τ ης ολι κής ηλ ι ακής ακτ ι ν οβολ ί ας . Ένα μέ ρος τ ης ακτ ι ν οβολί αςαν ακλάτ αι , κυρί ως τ ο πράσι νο, έν α μέ ροςαπορροφάτ αιαπό μη φωτ οσυν θε τ ι κόι στ όκαιέ ναμέ ροςφθάνε ιστ οέ δ αφοςσανδι άχ υτ ηακτ ι νοβολί α.Στ ην καλ ύτ ε ρηπε ρί πτ ωσηοιαπώλ ε ι ε ςαυτ έ ςε ί ν αιτ ουλάχ ι στ ον20%. Απότ ησυνολ ι κή - 77 - ηλ ι ακήε νέ ργ ε ι ααπομέ νε ιτ οπολύ34%, γ ι ατ ηφωτ οσυν θε τ ι κήδι αδι κασί α. Όμωςτ α φωτ όν ι απουαπορροφούν τ αι ,χ ρησι μοποι ούντ αιε νε ργ ε ι ακάμόν οκατ άέ ν αμέ ροςκαι η μέ γ ι στ η δυν ατ ήθ ε ωρητ ι κή φωτ οσυν θε τ ι κή απόδοση ε ί ν αι 9,8%. Δι άφοροι μηχ αν ι σμοί που μπορούμε ν α παράγουμε υδρογ όνο από τ ην φωτ οσύνθ ε ση μι κροφυκών : ΆΜΕΣΗΒΙ ΟΦΩΤΟΛΥΣΗ Στ ηνάμε σηβι οφωτ όλυσηηφωτ οσυνθε τ ι κήσυσκε υήσυλλαμβάν ε ιτ οφώςκαιη αν ακτ ημέ ν ηε ν έ ργ ε ι αχ ρησι μοποι ε ί τ αιγ ι ανασυνδέ σε ιτ οδι αχωρι σμόύδ ατ οςμετ ην παραγ ωγ ήχ αμηλούδυν αμι κούε νόςreductant, οοποί οςμπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίγ ι α ναμε ι ώσε ιτ ηνυδρογ έ ν ε σητ ουε ν ζ ύμου. Άμεσηβι οφωτόλυση Αυτ ήε ί ναιμι α πολ ύε λκυστ ι κή δ ι αδι κασί α δε δ ομέ ν ου ότ ιη ηλι ακή ε ν έ ργ ε ι α χρησι μοποι ε ί τ αιγ ι αναμε τ ατ ρέ ψε ιτ ον ε ρόστ οοξ υγ όνοκαιστ ουδρογ όνο: 2H2O 2H 2 + O2 . Αυτ ήηαντ ί δρασηήτ ανηπρώτ ηπουαποδ ε ί χτ ηκε , ωστ όσομι ατ έ τ οι α αν τ ί δρασηστ απράσι ναάλγ ηε ί χ επροτ αθε ίνωρί τ ερα. Με ρι κάφυσι κάπράσι ν αάλ γη κατ έ χουν αν τ ι στ ρέ ψι μη υδρογ έ νε ση καιθ α μπορούσε σε γ ε νι κέ ςγ ραμμέ ς να χρησι μοποι ηθ ε ίσαν άμε ση βι οφωτ όλυση. Στ ηνπραγ ματ ι κότ ητ α, μι αε νε ργ ε ι ακή με τ ατ ροπήτ ουφωτ ον ί ουέ χ ε ιαποδ οτ ι κότ ητ απε ρί που22% τ ηςορατ ήςlight ε ν έ ργε ι ας στ ουδ ρογόν οαπό τ ηνδι αδι κασί ατ ηςάμε σηςβι οφωτ όλυσης , αν τ ί στ οι χ ασεμι α ηλ ι ακήμε τ ατ ροπήηαποδοτ ι κότ ητ αε ί ναιπε ρί που10%. Αυτ όέ χ ε ιαποδε ι χτ ε ίσε ζ ωντ αν ούςοργ ανι σμούς(πράσι ναμι κροάλ γη) σεε ργ αστ ηρι ακάπε ι ράματ ακάτ ωαπό low-light ε ν τ άσε ι ςκαισεπολ ύχ αμηλέ ςπι έ σε ι ςτ ουοξ υγόν ου. Εν ώτ αυτ όχ ρονη παραγ ωγ ήυδρογ όν ουκαιοξ υγόν ουέχ ε ιαποδ ε ι χ τ ε ίότ ιγ ί ν ε τ εμόν οκάτ ωαπόπολύ υψηλή θ έ ρμανση αδραν ούς αε ρί ου, τ ο οποί ο οδηγε ίόμως σε πολύ χαμηλέ ς συγ κε ντ ρώσε ι ςυδρογ όν ου( καιοξ υγ όνου). - 78 - Ηδ ι αδ ι κασί ατ ηςάμε σηςβι οφωτ όλυσηςπρέ πε ικατ ’αν άγκηνναλε ι τ ουργε ίσε με ρι κή πί ε ση πλησί ον μι ας ατ μόσφαι ρας τ ου οξυγ όν ου. Κατ ά συν έ πει α, η ε υαι σθησί ατ ουοξυγ όν ουγι ατ ηνυδ ρογε ν ε τ ι κήεν ζ υμι κήαντ ί δ ρασηκαιημε ι ωμέ νη παραγ ωγ ι κότ ητ απαραμέ ν ε ιτ οβασι κόπρόβλημα. Έγι ν ανκάποι ε ςπροσε γ γ ί σε ι ςγ ι α τ ηνυπε ρνί κησηαυτ ούτ ουπροβλήματ ος , αλλάδε νήτ ανπρακτ ι κέ ς . Επομέ νως , οι άμε σε ςβι οφωτ ολ υτ ι κέ ςδι αδι κασί ε ςε ί ναιπολύε πι ζ ήμι ε ςοι κονομι κά. ΈΜΜΕΣΗΒΙ ΟΦΩΤΟΛΥΣΗ Στ ηνέ μμε ση βι οφωτ όλ υση τ α προβλήματ ατ ηςε υαι σθησί αςτ ου οξ υγ όνουστ ην ε ξε λι σσόμε νηδι αδι κασί αυδρογ όνουπαρακάμπτ ε τ αιμετ ον αχ ωρί σε ιχ ρονι κάκαι χωρι κάτ ηνε ξ έ λι ξητ ουοξ υγ όνουκαιτ ουυδρογ όν ου. Έμμεσηβι οφωτόλυση Κατ άσυν έ πε ι αοιδι αδ ι κασί ε ςτ ηςέ μμε σηςβι οφωτ όλυσηςπε ρι λαμβάν ουντ οχ ωρι σμό τ ωναν τ ι δράσε ωνπαραγ ωγήςH2 καιΟ2 σεχωρι στ άστ άδι α,πουσυν δέ οντ αιμέ σωτ ης στ αθε ροποί ησης /ε ξέ λ ι ξ ηςτ ουCO2 . Μι αε πε ξ ε ργ ασί ααυτ ήςτ ηςέ ν ν οι αςπε ρι λαμβάν ε ιτ έ σσε ραβήματ α: Παραγ ωγ ήβι ομάζ αςστ ι ςαν οι κτ έ ςλί μν ε ςμε10% ηλ ι ακήαποδ οτ ι κότ ητ α. Συγκέ ν τ ρωσητ ηςβι ομάζ αςαπότ ι ςλ ί μν ες . Αν αε ρόβι αζ ύμωσηχωρί ςφώςστ ηνοποί απαράγ ον τ αι 4 H2/γλ υκόζ ηπουε ί ναι αποθ ηκε υμέ ναστ αφυκώδηκύτ τ αρακαι2 οξ ι κάάλατ α. Έν ανφωτ οβι οαντ ι δ ραστ ήραστ ονοποί οτ αφυκώδ ηκύτ τ αραθαμε τ έ τ ρε παντ α δύοοξ ι κάάλατ ασε8 μόρι αH2 . Οιέ μμε σε ςβι οφωτ ολυτ ι κέ ςδ ι αδι κασί ε ςε ί ναιακόμασεε ν ν οι ολ ογι κόστ άδ ι ο,δ ι ότ ιοι πε ρι σσότ ε ρεςε ί ναιπολύδαπανηρέ ς , κοστ ί ζ ουναρκε τ άοιαντ ι δ ραστ ήρε ς , κάποι ε ς - 79 - δι αδ ι κασί ε ςχ ρε ι άζ ον τ αιμε γάλη αποδ οτ ι κότ ητ ακλπ. Πρόσφατ α, μι α δ ι αδι κασί α παραγ ωγ ήςH2 αν αφέ ρθηκεμεβάσητ απράσι ν αάλγη, ηοποί αέχ ε ιαποβάλε ιτ ο στ άδι οτ ηςζ ύμωσηςχ ωρί ςφώςκαιχ ρησι μοποι ε ίτ οθε ί ο, παρά τ οάζ ωτ ο, σαν θρε πτ ι κήουσί α. Σε αυτ ήν τ ην πε ρί πτ ωση, καμί α επαγ ωγ ήτ ης βι οσύν θε σης υδ ατ αν θράκων δε ν σημε ι ώθηκε , ανκαιη ε ξ έ λι ξητ ου Ο2, όπωςσυμβαί νε ιγ ι ατ ονπε ρι ορι σμότ ου αζ ώτ ου, με ι ώθηκεπολύ. Εντ ούτ οι ς , ανκαιαρχ ι κά υποστ ηρί χτ ηκεότ ιαυτ όήτ αν έ μμε σηβι οφωτ ολυτ ι κήδι αδ ι κασί α, αυτ όε ί ναιπραγ ματ ι κάμι αάμε σηβι οφωτ ολυτ ι κή δι αδ ι κασί α. Συμπέ ρασμα, οιέμμεσε ςβι οφωτ ολυτ ι κέ ςδ ι αδ ι κασί ε ςε ί ν αιοι κονομι κά αμφι σβητ ήσι με ςκαιπαραμέ ν ουνακόμησεπε ι ραματ ι κόε πί πε δο. ΔΙΑΔΙ ΚΑΣΙ Α ΖΥΜΩΣΗΣΜΕΦΩΣ Ταφωτ οσυν θε τ ι κάβακτ ηρί δ ι αέ χουνμε λε τ ηθε ίαπόκαι ρόγ ι ατ ίέ χουντ ηνι κανότ ητ α ναπαράγ ουντ ουδρογ όνομέ σωτ ηςδράσηςτ ουςστ οσύστ ημανι τ ρογ έ ν ε σης(σχήμα). Δι αδι κασί αζ ύμωσηςμεφώς Υπολογ ι σμοίτ ηςαποδοτ ι κότ ητ αςτ ηςμε τ ατ ροπήςτ ηςlight ε ν έ ργ ε ι αςστ ουδ ρογόν ο παρουσι άζ ε ισυχν άτ ι μέ ςμεπροσέ γγ ι ση100%, αλ λάαυτ έ ςοιε κτ ι μήσε ι ςαγ νοούν γε ν ι κά τ οε νε ργ ε ι ακόπε ρι ε χ όμε ν οτ ουοργαν ι κούυποστ ρώματ ος . Οιπραγ ματ ι κέ ς φωτ οσυν θε τ ι κέ ςαποδοτ ι κότ ητ ε ςε ί ν αιπολ ύχαμηλ ότ ε ρε ςαπότ ι ςι δανι κέ ς . Παράτ ι ςαναφορέ ςγ ι ατ ηναπόδοσητ ηςπαραγωγ ήςυδρογ όνου, μετ ηνουσι αστ ι κά στ οι χ ε ι ομε τ ρι κή με τ ατ ροπή τ ων υποστ ρωμάτ ων υδρογ όνου, υπάρχουν δ ι άφορα με ι ονε κτ ήματ ασεαυτ όντ οντ ύποσυστ ήματ ος: - 80 - ηχ ρήσητ ουε νζ ύμουνι τ ρογ έ ν εσης μετ ηνέ μφυτ ηυψηλήε ν ε ργ ε ι ακήαπαί τ ηση τ ου, ηχ αμηλήηλι ακήμε τ ατ ροπήαποδοτ ι κότ ητ αςκαι η απαί τ ηση γι ατ ην ε πι με λ ημέ νη αναε ρόβι α κάλυψη φωτ οβι οαν τ ι δραστ ήρων με γ άλωνπε ρι οχ ών . Τε λι κά ηπαραγ ωγ ή, τ αποσοστ άκαιηαποδ οτ ι κότ ητ ατ ουυδρογ όν ου απόαυτ ούς τ ουςφωτ οβι οαν τ ι δραστ ήρε ς , όπωςκαιόλατ αάλλ ασυστ ήματ αμεάμεσηαν άμε ι ξη τ ης φωτ οσύν θε σης γ ι ατ ην παραγ ωγ ή H2, ε ί ν αιε φι κτ ό να γ ί νε ιοι κον ομι κά. Δε δομέ νουότ ιτ αοργ ανι κάυποστ ρώματ αε ί ναιητ ε λε υτ αί απηγήυδρογ όν ουστ ι ς φωτ οζ υμωτ ι κέ ςήέ μμε σε ςβι οφωτ ολυτ ι κέ ςδ ι αδ ι κασί ε ς , μπορείν αυποστ ηρι χ τ ε ίότ ι πρέ πε ινα εί ν αιαπλ ούστ ε ρα καιπε ρι σσότ ε ρο αποδ οτ ι κά γ ι αν αε ξ αγάγ ουν τ ο υδρογ όνοαπό τ έ τ οι α υποστ ρώματ απου χ ρησι μοποι ούνμι αδι αδι κασί αζ ύμωσης χωρί ςφώς . ΔΙΑΔΙ ΚΑΣΙ Α ΖΥΜΩΣΗΣΧΩΡΙ ΣΦΩΣ Οιζ υμωτ ι κέ ςδι αδι κασί ε ςμπορούνναχ ρησι μοποι ήσουνκάθεε ί δοςβι ομάζ αςόπως καιδι άφορα ρε ύματ α αποβλήτ ων. Αυτ ήηδ ι αδ ι κασί αμαςε ν δι αφέ ρε ι , αλλά στ ο με γ αλύτ ε ρομέ ροςτ ηςε ί ναιανε ξ ε ρε ύνητ ηγ ι ατ ηβι ολογι κήπαραγ ωγ ήυδρογ όνου. Δι αδι κασί αζ ύμωσηςχ ωρί ςφώς - 81 - Ηπαραγ ωγήH2 μέ σωτ ηςδι αδ ι κασί αςτ ηςζ ύμωσηςε ί ν αιμι ααναε ρόβι αδι αδ ι κασί α που πραγ ματ οποι ε ί τ αιχ ωρί ς φώς καιπαρουσι άζ ε ιομοι ότ ητ ες με τ ηγ νωστ ή δι αδι κασί ααν αε ρόβι αςχώνε υσης . Τομε γαλύτ ε ρομέ ροςτ ηςμι κροβι ακήςπαραγωγ ής H2 γ ί ν ε τ αιαπότ οναν αε ρόβι ομε τ αβολ ι σμότ ουpyruvate, πουδι αμορφών ε τ αικατ ά τ η δι άρκε ι α catabolism τ ων δι άφορων υποστ ρωμάτ ων . Η δι ακοπή pyruvate κατ αλ ύε τ αιαπόέ ν ααπότ αδύοε ν ζ υμι κάσυστ ήματ α: 1) Pyruvate, formate lyase (μυρμηκι κούάλ ατ ος) (PFL) 2) Pyruvate, ferredoxin (>avodoxin) oxidor eductase (PFOR) Κατ άσυν έ πε ι αστ αδ υοαυτ άβι ολογ ι κάσυστ ήματ α, τ οpyruvate πουπαράγ ε τ αιαπό glycolysis τ οοποί οχ ρησι μοποι ε ί τ αι(ε λ λε ί ψηοξ υγ όνου), γ ι αν απαράγε ιπροϊ όντ α ακε τ υλι κού CoA ε ί τ εμυρμηκι κού άλατ ος(PFL) ε ί τ εμε ι ωμέ νου ferredoxin (Fd κόκκι ν ο), απότ αοποί αμπορούμεν απαράγ ουμευδρογ όν ο. Ταε ντ ε ρι κάβακτ ηρί δ ι α παράγ ουντ ουδ ρογόν οαπότ ομυρμηκι κόάλ αςκαιοιακρι βήςαναε ρόβι οιοργ ανι σμοί αν τ λούντ ουδ ρογόν οαπόFd κόκκι ν ο. Οιγε ν ι κέ ςπαραγωγ έ ςυδρογ όν ουαπό αυτ ούς τ ουςμε τ αβολι σμούςε ί ναισχ ε τ ι κάχ αμηλέ ς , 1-2 παραγ όμε ν αμόρι αH2 αναμόρι ο pyruvate. Το σημαντ ι κότ ε ρο ζ ήτ ημα ε ί ναιη δ υνατ ότ ητ α πραγ ματ οποί ησηςμι ας ζ υμωτ ι κήςαντ ί δ ρασηςχωρί ςφωςπουπαράγε ικοντ άστ α12 μόρι αΗ2 , τ αοποί α αποθ ηκε ύον τ αιμέ σασεκάθεμόρι οτ ηςγ λυκόζ ηςηοποί αμε τ αβολί ζ ε τ αι . Απόμι α θε ρμοδ υναμι κήπροοπτ ι κή, τ αε υνοϊ κότ ε ραπροϊ όν τ ααπότ ηδ ι ακοπήε ν όςμορί ουτ ης γλ υκόζ ηςε ί ν αιδ υομόρι ατ ωνοξι κώναλάτ ωνκαιτ έ σσε ραμόρι αH2. Εν τ ούτ οι ς , σεγ ε νι κέ ςγ ραμμέ ς καιί σωςσε μι α μελ λον τ ι κή πρακτ ι κή, αυτ ήη προσέ γ γ ι σηε μφαν ί ζ ε τ αιηκαλ ύτ ε ρηγ ι αναυπε ρν ι κηθ ούνοιπρακτ ι κοίπερι ορι σμοί σεόλε ςτ ι ςφωτ οβι ολογ ι κέ ςδι αδ ι κασί ε ςτ ωνμι κροαλγ ώνγ ι ατ ηνπαραγ ωγή Η2 και γι ατ ηνάμε ση καιέ μμε ση βι οφωτ όλ υση. Γε νι κότ ε ρα, μι ατ έ τ οι α προσέ γγ ι σηθα μπορούσε ε πί σηςν αε πε κτ ε ί ν ε τ αιστ ι ςπροαι ρε τ ι κέ ς βακτ ηρι ακέ ςζ υμώσε ι ςτ ων υποστ ρωμάτ ωντ ωναποβλήτ ων ,γ ι αν αε πι τ ρέ ψε ιτ ηνυψηλήπε ρι ε κτ ι κότ ητ ακαιτ ην παραγ ωγ ήβι οϋδρογ όνου. Η προβληματ ι κήφύσητ ωνφωτ οβι ολογ ι κώναν τ ι δράσε ων γι ατ ην παραγ ωγ ή υδρογ όν ου καιη δ υνατ ότ ητ ατ ων ζ υμωτ ι κών δ ι αδ ι κασι ών αν αγν ωρί στ ηκανπρόσφατ α. Εν τ ούτ οι ς , τ οH2 απόμόν οτ ουέ χε ιμε γάληε μπορι κή σημασί α Μπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίως πρώτ η ύλη σε ποι κί λε ς βι ομηχ ανι κέ ς ε φαρμογ έ ςκαθώςε πί σηςκαιωςπηγ ήκαθαρήςε νέ ργ ε ι αςγι ατ ακύτ τ αρακαυσί μων. 3. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙ Ο-ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΜΕ ΒΙ ΟΛΟΓΙ ΚΟΥΣ ΑΝΤΙ ΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣΚΛΙ ΝΗΣ Τουδ ρογόν οε ί ναιέ ναςκαθαρός , ανακυκλώσι μοςμε τ αφορέ ας , καιην έ ααποδοτ ι κή ε νέ ργ ε ι α. Η δυν ατ ότ ητ ατ ουυδρογ όν ουν απαρέ χ ε ιηλε κτ ρι κήε ν έ ργε ι αμέ σω τ ων - 82 - κυψε λώνκαυσί μουτ οκατ ατ άσσε ιστ ηνπολλ άυποσχόμε ν ηε ν έ ργ ε ι ατ ουμέ λλον τ ος . Αυτ ήτ ηστ ι γ μή, τ ουδρογ όνοε ί ναιαέ ρι οπουπαράγ ε τ αικυρί ωςαπότ ααπολι θωμέ να καύσι μα, αλλά, απαι τ ε ί τ αιακόμα να βρε θούν ε ν αλ λακτ ι κέ ς μέ θ οδοιγ ι ατ ην παραγ ωγ ήτ ου, χωρί ςυψηλ ό κόστ οςκαιπε ρι βαλ λοντ ι κέ ςε πι πτ ώσε ι ς . Παραγ ωγή υδρογ όνουμέ σω βι ολογ ι κώνμέ σωνε μφανί ζ ε τ αιν αε ί ναιμι αε φι κτ ήε ν αλ λακτ ι κή λύση. Με λέ τ ε ςέ χ ουνστ ραφε ίστ ηφωτ όλυσητ ουύδατ οςμεχ ρησι μοποί ησητ ωνάλγ ωνκαι τ ου κυαν οβακτ ηρί ου γι αν α παράγ ε ιτ ο υδρογ όν ο, ε ν ώέ ρε υν ε ςστ ηζ υμωτ ι κή παραγ ωγ ήυδ ρογόν ουαπόοργ ανι κέ ςε ν ώσε ι ςμετ ααν αε ρόβι αβακτ ήρι αήτ ανσχ ε τ ι κά σπάνι ε ς . Αυτ έ ςέ χ ουντ οπλ ε ονέ κτ ηματ ωνυψηλ ώνποσοστ ώνπαραγ ωγ ήςυδ ρογόν ου καιτ ης ι κανότ ητ αςνα με τ ατ ρέ ψε ιτ α οργ αν ι κά απόβλητ α στ ο πε ρι βάλλ ον ως πολύτ ι μουςεν ε ργ ε ι ακούςπόρους . Η αποτ ε λε σματ ι κήπαραγ ωγ ήυδ ρογ όνουαπόσακχαρόζ ηπραγ ματ οποι ε ί τ αιμετ ην χρήση βι ολογ ι κών αν τ ι δραστ ήρων στ ε ρε άς κλί νης που συσκε υάζ ον τ αιμε τ ον ε πε κτ αθ ε ί ςάργι λο(EC) καιμετ ονε νε ργ οποι ημέ ν οάν θρακα(AC), όπουτ οβέ λτ ι στ ο ποσοστ όπαραγωγ ήςυδ ρογόν ου(uH2 ) ε ί ν αι0,42 (HRT = 2 h) και1,32 l/h/l (HRT =1 h) γ ι ατ ουςαν τ ι δραστ ήρε ς(EC) και(AC) αν τ ί στ οι χ α. Ο αν τ ι δραστ ήρας(AC) φαί ν ε τ αινα ε ί ναιη καλύτ ε ρη επι λογ ήτ ων δύο, γι ατ ην συνε χ ήζ ύμωση τ ου υδρογ όνου, δε δ ομέ ν ουότ ιέχ ε ιτ ηνυψηλ ότ ε ρηπαραγωγ ήβι ομάζαςκαιπαρουσι άζ ε ι πε ρι σσότ ε ρη στ αθε ρότ ητ α ότ αν χρησι μοποι ε ί τ αισε χ αμηλό υδραυλι κό χρόν ο δι ατ ήρησης (HRTS ). Ότ αν οιαντ ι δ ραστ ήρε ςχ ρησι μοποι ήθηκαν σε έ να HRT χαμηλ ότ ε ροαπότ ι ςβέ λ τ ι στ ε ςτ ι μέ ςτ ους , εμφάνι σεφτ ωχ ήπαραγ ωγήυδ ρογ όν ου. . Σχ ήμα7: Πε ρι γ ραφήπαραγ ωγήςβί ο-υδρογόν ουμεβι ολ ογι κούαντ ι δραστ ήρα στε ρε άςκλί νης 4. ΜΙ Α ΟΞΕΙ ΔΟΑΝΑΓΩΓΙ ΚΗ ΔΙ ΑΔΙ ΚΑΣΙ Α ΓΙ Α ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥΑΠΟΔΑΣΙ ΚΗΒΙ ΟΜΑΖΑ Τουδρογ όν ομπορε ίν απροκύψε ιαπόαέ ρι ακαύσι μαβι ομάζ αςχ ρησι μοποι ών τ αςμι α μέ θοδ ο κυκλι κής με ί ωσης καιοξε ί δωσης (οξ ε ι δοαναγ ωγ ι κή) τ ων οξ ε ι δί ων τ ου σι δήρου. Η παραγωγ ήτ ου υδρογ όνου που χ ρησι μοποι ε ίτ ην οξ ε ι δοαναγ ωγ ι κή δι αδ ι κασί αέ χ ε ιδι αμορφωθ ε ί . Αυτ έ ςοιμε λέ τ ε ςέ δ ε ι ξ ανότ ιηαποδοτ ι κότ ητ ατ ης - 83 - παραγ ωγ ήςτ ου υδρογ όν ου ε ξ αρτ άτ αισημαντ ι κά από τ η σύνθε ση τ ων αε ρί ων καυσί μωντ ου ε ξαε ρωτ ή καιτ ι ςθε ρμοχ ημι κέ ςι δ ι ότ ητ ε ςτ ων οξ ε ι δοαναγ ωγ ι κών υλι κών. Έν αε ργαστ ηρι ακόοξ ε ι δ οαναγ ωγι κόσύστ ημααναπτ ύχ θηκεγ ι αν απαρέ χε ι τ α πε ι ραματ ι κά στ οι χ ε ί α. Οιθε ρμοδ υναμι κοίπε ρι ορι σμοίτ ηςοξ ε ι δ οαναγ ωγι κής δι αδ ι κασί αςπε ρι ορί ζ ουντ ημέ γ ι στ ηαποδ οτ ι κότ ητ α. Η οξ ε ι δοαναγ ωγ ι κήδ ι αδ ι κασί α τ ουυδρογ όνουε ί ν αισημαντ ι κάλι γ ότ ε ροαποδ οτ ι κήκαιπε ρι σσότ ε ροδαπαν ηρήαπό τ ησυμβατ ι κήτ ε χ νολ ογί ατ ουυδρογ όν ου. Σήμε ρα, τ ομε γαλύτ ε ρομέ ροςτ ουυδ ρογόν ουπουπαράγ ε τ αιε ί ν αιαπόαπολι θωμέ να καύσι μακαιχ ρησι μοποι ε ί τ αιπρώτ ι στ αγ ι ατ ι ςχημι κέ ςε φαρμογ έ ς . Θε ωρ εί τ αιότ ιοι με λλ οντ ι κέ ςε φαρμογ έ ςθαπε ρι λάβουντ ουδρογ όνοσανε ν ε ργ ε ι ακό με τ αφορέ α. Όπωςτ ααπολι θωμέ νακαύσι μαμε ι ώνον τ αιγ ρήγορα, ημακροπρόθε σμηι κανότ ητ α υποστ ήρι ξηςθαε ξ αρτ ηθε ίαπότ ηνπαραγ ωγ ήτ ουυδρογ όν ουαπότ ι ςαπολ ι θ ωμέ ν ε ς πηγ έ ςε ν έ ργε ι ας . Σεαυτ ήντ ηνπε ρί πτ ωση,ηβι ομάζ αχρησι μοποι ε ί τ αιωςαναν ε ώσι μη πηγ ήυδρογ οναν θράκωνγ ι ατ ονανε φοδ ι ασμότ ουαέ ρι ουκαύσι μου. Η οξ ε ι δοαναγ ωγ ι κήτ ε χ νολ ογί α, αναπτ ύχ θηκεστ ατ έ λη τ ου19ουκαιστ ι ςαρχέ ςτ ου 20ούαι ών α, γ ι ατ ηνπαραγ ωγ ήτ ουυδρογ όνουκαιτ ουαζ ώτ ουαπότ ονάνθρακα. Η τ ε χν ολογ ί αβασί στ ηκεστ ηνκυκλι κήμε ί ωσηκαιτ ηνοξε ί δωσητ ωνοξε ι δί ωνσι δήρου. Στ ο πρώτ ο στ άδι ο, τ ο με τ αλλ ι κό οξε ί δι ο με ι ώθηκε χ ρησι μοποι ών τ αςτ ο αέ ρι ο καύσι μο(σχ ήμα8). Τουλι κόξαν αοξ ε ι δώθηκεέ πε ι τ ασεέ ν αδε ύτ εροστ άδ ι ομέ σω τ ουατ μού(γ ι ατ ηνπαραγωγήυδρογ όν ου) ε ί τ ε μέ σω τ ουαέ ρα(γι ατ ηνπαραγ ωγή αζ ώτ ου). Σχ ήμα8: Δι άγ ραμμαοξ ε ι δοαν αγ ωγι κήςδι αδι κασί αςγι απαραγ ωγ ήυδρογόν ου Η ανάπτ υξ ητ ηςοξ ε ι δοαναγ ωγ ι κήςτ ε χ νολ ογί αςε γκατ αλε ί φθηκετ ε λι κά όπωςκαι άλ λε ςτ ε χν ολογ ί ε ςόπωςηπροσρόφησητ ηςπί ε σηςτ αλάν τ ωσης(PSA) εν ώάρχ ι σενα ε ξουσι άζ ε ιοκρυογ όνοςδι αχωρι σμός . Τα τ ε λε υτ αί α χ ρόν ι α υπάρχ ε ι με γ άλο ε ν δι αφέ ρον γ ι α τ ην αν άπτ υξη τ ης οξε ι δοαν αγ ωγ ι κήςδι αδ ι κασί ας . Οιβασι κέ ςαπαι τ ήσε ι ςγι ατ ηνε μπορι κήε πι τ υχ ί α ε ί ν αιη υψηλή αποδ οτ ι κότ ητ α καιοιχαμηλ ές δαπάνε ς . Κατ ά προτ ί μηση η αποδ οτ ι κότ ητ αν αε ί ναιμε γ αλ ύτ ε ρηήί σημετ ηναποδ οτ ι κότ ητ απουλ αμβάν ε τ αιαπό τ ι ςπρότ υπε ςτ ε χ ν ολογ ί ε ςυδ ρογόν ουόπωςηPSA. - 84 - 3.4 ΟΙΕΝΕΡΓΕΙ ΕΣΤΗΣΘΑΛΑΣΣΑΣ Ηθάλασσα,πουε ί ν αιμι ααπότ ι ςαν ε ξάντ λητ ε ςπηγέ ςε ν έ ργ ε ι ας , παρέ χ ε ιτ ρε ι ςτ ομε ί ς ε νε ργ ε ι ακήςε κμε τ άλλε υσης : Τηθε ρμι κήε ν έ ργ ει ατ ωνωκε ανών Τηνε νέ ργ ε ι ατ ωνκυμάτ ων Τηνε νέ ργ ε ι ατ ωνπαλι ρροι ών 3.4.1 ΘΕΡΜΙ ΚΗΕΝΕΡΓΕΙ ΑΤΩΝΩΚΕΑΝΩΝ Η ωκεάν ι αθε ρμι κήε νε ργ ε ι ακήμε τ ατ ροπήχ ρησι μοποι ε ίτ ηνηλι ακήε νέ ργ ε ι απου αποθ ηκε ύε τ αιστ ην ε πι φάν ε ι ατ ων υδάτ ων τ ων τ ροπι κών ωκε αν ών καιε ί ν αι βασι σμέ νη στ ην αρχ ή ότ ιη ε νέ ργ ε ι α μπορε ίν αε ξαχ θε ίμε τ η σύν δε ση δυο υδραγωγε ί ων , δι αφορε τ ι κώνθε ρμοκρασι ών. Η ακτ ι νοβολ ί αθε ρμαί ν ε ιτ ον ε ρόσε πολλέ ςπε ρι οχέ ςτ ωνωκε ανώνσεβάθοςαπό50 έ ως100 μέ τ ραδ ί ν οντ αςθ ε ρμοκρασί α 270 0C έ ως3000C, αλλ άακόμηκαισεβάθ ος1000 μέ τ ραοισε ι ρέ ςθ ερμοκρασί ας ε ί ν αιαπό300C έ ως600C. Κατ άσυν έ πε ι αμι αχαρακτ ηρι στ ι κήδι αφοράθ ερμοκρασί ας 2940C έ ως3000C ε ί ν αιδ ι αθέ σι με ς24 ώρε ςαν άημέ ρα, και365 μέ ρε ςτ οχ ρόνογ ι α τ ηνηλε κτ ρι κήπαραγ ωγ ή. Επι πλέ ονσεκάποι ακατ άλληλα μέ ρηθε ωρε ί τ αιμι αι δαν ι κήμέθ οδοςπαραγωγ ής ηλ ε κτ ρι κήςε ν έ ργε ι αςπροκε ι μέ ν ουν αε φοδι αστ ούνοιαπομον ωμέ νε ςακτ έ ςκαιτ α μακρι νάνησι άπου δ εσυνδ έ οντ αιμεέ ναμεγ άληςκλί μακαςπλ έ γμα ηλε κτ ρι κής ε νέ ργ ε ι αςμέ σω υποβρυχ ί ου καλ ωδί ου. Σε μέ ρη όπου τ έ τ οι α άμε ση με τ άδ οση ηλ ε κτ ρι κής ε νέ ργ ε ι ας δε νε ί ναι δυν ατ ή, η ηλ ε κτ ρι κή ε ν έ ργ ε ι α μπορε ί να ε κμε τ αλλε υθ ε ίαπό έ ν αε ργοστ άσι ο που παράγε ιχ ημι κέ ς ουσί ε ς καικαύσι μα, παραδε ί γ ματ οςχ άρι ν υδρογ όν ο μεηλε κτ ρόλυση. Επομέ νωςαν τ ι προσωπε ύε ιμι α ι δ αν ι κή τ ε χ ν ολογί α γι ατ ηνπαραγ ωγ ή υδρογ όν ου. Αν καιέ χ ουν γ ί ν ε ικάποι ε ς - 85 - σημαν τ ι κέ ς προσπάθε ι ε ς σχε τ ι κά με τ ην αν άπτ υξ ητ ε χ νολ ογι ών τ ης ωκε άνι ας θε ρμι κήςε ν έ ργε ι αςήκαιακόμηε νε ξ ε λί ξ ε ι( στ ι ςΗ.Π.Α. καιτ ηνΙ απωνί α), εμπορι κέ ς ε γκατ αστ άσε ι ς δε ν υπάρχ ουν ακόμα. Όσον αφορά τ η δι ε ί σδυση στ ην αγορά, θε ωρε ί τ αιπλέ ονπι θαν όότ ιοιε πί γε ι ε ςε γκατ αστ άσε ι ςακτ ώνθαέ χ ουνμι αι κανότ ητ α που θα κυμαί νε τ αι στ η χ αμηλότ ε ρη πε ρί πτ ωση πε ρί που στ α 15 MW. Μακροπρόθε σμα, η παραγ ωγ ή υδρογ όν ου (και τ ης με θανόλης ) γ ι α καύσι μα με τ αφορώνμπορούνν α αποδ ε ι χ θούνοι κονομι κά ε φι κτ έ ςκαιθα μπορούσαννα αυξ ήσουναυτ ήτ ηνι κανότ ητ α. 3.4.2 Η ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΤΩΝΚΥΜΑΤΩΝ Η παραγ ωγ ήε νέ ργ ε ι αςαπότ ακύματ απουδ ημι ουργούν τ αιαπότ ηνε πί δ ρασητ ου αν έ μου στ ην ε πι φάν ε ι ατ ης θ άλ ασσας , έ χε ισαν κύρι ο πρόβλημα τ ην ε ύρε ση κατ άλλ ηλ ου μηχ ανι σμούγι αν αγ ί νε ικατ ορθωτ ήηε κμε τ άλ λε υσητ ηςε ν έ ργε ι ας αυτ ής . Οιμηχ αν ι σμοίπουχ ρησι μοποι ήθηκανμέ χ ρισήμε ραε ί χανμι κρήπαραγ όμε ν ηι σχ ύ. Αυτ οίπουπροτ άθηκανή πουχ ρησι μοποι ήθηκανμπορούνν αχ ωρι στ ούνσεδ ύο κατ ηγ ορί ε ς : Στ ουςμηχ ανι σμούςπουλε ι τ ουργούνκάτ ωαπότ ηνε πι φάνε ι ατ ηςθάλασσαςκαι σεαυτ ούςπουλε ι τ ουργ ούνστ ηνε πι φάν ε ι ατ ηςθάλ ασσας . Οισπουδαι ότ ε ροιμηχ ανι σμοίπου λε ι τ ουργ ούν κάτ ω από τ ην ε πι φάν ε ι ατ ης θάλασσαςε ί ν αι: μηχ αν ι σμόςDam – attol και ΟΑγ γ λι κόςΜηχ αν ι σμός Ηθ ε ωρητ ι κήεν ε ργ ε ι ακήδ υνατ ότ ητ ατ ωνκυμάτ ωνγ ύρωαπότ ι ςακτ έ ςτ ωνωκε ανών υπολογ ί ζ ε τ αιότ ιε ί ναιπε ρι σσότ ε ρηαπό2 TW. Αυτ όςοτ ύποςε νέ ργ ε ι αςε ξ αρτ άτ αι πάρα πολύ από τ ον αέ ρα καιε πομέ νωςε ί ν αιμι αι δι αί τ ε ρα κυμαι ν όμε νη πηγή ε νέ ργ ε ι ας . Ανκαιοιι σχ υρότ ε ροιάν ε μοιε μφανί ζ ον τ αισυν ήθωςτ οχε ι μώνακαι ε πομέ ν ωςσυ μπί πτ ουνμετ ηνυψηλότ ε ρηε ν ε ργ ε ι ακήζ ήτ ηση, πουε ί ναιτ ονχε ι μώνα, γι αν αε ξ ι σωθούν οιδι αφορέ ςτ ηςζ ήτ ησηςπρέ πεινα παραχ θε ίέ ν α σύστ ημα αποθ ήκε υσης . Ηε κμε τ άλλε υση τ ηςΒόρε ι αςΘάλασσαςωςπηγή ε ν έ ργ ε ι αςγ ι ατ ην παραγ ωγή υδρογ όνουφαί νε τ αιναε ί ν αιτ ε χν ι κάαλλάκαιε μπορι κάε φι κτ ή. Οιδι άφορε ςτ ε χ νι κέ ς έ νν οι εςγ ι ατ ηχ ρησι μοποί ησητ ηςδ ύναμηςκυμάτ ωνυπάρχ ουν . Με ρι κέ ςαπόαυτ έ ς ε ί ν αι : αν υψωτ ι κέ ςσυσκε υέ ςε πι πλε όν τ ωνσωμάτ ων , συσκε υέ ςρί ψηςπουακολουθ ούν τ απε ρι γ ράμματ ατ ωνκυμάτ ων , ε ύκαμπτ ε ςσυσκευέ ς(αν ύψωσηςκαιρί ψηςμεμι α ε σωκλε ι όμε νητ αλαν τ ε υόμε ν ηυδάτ ι νηστ ήληπουαντ λούντ οναέ ρα) καισυσκε υέ ς ε στ ί ασηςήσυσκε υέ ςκύματ ος . - 86 - 3.4.3 ΠΑΡΑΓΩΓΗΩΚΕΑΝΙ ΟΥΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Οιπε ρι σσότ ε ρε ςυπάρχ ουσε ςκαιπι θανέ ςδ ι αστ ημι κέ ςε γκατ αστ άσε ι ςπροώθησης βρί σκοντ αιδ ί πλ α στ ους ωκε αν ούς . Αυτ οίοιωκε ανοίμπορούν να παρέ χ ουν αμφότ ε ροιτ ηναπαραί τ ητ ηε νέ ργ ε ι ακαιτ ουλι κόγ ι ατ ηνπαραγωγ ήυδρογ όν ου. Ένα σύστ ημαέχ ε ισχ ε δι αστ ε ίγι αναπαράγ ε ιτ ουδρογ όν οκαιτ οοξ υγ όνοαπότ ονωκε αν ό δί πλαστ οδ ι αστ ημι κόκέν τ ροτ ουKennedy. Τασυστ ήματ ααυτ άχ ρησι μοποι ούντ ην ε νέ ργ ε ι ατ ωνκυμάτ ωντ ουωκε αν ούωςπηγ ήε νέ ργ ε ι αςγ ι ατ ηνηλε κτ ρόλυση. Η παραγ ωγ ήτ ουυδρογ όν ουκαιτ ουοξυγ όν ουε κτ ελ ε ί τ αιστ ηνακτ ήκαιδ ι οχ ε τ ε ύε τ αιμε σωλήν ε ςάμεσα στ η δυν ατ ότ ητ αέ ναρξης . Κατ ά συν έ πε ι α, τ οδ ι πλ ό κόστ οςτ ης με τ αφοράς , καιο έ μφυτ οςκί ν δυν οςπου συν δέ ε τ αιμε τ ηνχε ρσαί α με τ αφορά, αποβάλλον τ αιουσι αστ ι κά. Τοε νε ργ ε ι ακόκόστ οςτ ουυδρογ όνουκαιτ ουοξ υγόν ου με ι ών ετ αιαπό τ ηνάμε ση με τ ατ ροπή τ ηςε ν έ ργε ι αςτ ουωκε αν ού σεηλ ε κτ ρι κή ε νέ ργ ε ι αγ ι ατ ηνδι αδι κασί αηλ ε κτ ρόλυσης . Στ οπαρακάτ ω σχ ήμαπαρουσι άζ ε τ αιέ ναδι άγραμμαφραγ μώνπουσυνδ υάζ ε ιτ ο σύστ ημαOSWEC μετ ηνδι αδι κασί ατ ηςηλε κτ ρόλυσηςγι ατ ηνπαραγ ωγ ήυδ ρογόν ου χαμηλ ότ ε ρου κόστ ους . Το σύστ ημα OSWEC με τ ατ ρέ πε ιτ ην ε νέ ργ ε ι α τ ου φουσκωμέ νου (παλί ρροι α) ωκε αν ού στ ην χ ρήσι μη ηλε κτ ρι κή ε νέ ργ ε ι α, η οποί α δι αν έ με τ αιστ ι ςδι άφορε ςδ ι αδι κασί ε ςγ εν ι κήςπαραγ ωγ ήςυδ ρογόν ου. Αυτ ότ οσχ ήμα ε πε ξηγ ε ίε πί σηςτ ηνπροστ ι θέ με ν ηχρησι μοποί ησητ ουθ αλάσσι ουνε ρού, δ εδ ομέ ν ου ότ ι άλλ ε ς χρήσι με ςχ ημι κέ ς ουσί ε ς μπορού νν α αποκτ ηθούν από αυτ ό. Τα σημαν τ ι κότ ε ραστ οι χ ε ί απουμπορούνν αεξ αχ θούνγ ι ατ ηνε μπορι κήχ ρήσηε ί ν αι : χλ ώρι ο,ν άτ ρι ο,μαγ νήσι ο,θε ί ο,ασβέ στ ι ο,κάλ ι ο,άν θρακαςκαιβρώμι ο. Μπλόκδι άγραμμασυνδι ασμούOSWEC – ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗΣγ ι απαραγωγ ή υδρογ όνου. - 87 - Ο στ όχ οςτ ηςέ ρε υναςυδ ρογόν ουε ί ν αιν αμε ι ώσε ιτ ε λι κάτ οκόστ οςπαραγ ωγ ήςτ ου, τ ο οποί ογι ατ ηνδι αδ ι κασί ατ ηςηλε κτ ρόλ υσηςε ί ναιτ ο κόστ οςτ ηςηλε κτ ρι κής ε νέ ργ ε ι αςπουκατ αν αλ ώνε τ αι . Το σύστ ημα OSWEC παρέ χ ε ιπραγματ ι κά ποσά, ι κανοποι ητ ι κά μη ρυπαντ ι κής ηλ ε κτ ρι κήςε νέ ργ ε ι αςτ ων ωκε αν ών , όπου αυτ έ ς οιε ν έ ργε ι ε ςε ί ν αισημαντ ι κά φθηνότ ε ρε ςαπόκάθ επυρην ι κήήβασι σμέ ν ηστ ολ άδ ι , ηλε κτ ρι κήε ν έ ργ ε ι α. Μετ ην χρησι μοποί ησητ ηςφτ ηνήςε ν έ ργ ε ι αςαπότ οσύστ ημαOSWEC γι ατ ηνηλε κτ ρόλυση τ ου νε ρού, τ ο κόστ οςτ ου παραγ όμε ν ου υδρογ όν ου θ αε ί ν αιε πί σηςσημαντ ι κά με ι ωμέ ν ο. Τοδι αστ ημι κόκέ ντ ροτ ουKennedy μετ οωκε άν ι ουδρογ όν οπουέχ ε ι ουσι αστ ι κάανάγ κηκαθι στ ούνι δαν ι κότ ονσυνδ υασμόεν όςτ έ τ οι ουσυστ ήματ ος . Τε λι κάηχ ρησι μοποί ησητ ουσυστ ήματ οςOSWEC μετ ηνηλε κτ ρόλυσητ ουύδ ατ ος γι αν αδ ημι ουργηθε ίτ ουδ ρογόν οκαιτ οοξ υγ όνοε ί ν αιοι κονομι κάε φι κτ ήκαιε ί ναιη μέ θοδ οςχαμηλότ ε ρουκι νδ ύνουτ ωνπαρεχ ώμε νων καυσί μωνγ ι ατ αμε λ λοντ ι κά οχήματ α. 3.5 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΤΩΝΑΝΑΝΕΩΣΙ ΜΩΝΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙ ΑΣ Πι οκον τ άστ ησυμβατ ι κήοι κονομι κήβι ωσι μότ ητ αε ί ν αιπροςτ οπαρόνηε ν έ ργ ε ι α πουμπορε ίν απαραχθ είαπότ ον ε ρόκαιηαι ολι κήε ν έ ργ ε ι α. Ο αρι θμόςμε θόδων με τ ατ ροπήςβι ομαζ ώνε ί ν αιαρκε τ όςαλλάαποδοτ ι κά μι κρόςέ τ σιώστ ενακατ ευθ ύνε ι τ ηνοι κον ομι κή βι ωσι μότ ητ α καιτ οσυν υπολογ ι σμό τ ωνέ μμε σωνοι κον ομι κών κοστ ών γ ι α να τ ι ς κατ αστ ήσε ιαποδε κτ έ ς . Αυτ όι σχ ύε ιγ ι ατ ι ςε γ κατ αστ άσε ι ς βι οαε ρί ων, ι δ ι αί τ ε ρα ως μι α κοι ν οτ ι κή κλ ί μακα καιως τ μήμα τ ων γ ε ν ι κών δι οι κητ ι κώνσχ ε δί ωντ ωναποβλήτ ων . Τασχ έ δ ι ααε ρι οποί ησηςπουακολουθούν τ αιγ ι ατ ουδρογ όνοήτ ηνυγ ρήπαραγ ωγή βι ολογ ι κών καυσί μων γ ί νον τ αι επί σης πραγματ ι κότ ητ αε ξ αρτ ώμε ν α από τ ην αξ ι ολόγ ησηπουτ ακαθι στ άβι ώσι μαστ αε ν ε ργε ι ακάσυστ ήματ α. Χωρί ςε κτ ι μήσε ι ς τ ωνέμμεσωνοι κον ομι κώναποτ ε λε σμάτ ων ,τ έ τ οι ασχ έ δι αδε νε ί ν αιαυτ ήτ ηπε ρί οδο βι ώσι μα, όπωςκατ αδε ι κν ύοντ αιαπότ ι ςπροσπάθε ι ε ςν απαραχθ ούντ ααε ρι ώδηκαι υγράκαύσι μααπότ ι ςσυγ κομι δέ ςάν θρακακαιζ άχ αρης . Ολόκληροςοτ ομέ αςτ ης βι οε ν έ ργε ι αςχρε ι άζ ε τ αιμι αρι ζ ι κήαν αδ όμησηεάνοισύγ χρον ε ςτ άσε ι ςε κτ ι μήσουν τ ηνυψηλ ήποι ότ ητ ατ ροφί μωνκαισυνε χ ί σουννατ ι ςδι αδί δουνστ ι ςπε ρι οχ έ ςπου ε ί ν αιόχ ιαυτ ήτ ηπε ρί οδ οε ν δι αφε ρόμε ν ε ς . Γι ατ ηνηλι ακήηλε κτ ρι κήεν έ ργ ε ι αηκατ άστ ασηε ί ναιδ ι αφορε τ ι κή, δ ε δομέ ν ουότ ιοι τ ρέ χουσε ςδ απάν ε ςε ί ναιπάραπολύυψηλέ ςακόμηκαιμετ ηγ ε νν αι όδ ωρηε κτ ί μηση τ ωνέ μμε σωνδαπανών. Εν τ ούτ οι ς , ητ ε χ ν ι κήανάπτ υξ ηε ί ναιγρήγ ορησεαυτ ότ ο τ ομέ ακαιοιλύσε ι ςπουε ί ν αιυπόαν άπτ υξημπορούνν αφέ ρουνε λκυστ ι κέ ςλύσε ι ς μέ σαστ ηνε πόμε νηδε καε τ ί α. Επι πλέ ονυπάρχε ιέ ν απλήθοςν έ ωντ ε χ νι κώνγ ι ατ ην ηλ ι ακήε νέ ργ ε ι απουθαμπορούσεν αδι αδραματ ί σε ιέ ν αναποφασι στ ι κόρόλοστ ο μέ λλ ον. Προπάν τ ων μι α προσέ γγ ι ση τ ου κύ κλου τ ης ζ ωής στ ην οι κονομι κή αξ ι ολόγ ησηθ ακάνε ιαποδ οτ ι κήκαιε λ κυστ ι κότ ε ρητ ηνχ ρήσητ ηςε ν έ ργε ι αςκαιαυτ ό θαβε λ τ ι ώσε ιγ ε νι κάτ ουςόρουςγ ι αόλ ουςτ ουςτ ύπουςαναν ε ώσι μηςε ν έ ργ ε ι ας . - 88 - ΚΕΦΑΛΑΙ Ο4 4.1 ΕΙ ΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙ ΣΚΥΨΕΛΕΣΚΑΥΣΙ ΜΟΥ Οικυψέ λ ε ςκαυσί μουμπορούνν αχαρακτ ηρι στ ούνωςκέ ν τ ραε ν όςσυστ ήματ οςτ ο οποί οχ ρησι μοποι ε ίτ ουδ ρογόν οωςκαύσι μο.Εί ν αιαυτ έ ςοιοποί ε ςαναλαμβάν ουντ η με τ ατ ροπήτ ουκαυσί μουσεχρήσι μηηλε κτ ρι κήε νέ ργ ε ι α. Η έ ν ν οι ατ ηςκατ άλ υσης παί ζ ε ιπολ ύσημαντ ι κόρόλοστ ηλε ι τ ουργ ί αμι αςκυψέ λ ηςκαυσί μουκαιηέ ρε υναγ ι α τ ηβε λ τ ί ωσητ ωναποδόσε ωντ ηςγ ί νε τ αικυρί ωςσεαυτ όντ οντ ομέ α, τ ομέ αςε ξ ορι σμούμε λε τ ώμε ν οςστ ηνκλί μακατ ουν αν ομέ τ ρου. Η κυψέ λ ηκαυσί μουαποτ ε λε ίέ ν αμηχ αν ι σμόγι ατ ηνηλε κτ ροχ ημι κήμε τ ατ ροπήτ ης ε νέ ργ ε ι ας με τ ατ ρέ πον τ ας τ ο υδ ρογόν ο καιτ ο οξυγ όν ο σε ν ε ρό, παράγον τ ας τ αυτ όχρον α μετ η δι αδ ι κασί α αυτ ή, ηλε κτ ρι σμό καιθε ρμότ ητ α. Ο ηλε κτ ρι σμός παράγ ε τ αιμετ ημορφήσυνε χ ούςρε ύματ ος . Οικυψέ λε ςκαυσί μουαποτ ε λ ούντ αιαπόδυοηλε κτ ρόδι α(τ ηνάνοδ οκαιτ ηνκάθ οδο), τ αοποί αδ ι αχ ωρί ζ οντ αιαπόέ ν ανηλε κτ ρολ ύτ η. Οηλε κτ ρολύτ ηςε ί ν αιαπόπολυμε ρέ ς ήάλλουλ ι κό, τ οοποί οε πι τ ρέ πε ιτ ηνδι έ λε υσηι όν τ ων , αλλ άόχ ιτ ηδι έ λε υσητ ων ηλ ε κτ ρονί ων . Ένακαύσι μοπουπε ρι έ χ ε ιυδ ρογόν ο(π.χ . φυσι κόαέ ρι ο) ε ι σάγε τ αιαπό τ ηνπλ ευράτ ηςανόδ ου, όπουτ αηλε κτ ρόν ι ατ ουυδρογ όν ουε λε υθε ρών ον τ αικαι κι ν ούν τ αισε έ ν αε ξωτ ε ρι κό κύκλωμα δ ί δοντ ας ηλε κτ ρι κό ρε ύμα. Τα θε τ ι κά φορτ ι σμέ ναι όν τ αυδρογ όν ουδ ι απε ρν ούντ ονηλ ε κτ ρολύτ ηκαιφτ άν ουνστ ηνκάθοδο, όπουε ν ών οντ αιμετ αε λε ύθ ε ραηλε κτ ρόν ι ακαιτ οοξ υγόν ο,παράγ οντ αςν ε ρό. Γι ανα ε πι τ αχ υν θε ί η δι αδι κασί ατ ου ι ον ι σμού τ ου υδρογ όνου χ ρησι μοποι ε ί τ αιέ νας κατ αλύτ ηςυψηλήςαγωγ ι μότ ητ αςστ αηλε κτ ρόδι α(π.χ . πλ ατ ί ν α). Ότ αντ οκαύσι μο πουχρησι μοποι ε ί τ αιε ί ναικαθ αρόυδ ρογ όνο,τ αμόν απαράγ ωγ ατ ηςδ ι ε ργασί αςαυτ ής ε ί ν αιηλε κτ ρι κόρε ύμα, καθαρόν ε ρόκαιθε ρμότ ητ α. Οιδ ι άφοροιτ ύποικυψε λώνκαυσί μουχαρακτ ηρί ζ οντ αιαπότ ονηλε κτ ρολύτ ηπου χρησι μοποι ούνκαιε ί ν αι : PAFC – Φωσφορι κόοξ ύ PEMFC – Με μβράνηαντ αλλ αγ ήςπρωτ ον ί ων MCFC – Τηγμέ νααν θρακι κάάλατ α SOFC – Στ ε ρε άοξε ί δι α DMFC – Με θ ανό λη Τοε πι θυμητ όκαύσι μοε ί ναικαθαρόυδρογ όν ο, πουμπορε ίόμωςν απαραχθ είκαιαπό κάποι οάλλοκαύσι μο, φορέ αυδ ρογ όνου, με τ άαπόκατ άλληληε πε ξε ργ ασί α. Τέ τ οι οι φορε ί ςε ί ν αιη αμμων ί α, τ ο φυσι κό αέ ρι ο, παράγ ωγα τ ου πε τ ρε λ αί ου, τ ο υγ ρό προπάν ι ο καιη βι ομάζ α. Καθαρό υδ ρογόν ο μπορε ίε πί σηςνα παραχθ ε ίμετ ην ηλ ε κτ ρόλυσηνε ρού, ηοποί αότ ανε πι τ υγ χάν ε τ αιμεαν ανε ώσι με ςπηγέ ςε ν έ ργε ι ας όπωςηλ ι ακή, αι ολι κήκαιγ ε ωθε ρμί α.Αυτ ήτ ηστ ι γμήτ οκατ αλληλότ ε ροκαύσι μογ ι α τ ι ςκυψέ λε ςκαυσί μουε ί ν αιτ οφυσι κόαέ ρι ο. - 89 - 4.2 ΑΡΧΗ ΛΕΙ ΤΟΥΡΓΙ ΑΣΚΥΨΕΛΗΣΚΑΥΣΙ ΜΟΥ Οικυψέ λ ε ςκαυσί μουμπορούννατ αξ ι νομηθούνβάσητ ουτ ύπουτ ουηλ ε κτ ρολύτ η τ ον οποί οχ ρησι μοποι ούν. Το πι ογ νωστ όε ί δ ος ε ί ν αιη κυψέ λη καυσί μου με με μβράν ηαν τ αλλαγ ήςπρωτ ονί ου( PEM ). Μί ακυψέ ληκαυσί μουPEM αποτ ε λε ί τ αιε νσυν τ ομί ααπότ αε ξήςκύρι αμέ ρη: Δύοηλ ε κτ ρόδι α, τ αοποί αδ ι αχ ωρί ζ οντ αιαπόμί αμε μβράνη,ηοποί αέ χε ιτ ορόλοτ ου ηλ ε κτ ρολύτ η. Με τ αξ ύαυτ ήςτ ηςπολυμε ρι σμέ ν ηςμε μβράν ηςκαιτ ωνηλε κτ ροδ ί ων υπάρχ ε ιέ ν αστ ρώμακατ αλύτ η. Αργ ότ ε ραθαμε λε τ ήσουμετ αμέ ρημι αςκυψέ λης αν αλυτ ι κότ ε ρα. Συνοπτ ι κά, ηδι αδι κασί απαραγωγ ήςηλε κτ ρι σμούπε ρι γ ράφε τ αιαπό τ απαρακάτ ωε πι μέ ρουςστ άδι α. Τουδ ρογόν οτ ροφοδοτ ε ίτ ηνάνοδ οτ ηςκυψέ λης ,τ οαρν ητ ι κόηλε κτ ρόδ ι ο, τ οοποί ο ε ρχόμε νοσεε παφή μετ ονκατ αλύτ η δι αχωρί ζ ε τ αισεθε τ ι κά φορτ ι σμέ ν αι όν τ α υδρογ όνουκαιηλ ε κτ ρόνι α.Ηάνοδ οςκαιοκατ αλ ύτ ηςε ί ν αιτ έ τ οι αςκατ ασκε υήςώστ ε ηδ ι άχ υσητ ωνατ όμωντ ουυδρογ όν ουναγ ί ν ε τ αιμεομογ ε ν ήτ ρόπο. Ταηλε κτ ρόν ι α τ αοποί ααπε λε υθ ε ρωθήκανμε τ αφέ ροντ αιμέ σωε ξωτ ε ρι κούηλε κτ ρι κούκυκλώματ ος προςτ ηνάν οδοδημι ουργ ώντ αςηλε κτ ρι σμόαφούημε μβράν ηαποτ ρέ πε ιτ ηδ ι έ λ ε υση τ ουςμέ σω αυτ ής . Γι ααυτ ότ ολ όγω άν οδοςκαικατ αλύτ ηςδι αλ έ γον τ αιαγώγ ι μα υλι κά. Τα θε τ ι κά φορτ ι σμέ να ι όντ ατ ου υδρογ όν ου (στ ην ουσί α αν αφε ρόμαστ ε σε με μονωμέ ναπρωτ όνι α) δι απε ρν ούντ ημε μβράν ηκαιε νών οντ αιμετ οοξυγ όν ουτ ο οποί οτ ροφοδ οτ ε ίτ ηνκάθ οδο,τ οθε τ ι κάφορτ ι σμέν οηλε κτ ρόδι ο,καιπαράγ ε τ αινε ρό. Όπωςκαιπρι ν , τ ηνομογε ν ήδ ι άχ υσητ ουοξ υγ όνουστ ονκατ αλύτ ηε ξ ασφαλί ζ ε ιη κατ ασκε υή τ ου ηλ εκτ ροδί ου. Ο κατ αλύτ ης αναλαμβάν ε ιτ ην ε πι τ άχ υν ση τ ης δημι ουργ ί αςτ ουνε ρούαπότ ασυστ ατ ι κάτ ου. - 90 - Στ οσχ ηματ ι σμότ ουν ε ρούσυμμε τ έ χ ουνε κτ όςτ ωνμορί ωντ ουοξ υγόν ουκαιτ ων ι όν τ ωντ ουυδ ρογόν ου, τ αηλε κτ ρόν ι ατ αοποί αδ ι οχ ε τ ε ύτ ηκανμέ σωτ ουε ξ ωτ ε ρι κού ηλ ε κτ ρι κούκυκλ ώματ οςστ ηνκάθοδ ο,στ ηναρχ ήτ ηςδι αδι κασί ας . Ταδύοστ ρώματ α(στ ηρι ζ όμε ν ου) κατ αλύτ ηχ ρησι με ύουνστ ηναύξησητ ηςτ αχ ύτ ητ ας τ ωναντ ι δ ράσε ωνδι άσπασηςτ ουμορί ουτ ουυδρογ όνουκαιτ ηςέ νωσηςυδ ρογόν ου οξυγ όν ουγι ατ ηδημι ουργ ί αν ε ρού,στ ηνάνοδ οκαιστ ηνκάθοδοαντ ί στ οι χα.Συν ήθως αποτ ελ ε ί τ αιαπόέ ν απολύλε πτ όστ ρώμαλε υκόχ ρυσου( Pt ) πάνω σεε πι φάν ε ι α άν θρακα. Τοστ ρώμααυ τ όε ί ν αικαιτ ομέ ροςτ ουκατ αλύτ ητ οοποί οβρί σκε τ αισε ε παφήμετ ημε μβράν η. Οκατ αλύτ ηςε ί ν αιτ ραχ ύςκαιπορώδηςώστ εν αμε γ ι στ οποι ε ί ηε κτ εθ ε ι μέ ν ηε πι φάνε ι ατ ου. Οιχ ημι κέ ςαντ ι δράσε ι ςοιοποί ε ςχ αρακτ ηρί ζ ουντ απαραπάνωβήματ α, συνοψί ζ οντ αι παρακάτ ω. Στ ηνάν οδο Στ ηνκάθοδ ο Ολι κήαν τ ί δραση Οιπαραπάν ω αντ ι δ ράσε ι ςσεμί ααπλήκυψέ ληκαυσί μουπαράγε ιπε ρί πουστ α0,7 Volts . Προκε ι μέ ν ουναπαραχ θούνμε γ αλύτ ε ρε ς(καιπρακτ ι κάαξι οποι ήσι με ς )τ άσε ι ς , χρησι μοποι ούντ αιπε ρι σσότ ε ρε ςκυψέ λ ε ςσεσε ι ρ ά( fuel cell stack ). 4.3 ΤΥΠΟΙΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥ 4.3.1. ΚΥΨΕΛΗ ΚΑΥΣΙ ΜΟΥΦΩΣΦΟΡΙ ΚΟΥΟΞΕΟΣ(PAFC) Οικυψέ λε ςφωσφορι κούοξ έ ος( phosphoric - acid fuel cells , PAFC ) ε ί ν αιοι πε ρι σσότ ε ρο ε μπορι κά δι αδε δομέ νε ς . Η απόδοση ε νός τ έ τ οι ου συστ ήματ ος κυμαί νε τ αισεαρκε τ άυψηλάε πί πε δα. Οιθε ρμοκρασί ε ςλ ει τ ου ργί αςτ ουβρί σκον τ αιστ ηνπε ρι οχ ήτ ων150 με200 °C. Σε χαμηλ ότ ε ρε ςθε ρμοκρασί ε ςτ οφωσφορι κόοξύγ ί ν ε τ αικακόςι ον τ ι κόςαγωγ όςκαιτ ο μον οξε ί δι οτ ου άνθ ρακα CO τ ο οποί ο σχ ηματ ί ζ ε τ αι πάνω στ ον κατ αλύτ η δηλητ ηρι άζ ε ιτ ηνάνοδ ορί χ ν οντ αςπάραπολύτ ηναπόδοση. Ωστ όσοτ αε πί πε δα αν οχ ήςτ ηςσυγ κέν τ ρωσηςτ ουCO ε ί ν αιτ έ τ οι αώστ εναε πι τ ρέπε ιπε ρι σσότ ε ραε ί δη καυσί μωνγ ι ατ ητ ροφοδότ ησητ ου.Στ ηνπε ρί πτ ωσητ ηςσυμβατ ι κήςβε νζ ί ν ηςωστ όσο πρέ πε ινα απομακρυν θούν τ α σουλφί δι α. Τα μει ον ε κτ ήματ ατ ων PA κυψε λών καυσί μου, ε ί ναιτ ο με γ άλο μέ γ ε θος και βάρος , ο ακρι βός κατ αλύτ ης όπου χρησι μοποι ε ί τ αι(λε υκόχρυσος )ε ν ώτ ορε ύματ οοποί οπαράγ ε τ αιε ί ναιχ αμηλόκαιη ι σχ ύςσυγ κρί σι μημεαυτ ήάλ λωντ ύπωνκυψε λώνκαυσί μου. Οιηλε κτ ροχ ημι κέ ς αν τ ι δράσε ι ςπου χ αρακτ ηρί ζ ουν αυτ όντ οντ ύπο ε ί ν αιί δι ε ςμεαυτ ήςτ ηςPEM κυψέ λης . - 91 - 4.3.2 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΠΟΛΥΜΕΡΙ ΣΜΕΝΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ(PEM) Αυτ έ ςοικυψέ λ ε ς(κυψέ λε ςκαυσί μου αντ αλλαγ ήςπρωτ ονί ων , proton exchange membrane fuel cells , PEM ) λε ι τ ουργ ούνσεσχ ε τ ι κάχ αμηλέ ςθ ε ρμοκρασί ε ςκαι παράγ ουνι σχ ύαρκε τ ήγ ι ατ ηνε φαρμογ ήτ ουςγ ι ατ ηνι καν οποί ησηκαθημε ρι νών ε νε ργ ε ι ακώναν αγ κών , όπωςαυτ ήγ ι ατ ηνκί ν ησηε ν όςοχήματ ος . Σεαυ τ όβοηθάη ι καν ότ ητ ατ ουςναπροσαρμόζ οντ αισεγ ρήγορε ςαυξ ομε ι ώσε ι ςστ ηναπαί τ ησηι σχ ύος . Ηι σχ ύςπουπαράγ ε ιμι ατ έ τ οι ακυψέ ληκυμαί ν ε τ αιμε τ αξ ύτ ων50 και250 kW . Ο συγ κε κρι μέ ν οςτ ύποςκυψέ ληςε ί ν αιαρκετ άε υαί σθητ οςσεμηκαθ αράκαύσι μα. Η έ ρε υν α πάν ω στ ι ς κυψέ λ ε ς καυσί μο υ όσων αφορά ε φαρμογ έ ςτ ους στ ην τ ροφοδότ ησηοχημάτ ωναυτ ήτ ηστ ι γ μήεί ν αιε πι κε ν τ ρωμέν ηκυρί ωςσεαυτ όντ ον τ ύπο. 4.3.3 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΤΗΓΜΕΝΟΥΑΝΘΡΑΚΑ(MCFC) Αυτ έ ςοικυψέ λ ε ς( molten carbonate fuel cells , MCFC ) χ ρησι μοποι ούνγι α ηλ ε κτ ρολύτ ηε νώσε ι ςτ ου άν θρακα μελί θι ο, ν άτ ρι ο καικάλι ο σευγ ρή μορφή ε μποτ ι σμέ ν ε ςσεκατ άλ ληλ ουλι κό. Ενώχαρακτ ηρί ζ ον τ αιαπόπολύυψηλάε πί πε δα απόδ οσηςοιθ ε ρμοκρασί ε ςόπουλε ι τ ουργ ούν(πε ρί που650 °C) δ ε νπροσφέ ροντ αιγ ι α καθ ημε ρι νή χ ρήση. Ωστ όσο, αυτ ή η υψηλή θε ρμοκρασί α, η οποί α απαι τ ε ί τ αι προκε ι μέ νουοηλε κτ ρολύτ ηςν αγί ν ε ιι ον τ ι κάαγ ώγ ι μος ,ε πι τ ρέ πε ιτ ηχ ρήσηφτ ηνών κατ αλυτ ώναφούοιχημι κοίδε σμοίκατ αστ ρέ φοντ αικαιδημι ουργ ούντ αιπολύπι ο ε ύκολασετ έ τ οι ε ςθε ρμοκρασί ε ς . Ηί δι αόμωςυψηλήθε ρμοκρασί αε υθύν ε τ αιγ ι ατ ην αυξ ημέ ν ηδι άβρωσηκαικατ αστ ροφήτ ωνμε λώντ ηςκυψέ λης . Ωςκαύσι μομπορε ίνα χρησι μοποι ηθ ε ίυδρογ όνο, μον οξ ε ί δ ι οτ ουάνθρακα, φυσι κό αέ ρι ο, προπάνι οκαι άλ λα. Ηι σχ ύςηοποί αχ αρακτ ηρί ζ ε ιαυτ όντ οντ ύποκυψέ ληςκυμαί ν ε τ αιανάλογ ατ η χρήσηαπό10 kW μέ χ ρικαι2 MW . Οιηλ ε κτ ροχημι κέςαν τ ι δράσει ςπουχ αρακτ ηρί ζ ουναυτ όντ οντ ύποκυψέ ληςε ί ναι Στ ηνάν οδο Στ ηνκάθοδ ο Ολι κήαν τ ί δραση (τ οCO2 παράγ ε τ αιστ ηνάν οδοκαικατ αν αλώνε τ αιστ ηνκάθοδο) 4.3.4 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΣΤΕΡΕΟΥΟΞΕΙ ΔΙ ΟΥ(SOFC) Ο συγκε κρι μέ νοςτ ύποςκυψε λών( solid oxide fuel cells , SOFC ), όπωςκαιο προηγ ούμε νος ,ε ν δε ί κνυτ αιγ ι ααυξημέ ν ε ςε ν εργ ε ι ακέ ςαν άγκε ς , μεαπόδ οσηστ ο60% καιπαραγ όμε ν ηι σχ ύμέ χ ρικαι100kW. Αυτ άτ ασυστ ήματ αχ ρησι μοποι ούνσυν ήθ ως ωςηλε κτ ρολ ύτ ηέ νασκληρόκε ραμι κόυλ ι κόστ ε ρε ούοξε ι δί ουζ ι ρκον ί ουκαιμι α μι κρήποσότ ητ αυτ τ ρί ου, αν τ ίγ ι αηλε κτ ρολύτ ηυγρήςμορφής , ε πι τ ρέ ποντ αςέ τ σι θε ρμοκρασί ε ςμέ χ ρικαι1000°C. - 92 - Οιηλ ε κτ ροχημι κέςαν τ ι δράσει ςπουχ αρακτ ηρί ζ ουναυτ όντ οντ ύποκυψέ ληςε ί ναι Στ ηνάνοδ ο Στ ηνκάθοδο Ολι κήαν τ ί δραση 4.3.5 ΚΥΨΕΛΗΚΑΥΣΙ ΜΟΥΜΕΘΑΝΟΛΗΣ(DMFC) Σεόλε ςτ ι ςπαραπάν ωκυψέ λε ςωςκαύσι μοχ ρησι μοποι ε ί τ αιτ ουδρογ όνο.Ωστ όσο, ο συγ κε κρι μέ ν οςτ ύποςκυψε λών( direct methanol fuel cells , DMFC ) χ ρησι μοποι ε ίως καύσι μομε θ αν όληχωρί ςν ααπαι τ ε ίτ ημε τ ατ ροπήτ ηςσευδρογ όν ο. Σεαυτ ήτ ην πε ρί πτ ωσηημε θανόλ ηε ί ν αιαυτ ήπουοξ ε ι δών ε τ αιστ ηνάν οδο. Η κατ ηγορί ααυτ ή ε ί ν αιπι οπρόσφατ ητ ωνκυψε λί δωνPEM μεαρκε τ άακόμαπροβλήματ απροςε πί λ υση όπωςημε γάληποσότ ητ ακατ αλύτ ηόπουαπαι τ ε ί τ αι . Ωστ όσο, ε άνησυγκε κρι μέ νη τ ε χν ολογ ί αε πρόκε ι τ οναχ ρησι μοποι ηθε ίστ ηθ έ σητ ωνPEM κυψέ λωνδεθ αυπήρχ ε η ανάγ κη αναζ ήτ ησηςε ναλλακτ ι κών τ ρόπων αποθήκευσηςτ ου καυσί μου όπως γί ν ε τ αιστ ηδ ε ύτ ε ρηπε ρί πτ ωσημετ ουδ ρογόν οε ν ώδ εθαήτ αναν αγκαί ακαιη αν άπτ υξηαν αμορφωτ ών . 4.4 ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥ 4.4.1 ΘΕΩΡΗΤΙ ΚΗΠΡΟΣΕΓΓΙ ΣΗ Μπορούμενασυγ κρί νουμετ ηναπόδοσημι αςκυψέ ληςκαυσί μο υκαιμι αςμηχ αν ής ε σωτ ε ρι κήςκαύσε ωςσεθε ωρητ ι κό ε πί πεδ ο. Όπωςτ ο θε ώρημα τ ου Carnot τ ης θε ρμοδ υναμι κήςμαςυποδε ι κνύε ι , υπάρχ ε ικάποι ομέ γ ι στ οόρι οστ ηναπόδοσημι ας θε ρμι κήςμηχαν ής , δ ηλ αδ ήδε νε ί ναιδ υνατ ήηολι κήμε τ ατ ροπήτ ηςθε ρμότ ητ αςσε μηχ αν ι κό έ ργ ο αλλά μέ ρος αυτ ής ε κλύε τ αιστ ο πε ρι βάλλον . Σε μί α μηχ ανή ε σωτ ε ρι κήςκαύσης , ημηχαν ήδέ χ ε τ αιθε ρμότ ητ ααπόκάποι αδε ξ αμε ν ήθε ρμότ ητ ας σευψηλήθε ρμοκρασί αT1 καιμε τ άτ ημε τ ατ ροπήε ν όςμέ ρουςτ ηςε ν έ ργ ει αςσε μηχ αν ι κόέ ργο, δ ι οχ ε τ ε ύε ιτ ουπόλοι ποτ ηςε νέ ργ ε ι αςστ οπε ρι βάλλονθ ε ρμοκρασί ας T 2 (χ αμηλότ ε ρηςτ ηςT 1). Ημέ γ ι στ ηθε ωρητ ι κήαπόδοσηδί νε τ αιαπότ οντ ύπο καιε ί ν αιτ όσομε γαλύτ ερη, όπωςφαί ν ε τ αι , όσομεγ αλύτ ε ρηε ί ν αιηδ ι αφοράαυτ ών τ ων θε ρμοκρασι ών. Ωστ όσο σε μί α κυψέ λη καυσί μου δε ν εμπλέ κε τ αικαμί α με τ ατ ροπήθε ρμότ ητ αςσεμηχαν ι κήέ ργοοπότ εκαιτ οόρι οτ ηςμέ γι στ ηςαπόδ οσης δε νπε ρι ορί ζ ε τ αιόπωςστ ηνπροηγ ούμε ν ηπε ρί πτ ωσημι αςκιέ τ σιε ί ναιδ υνατ ήη λε ι τ ουργί ατ ουςακόμακαιστ ι ςχαμηλ έςθε ρμοκρασί ε ςτ ων80°C. - 93 - 4.4.2 ΠΡΑΚΤΙ ΚΗΠΡΟΣΕΓΓΙ ΣΗ Σεμί απι οπρακτ ι κήπροσέ γ γ ι ση, ξ ε κι ν άμεε ξε τ άζ ον τ αςέ ν αηλ ε κτ ρι κάκι ν ούμε ν ο όχημα βασι σμέ ν οστ ητ ε χ νολ ογί ατ ωνκυψέ λωνκαυσί μου. Μετ ροφοδ ότ ησητ ης κυψέ ληςμεκαθαρόυδρογ όν οηαπόδ οσητ ουμπορε ίναφτ άσε ιτ ο80%. Όμωςκατ ά τ ημε τ ατ ροπήτ ηςηλε κτ ρι κήςε νέ ργ ε ι αςηοποί απαράγ ε τ αιαπόαυτ όσεμηχαν ι κή (κι ν ητ ι κήε ν έ ργε ι ακι ν ητ ήρα) ηολι κήαπόδ οσημε ι ώνε τ αι . Ανε πί σηςδ ε χτ ούμετ ο γε γ ον ός ότ ι δε ν υπάρχ ει ακόμα κάποι ος πρακτ ι κά ε κμε τ αλλε ύσι μος τ ρόπος αποθ ήκε υσηςκαθαρούυδρογ όν ουε πίτ ουοχήματ οςγ ι ατ ηνάμε σηχρήσητ ουστ ην κυψέ ληαλλάαπαι τ εί τ αιηχ ρήσηε νόςαναμορφωτ ή( reformer ) γ ι ατ ημε τ ατ ροπή συμβατ ι κώνκαυσί μωνσευδρογ όν ο, ηαπόδοσηε λατ τ ών ε τ αιακόμαπε ρι σσότ ε ρο. Κατ αλήγουμεμε τ άτ απαραπάν ωσεμι ααπόδοσητ ου25% με35%. Συγκρί ν οντ αςτ ο παραπάν ω όχ ημα μεέ να τ ο οποί ο στ ηρί ζ ε τ αιστ η συμβατ ι κή βε ν ζ ί νη. Λόγ ωέ κλυσηςμε γ άλουποσούθ ερμότ ητ αςκατ άτ ηνκαύσητ ουκαυσί μου καισεσυν δυασμό μετ ογ ε γ ονόςότ ιαρκε τ όμέ ροςτ ηςπαραγ όμε ν ηςε ν έ ργε ι ας κατ αν αλώνε τ αιαπότ ι ςδ ι άφορε ςαντ λ ί ε ςήαν εμι στ ήρε ςτ ηςμηχαν ήςηαπόδοσηε ν ός τ έ τ οι ουοχήματ οςε ί ναιαρκε τ άχ αμηλή,πε ρί που20%. Θε ωρούμετ ώραόχ ημακι ν ούμεν ομεηλε κτ ρι κήε ν έ ργ ε ι αμετ ηχ ρήσημπατ αρί ας .Η απόδ οσημι αςμπατ αρί αςε ί ν αιαρκετ άυψηλ ή, πε ρί που90%, μι αςκαιοιπε ρι σσότ ε ρε ς ε κπέ μπουνέ ναμι κρόποσοστ όθε ρμότ ητ ας . Κατ άτ ημε τ ατ ροπήτ ηςε ν έ ργε ι αςαυτ ής σεκι νητ ι κήτ ουκι ν ητ ήρακατ αλ ήγ ουμεσεμι ααπόδ οση70%. Ωστ όσο, πρέ πε ινα λάβουμευπόψημαςτ ηδ ι αδ ι κασί απί σω απότ ηνοποί ακρύβε τ αιηφόρτ ι σητ ης μπατ αρί αςόπουχρησι μοποι ούμε . Ανημέ θ οδοςφόρτ ι σηςτ ηςδεβασί ζ ε τ αισεκάποι α απότ ι ςαναν ε ώσι με ςπηγ έ ςε νέ ργ ε ι ας , όπωςη ηλι ακήή ηαι ολ ι κήη παραπάν ω απόδ οσημει ών ε τ αιστ ο40%. Εξ άλ λουγι ατ ηφόρτ ι σητ ηςμπατ αρί αςαπαι τ ε ί τ αι με τ ατ ροπήτ ουε ν αλλασσόμε ν ουρε ύματ οςπουπαράγε τ αιαπότ ηνπε ρι στ ροφήτ ου κι ν ητ ήρα σε συν ε χ έ ς , δι αδι κασί α απόδ οσης 90%. Τε λι κά, φτ άνουμε σεολι κή απόδ οσηπε ρί που25% Ανκαιτ αποσοστ άβρί σκον τ αικον τ άτ οέ ναστ οάλλο, καιάλλοιπαράγον τ ε ςπρέ πε ι ναλ ηφθ ούνυπόψηόπως , ητ αχ ύτ ητ ααν ε φοδι ασμούτ ουοχήματ ος , ηπερί οδ οςη οποί αμε σολαβε ίμε τ αξ ύδύοανε φοδ ι ασμών , ημόλ υνσηόπουπροκαλε ί τ αικ.α. 4.5 ΑΝΑΜΟΡΦΩΤΕΣ 4.5.1 ΡΟΛΟΣΑΝΑΜΟΡΦΩΤΩΝ Οικυψέ λε ςκαυσί μουβασί ζ ον τ αιστ ουδρογ όνο.Ωστ όσοοποι οδήποτ ευλι κότ οοποί ο πε ρι έ χ ε ιυδρογ όν ο μπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίωςκαύσι μο, όπωςη με θανόλη, η αι θαν όλη, τ οφυσι κόαέ ρι ο,παράγ ωγ ατ ουπε τ ρε λαί ου,υγρόπροπάνι οκτ λ.Μέ σωτ ης δι αδ ι κασί αςτ ηςαναμόρφωσης( reforming ) ε πι τ υγ χάν ε τ αιηπαραγ ωγήυδ ρογόν ου απότ αυλι κάαυτ άκαικατ άαυτ ότ οντ ρόπογί ν ε τ αιε φι κτ ήηχ ρήσητ ουσεε φαρμογ έ ς όπωςηκί ν ησηε ν όςοχήματ οςχ ωρί ςν αε ί ναιαπαραί τ ητ ηαποθήκευσητ ουαυτ ούκαθ' αυτ ού. - 94 - Οιαν αμορφωτ έ ςφαί ν ε τ αιν αε ί ναιαν αγ καί οιαφού προςτ οπαρόνδ ε νυπάρχε ι οργαν ωμέ ν ηυποδ ομήγ ι ατ ηνπαράδοσηυδρογ όν ουε ν ώ δε νυπάρχ ουνε πί σηςκαι αποτ ελ ε σματ ι κοίτ ρόποιγ ι ατ ηναποθ ήκε υσητ ουώστ εν αε πι τ ε υχθ ε ίηάμε σηχ ρήση τ ου. Η αν αμόρφωση μπορε ίνα λ άβε ιχ ώρα σεμε γ άλ η, με σαί α ή μι κρή κλί μακα. Παράδ ε ι γματ ηςπρώτ ηςε ί ν αιηπαραγ ωγ ήτ ουυδ ρογόν ουσευγ ρήμορφήύστ ε ρααπό ε πε ξε ργ ασί ατ ωνκαυσί μωνσεμε γ άλα ε ργ οστ άσι α παραγ ωγ ής . Παράδε ι γ μα τ ης δε ύτ ε ρηςαποτ ε λούνοιήδηυπάρχον τ ε ςστ αθμοίανε φοδ ι ασμού. Τέ λοςαναμόρφωση μπορε ίναγ ί ν ε ιτ οπι κάμετ ηνάμε σητ ροφοδότ ησημι αςκυψέ ληςκαυσί μουαπότ ον αν αμορφωτ ήόπωςγ ι απαράδ ε ι γ μασεέ ν αόχ ηματ οοποί οτ ροφοδ οτ ε ί τ αιαρχι κάμε συμβατ ι κήβε νζ ί ν ητ ηνοποί αμε τ ατ ρέ πε ισευδ ρογ όνοπροςχ ρήσηστ ηνκυψε λί δα καυσί μου. Υπάρχουνδ ι άφοροιμέθ οδοιαναμόρφωσηςτ ι ςοποί ε ςθα ε ξ ε τ άσουμε παρακάτ ω. 4.5.2 ΕΝΔΟΘΕΡΜΗΑΝΑΜΟΡΦΩΣΗΑΤΜΟΥ Μί α μέ θοδ οςαναμόρφωσηςε ί ναιη λε γόμε νη ε ν δόθε ρμη αν αμόρφωση ατ μού ( endothermic steam reforming ) η οποί α συν δυάζ ε ιτ α καύσι μα αυτ ά με ατ μό ε ξατ μί ζ ον τ αςτ ασευψηλέ ςθε ρμοκρασί ε ς(τ ηςτ άξε ωςτ ων760 °C). Τουδρογ όν οτ ότ ε απομακρύνε τ αιμετ η βοήθε ι αε ι δ ι κώνμε μβραν ών. Αν αφε ρθήκαμεήδη σεαυτ ή ε μμέ σωςμι λ ώντ αςγ ι αε πε ξε ργ ασί αφυσι κούαε ρί ουκατ άτ ηνπαρουσί ασημε θόδων παραγ ωγ ήςυδ ρογ όνου.Κατ άαυτ ήνοιπαρακάτ ωαν τ ι δράσε ι ςλ αμβάν ουνχώρα: Στ ηνπε ρί πτ ωσηκυψέ λωνοιοποί ε ςλε ι τ ουργ ούνσευψηλέ ςθε ρμοκρασί ε ςόπωςοι MCFC καιSOFC , τ ι ςοποί ε ςε ί δαμεπαραπάν ω, τ οCO τ οοποί οήδηπε ρι έ χε τ αιστ ο καύσι μοήπαράγ ε τ αιμπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίάμε σα ωςκαύσι μοανκαιε ί ν αι ε πί σης δυν ατ ό να με τ ατ ραπε ίσε υδρογ όνο μέ σω μι ας δ ε ύτ ε ρης αντ ί δ ρασης απομακρύνσε ωςν ε ρού( water shift gas reaction , WSG ): Τοκύρι ομε ι ονέ κτ ηματ ηςμε θ όδουαυτ ήςε ί ν αιότ ιε ί ν αι , καθ ώςκατ αδε ι κνύε ικαιτ ο όνοματ ης ,ε ν δόθ ε ρμηπράγματ οοποί οσημαί ν ε ιότ ιπρέπε ιν ακατ αν αλωθ ε ίε ν έ ργ ε ι α. Επι πλέ ονμε ι ον έ κτ ημαε ί ν αιότ ιτ οCO δρασανδ ηλ ητ ήρι οστ ουςκατ αλύτ ε ςτ ων κυψέ λωνχ αμηλήςθ ε ρμοκρασί αςακόμακαιαναυτ όμε τ ατ ραπε ίε πί σηςσευδ ρογόν ο αφούητ ε λ ε υτ αί ααν τ ί δρασηε ί ν αιαμφί δρομη, αφήνον τ ας0,5 με1% υπόλε ι μμαCO . Ηί δ ι αμέ θοδ οςμπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίγ ι ατ η με τ ατ ροπή αλκοολώνόπωςη με θαν όλη. Αυτ ήημε τ ατ ροπήμπορε ίναγ ί ν ε ιμεδύοδ ρόμουςόπωςπε ρι γ ράφουνοι παρακάτ ωαντ ι δ ράσε ι ς : - 95 - Η αναμόρφωση τ ης με θανόλης έ χ ε ιτ ο πλε ον έ κτ ημα ότ ιαπαι τ ε ίχαμηλ ότ ε ρε ς θε ρμοκρασί ε ς ,τ ηςτ άξε ωςτ ων300°C. 4.5.3 ΕΞΩΘΕΡΜΗΜΕΡΙ ΚΗ ΟΞΕΙ ΔΩΣΗ Η με ρι κή οξε ί δωση ( partial oxidation ) χ ρησι μοποι ε ί τ αιγ ι ατ η με τ ατ ροπή τ ου με θαν ί ου καιτ ων υψηλών υδρογ οναν θράκων αλλ ά σπάνι αγ ι α αλκοόλε ς . Η αν τ ί δρασητ έ τ οι ωνε ν ώσε ωνμεοξ υγόν ομαςδί νε ιπροϊ όνυδρογ όν οόπωςφαί νε τ αι καιστ ηναντ ί δ ραση: ήστ ηγ ε νι κότ ε ρη Η απόδ οσητ ηςε ί ν αιμι κρότ ε ρηαπότ ηνε ν δόθ ερμηαν αμόρφωσηατ μούγ ι ατ οί δι ο ποσόκαυσί μουαλ λάτ οσημαν τ ι κόπλ ε ονέ κτ ημαε ί ν αιτ οότ ιπρόκε ι τ αιγ ι αε ξώθ ε ρμη αν τ ί δραση κιε πομέ ν ωςαπαι τ ε ίμι κρή ποσότ ητ α θε ρμότ ητ αςγ ι α να αρχ ί σε ιη αν τ ί δραση. Ως προϊ όν μπορε ίε κτ όςαπό CO ν α παραχθ ε ίκαιCO2 τ α οποί α συμβάλ λουνστ ημόλυν σητ ουπε ρι βάλλον τ ος . Απότ ηνάλλημε ρι ά, οιρύποιαπό οξε ί δι ατ ουαζ ώτ ουκαιθε ί ουπουπαράγον τ αισήμε ραε ί ν αιαρκε τ άπι οε πι βλαβής ε νώ οικυψέ λε ςκαυσί μουτ ουςμηδ ε νί ζ ουν . Η με ρι κήοξ ε ί δ ωσηε ί ν αιημέ θ οδοςη οποί αχ ρησι μοποι ε ί τ αιότ ανυπάρχε ιαφθον ί απε τ ρε λαί ου. 4.5.4 ΑΥΤΟΘΕΡΜΙ ΚΗ ΑΝΑΜΟΡΦΩΣΗ Συνδ υάζ ον τ αςτ ην ε νδ όθε ρμη αν αμόρφωση ατ μού μετ ηνε ξώθ ερμη αν τ ί δραση με ρι κήςοξ ε ί δωσηςκατ αφέ ρν ουμεναε κμε τ αλλε υτ ούμετ ο ποσόθε ρμότ ητ αςπου παράγ ε τ αιαπό τ η δε ύτ ε ρημετ έ τ οι οτ ρόπο ώστ ενατ ροφοδοτ ηθε ίη πρώτ η. Η συγ κε κρι μέ ν η μέ θ οδος ( autothermal reforming ) έ χε ι υψηλή απόδοση και χαρακτ ηρί ζ ετ αιαπόγρήγ ορηε κκί ν ηση.Πε ρι γ ράφε τ αιαπότ ι ςγε ν ι κέ ςαντ ι δ ράσε ι ς και - 96 - 4.5.5 ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΜΟΝΟΞΕΙ ΔΙ ΟΥΤΟΥΑΝΘΡΑΚΑ Σεχ αμηλέ ςθε ρμοκρασί ε ς , όπωςστ ι ςPEM κυψέ λε ςκαυσί μων, τ ομον οξε ί δι οτ ου άν θρακατ οοποί οπαράγ ε τ αιόπωςε ί δαμεπαραπάν ωπρέ πε ινααπομακρυνθε ίπροτ ού δι οχε τ ε υτ ε ίτ ουδρογ όνοστ ηνκυψέ ληκαυσί μου. Έν αςτ ρόποςγ ι αν αγ ί νε ιαυτ όε ί ν αιν ααφαι ρε θ ε ίτ ομονοξ ε ί δι οτ ουάν θρακαμετ η βοήθε ι α μί αςμεμβράνηςπαλλ αδ ί ου ή κράματ οςπαλ λαδί ου ( Carbon Monoxide Removal ). Αυτ έ ςημε μβράνε ςεπι τ ρέ πουντ ηδι έ λε υσημόν ομορί ωνυδρογ όνουκαι όχιάλληςέ ν ωσης . Τομε ι ον έ κτ ημααυτ ήςτ ηςμε θόδουε ί ν αιότ ιημε μβράν ηοφε ί λε ι ναε ί ν αιαρκε τ άαν θε κτ ι κήστ ι ςυψηλ έ ςπι έ σε ι ςκάτ ω απότ ι ςοποί ε ςδι οχ ε τ ε ύε τ αιο ατ μόπροςαυτ ήν . Δε ύτ ε ροτ ρόποαποτ ε λε ίη αφαί ρε ση τ ουμονοξ ε ι δ ί ου τ οάνθ ρακαμετ ηχ ρήση αν άλογ ωνκατ αλυτ ώντ οοποί οοξ ε ι δ ώνε ιτ ομον οξε ί δ ι οε νώ αφήν ε ιτ ουδ ρογόν ο αν ε πηρέ αστ ο, δι αδι κασί αηοποί αμπορε ίν αφτ άσε ιαπόδ οσηακόμακαι100% σε χαμηλ έ ςθε ρμοκρασί ε ς . Αυτ ή η μέ θοδοςμπορε ίν α χρησι μοποι ηθ ε ίωςεπι πλέ ον στ άδι ομετ άτ ηπρώτ η, τ ονκαθαρι σμόδηλαδήτ ουατ μούμετ ηβοήθε ι αμε μβράν ης παλλ αδ ί ου. 4.6 ΑΝΑΛΥΤΙ ΚΗ ΠΕΡΙ ΓΡΑΦΗΚΥΨΕΛΗΣPEM 1. ΜΕΜΒΡΑΝΗΚΥΨΕΛΗΣ Με τ αξύτ ωνδύοηλ ε κτ ροδί ωντ ηςκυψέλ ηςκαυσί μουβρί σκε τ αιοηλ ε κτ ρολύτ ης .Ο ηλ ε κτ ρολύτ ηςονομάζ ε τ αιέ τ σιλ όγω τ ηςι δι ότ ητ αςτ ουναδι ί στ ατ αισεθε τ ι κάκαι αρν ητ ι κάι όν τ α. Στ ηνπε ρί πτ ωσημί αςPEM κυψέ ληςοηλε κτ ρολ ύτ ηςε ί ναιπλαστ ι κό οργαν ι κόπολυμε ρέ ςκαισυν ηθέ στ ε ραονομάζ ε τ αιμε μβράνη( membrane ). Μί α τ υπι κήτ έ τ οι αμε μβράνη, όπωςτ οNafion ( polyperfluorosulfonic acid ), αποτ ελ ε ί τ αι απότ ρε ι ςομάδε ςατ όμων. Μί αςομάδας , παρόμοι αςδομήςμεαυτ ήτ ουTeflon (πολυτ ε τ ραφθοροαι θυλέ ν ι ο), με ε κατ οντ άδε ςε παν αλ αμβαν όμε νε ςμονάδ ε ςτ ύπου τ ύπου . Μί αςδε ύτ ε ρης , στ ορόλ οπλαϊ ν ήςαλ υσί δαςηοποί αε ν ώνε ι τ ι ςπροηγούμε νε ςμον άδ ε ςμεμι ατ ρί τ η, μετ ύπο - 97 - . Τααρν ητ ι κάι όν τ ατ ου ε ί ν αιμόν ι μαε ν ωμέ ν αστ ι ςπλαϊ ν έ ςαλ υσί δε ς . Ωστ όσο, ότ αν η με μβράνη βρε θε ίσεέ νυδ ρο πε ρι βάλλ ον, απορροφών τ αςν ε ρό, τ αι όντ α υδρογ όνουαποκτ ούντ ηνι καν ότ ητ αν ακι ν ηθούνε λε ύθε ρα. Η κί ν ησηαυτ ήγ ί νε τ αι , καθ ώςπροσκολλών τ αιστ απολι κάμόρι ατ ουν ε ρού, όπωςπε ρι γ ράφε τ αιαπότ ον τ ύπο , καιμε τ απηδούνμε τ αξύτ ων ι όν τ ωνμέ σαστ ημε μβράν η. Αυτ ός ε ί ν αικαιο λόγ οςόπουο συγ κε κρι μέ ν οςτ ύποςηλε κτ ρολ ύτ η σεέ νυδ ρη μορφή αποτ ελ ε ίπολ ύκαλόαγ ωγ όπρωτ ονί ων . Αυτ όαπότ ηνάλλ ημε ρι ά,τ ί θε τ αιέ ν αςπε ρι ορι σμόςωςπροςτ ημέ γ ι στ ηθ ε ρμοκρασί α λε ι τ ουργί αςτ ωνPEM κυψέ λωνκαυσί μου, αφούτ ον ε ρόθαπρέ πε ιν απαραμέ ν ε ισε υγρήκατ άστ αση. Σεσυνθήκε ςλε ι τ ουργ ί αςοιοποί ε ςχαρακτ ηρί ζ οντ αιαπόαυξ ημέ ν ε ς πι έ σε ι ςτ οόρι οτ ων100 °C αί ρε τ αιαλλ άτ αυτ όχρον αμε ι ώνε τ αικαιοχ ρόν οςζ ωήςτ ης κυψέ λης . Γι ααυτ ότ ολόγ οέ ρε υν αγ ί νε τ αισήμε ραπροςαναζ ήτ ησησυντ οι ςάλ λοι ς καιγ ι α με μβράνε ςόπουμπορούνναλε ι τ ουργ ήσουνσευψηλ ότ ε ρε ςτ ων100 °C θε ρμοκρασί ε ς . Το πάχ ος αυτ ήςτ ης με μβράν ης κυμαί νε τ αιμε τ αξ ύτ ων 25 και175 μι κρών . Συγκρι ν όμε ν οδ ηλ αδ ή, μεέ ναφύλλοχαρτ ί , ε ί ν αι2 με7 φορέ ςπι οπαχύ. Γι ατ η λε ι τ ουργί ατ ηςκυψέ ληςαπαι τ ε ί τ αιόπωςε ί δ αμεπαραπάν ω, ημε μβράν ηναε ί ν αι έ νυδ ρη. Η ι δι αι τ ε ρότ ητ ατ ωνPEM με μβραν ώνωςηλε κτ ρολύτ ε ςε ί ν αιότ ιπαρουσί α νε ρού,τ ααρνητ ι κάι όντ απαραμέ ν ουνστ αθε ράτ ηθ έσητ ουε ν ώμπορούννακι νηθούν μόν οτ αθ ε τ ι κά. Ηκί ν ησηαυτ ήπρέ πε ιν αγ ί ν ε τ αιπροςμί ακατ ε ύθυν σημόν ο. Επί σης ημε μβράνηε κκατ ασκε υήςε μποδί ζ ε ιτ οαέ ρι ουδρογ όν ον ααν αμε ι χ θε ίμετ οαέ ρι ο οξυγ όν οδι ότ ισεαντ ί θ ε τ ηπε ρί πτ ωσηδε νθαήτ ανδυν ατ ήηλε ι τ ουργ ί ατ ηςκυψέ λης . Τέ λοςημε μβράν ηαυτ ήανήκε ιστ ηνκατ ηγ ορί ατ ωνηλ ε κτ ρι κώνμονωτ ώνκιέ τ σι παρε μποδί ζ ε τ αιηδι έ λε υσηηλε κτ ρονί ωνδι αμέ σουαυτ ήςκαιαυτ άαν αγ κάζ οντ αινα ακολ ουθήσουντ οδρόμοε νόςε ξ ωτ ε ρι κούκυκλώματ ος . - 98 - 2. ΗΛΕΚΤΡΟΔΙ ΑΚΥΨΕΛΗΣ Τα ηλε κτ ρόδι ατ ης κυψέ λης αποτ ε λ ούν πολύπλοκε ςν αν οδομέ ς καιπε ρι έ χουν κατ αλύτ η, πόρουςκαιηλε κτ ρι κάαγ ώγι μαυλ ι κά.Όλ εςοιηλε κτ ροχ ημι κέ ςαν τ ι δ ράσε ι ς πουλαμβάν ουνχ ώρασεμί ακυψέ ληκαυσί μουαπ οτ ε λούν τ αιαπόδύοε πι μέ ρουςημι αν τ ι δράσε ι ς . Τηνοξε ί δωση( oxidation ) τ ουυδρογ όν ουηοποί απραγματ οποι ε ί τ αι στ ηνάν οδοκαιτ ηναναγ ωγ ή( reduction ) τ ουοξ υγ όνουστ ηνκάθοδ ο. Μετ ηνοξε ί δωσητ ουυδρογ όν ουπαράγ ον τ αιι όντ αυδ ρογόν ου(πρωτ όν ι α), τ αοποί α με τ αφέ ρον τ αιμέσωτ ηςι ον τ ι κάαγώγι μηςμε μβράνηςστ ηνκάθ οδοκαιηλ εκτ ρόνι ατ α οποί αδ ι οχ ε τ ε ύον τ αιστ οε ξ ωτ ε ρι κόκύκλωμακαθώςηδ ι έλ ε υσητ ουςμέ σααπότ η με μβράν ηδε νεί ν αιδ υνατ ή. Ηαν αγ ωγήτ ουοξυγ όν ουγ ί νε τ αικαθώςτ οοξ υγόν οτ οοποί οπαρέ χε τ αιαπότ οναέ ρα έ ρχε τ αισεε παφή με τ αι όντ α υδρογ όν ου καιπαράγ ε τ αιν ε ρό καιθ ερμότ ητ α. Αν τ ί θε τ αμετ ηδι αδι κασί ατ ηςοξε ί δ ωσης , στ ηδι αδι κασί ατ ηςαναγ ωγήςδε νέχ ε ι ακόμακατ αν οηθ ε ίομηχαν ι σμόςτ ηςαντ ί δ ρασηςπλήρως . Εδ ώθ απρέ πε ινασημε ι ωθε ίότ ιητ αχ ύτ ητ ατ ηςκαθοδι κήςαντ ί δ ρασηςε ί ν αι100 φορέ ςμι κρότ ε ρηαπόαυτ ήτ ηςαν όδουκαιαυτ όδ ημι ουργ ε ίέ ν ασημαν τ ι κόόρι οστ ην απόδ οσητ ηςκυψέ λης . Ηχ αμηλήτ αχ ύτ ητ ααν αγ ωγ ήςτ ουοξ υγόν ουοφε ί λε τ αισε3 παράγ οντ ες : Στ η με γ άλη ι σχ ύτ ουδε σμού τ ουμορι ακού οξ υγόν ου καιστ ηναυξημέ νη στ αθε ρότ ητ ατ ουδ ε σμούPt - O ήPt - OH. Στ οότ ιε ί ναιαν τ ί δρασημε τ αφοράς4 ηλ ε κτ ρονί ων Στ ηνδ ημι ουργί απαραπροϊ όντ ωνόπωςτ ο Ηλε κτρόδι ακυψέ ληςPEM - 99 - 3. ΚΑΤΑΛΥΤΗΣΚΥΨΕΛΗΣ Οιδ ύο ημι αν τ ι δ ράσε ι ς , η οξε ί δ ωση δ ηλαδ ήτ ουυδρογ όνουκαιη αναγ ωγ ήτ ου οξυγ όν ου, χ αρακτ ηρί ζ οντ αιαπόχ αμηλέ ςτ αχύτ ητ εςστ ι ςχ αμηλέ ςθε ρμοκρασί ε ςόπου λε ι τ ουργε ίμι αPEM κυψέ ληκαυσί μουκαιαυτ όε ί ναιπουκάν ε ιαπαραί τ ητ ητ ην παρουσί ακατ αλύτ η.Οκατ αλύτ ηςόπουέ χ ε ιμε λε τ ηθε ίπε ρι σσότ ε ρομέχ ριστ ι γ μήςκαι γι ατ ι ςδύοαυτ έ ςαν τ ι δράσε ι ςε ί ν αιολε υκόχ ρυσος ,έ νααρκε τ άακρι βόυλι κό. Στ ην άνοδ ο ο κατ αλύτ ης δ ρα σε δύο στ άδι α, μέ σω μί ας δι ασπαστ ι κής χημε ι ορρόφησηςκαιμί αςαν τ ί δρασηςμε τ αφοράςηλ ε κτ ρονί ων , ωςε ξ ής : Τορυθ μορυθμι στ ι κόστ άδι οτ ι ςολι κήςαντ ί δ ρασηςαποτ ελ ε ίηχ ημε ι ορρόφηση. Στ ηνκάθοδο, ανκαιομηχ ανι σμόςαντ ί δ ρασηςδ εμπορε ίακόμα ν α πε ρι γ ραφε ί πλήρως ,έ ναμοντ έλ οε ί ν αιτ οεξ ής : Στ ηνκάθοδοε κτ όςαπόκαθ αρόε ν ε ργόκατ αλύτ ηPt γ ί νε τ αιχρήσηκαικράμαPt - Ru. Οδε σμόςμε τ αξ ύκαιPt καιH ε ί ν αιούτ εαρκε τ άασθ ε νήςέ τ σιώστ εν αγί ν ετ αιε ύκολη ηδι άσπασητ ουμορι ακούυδ ρογόν ου, ο ύτ εαρκε τ άι σχ υρήέ τ σιώστ ετ οατ ομι κό υδρογ όνον αδ ι ατ ί θε τ αιάμε σαγ ι αχ ρήσηστ ηνκυψέ λη.Αυτ ότ οχ αρακτ ηρι στ ι κόε ί ν αι πουξ ε χωρί ζ ε ιτ ολε υκόχ ρυσοωςκατ αλύτ η. Ωστ όσοε πε ι δήπρόκε ι τ αιγ ι αακρι βό υλι κόαπαι τ ε ί τ αιημε γ ι στ οποί ησητ ηςκατ αλ υτ ι κάε ν ε ργ ήςε πι φάν ε ι αςτ ουκατ αλύτ η. Έτ σικάθ εηλε κτ ρόδ ι οαποτ ε λε ί τ αιαπόπορώδε ςάνθρακαπάν ωστ οοποί οβρί σκοντ αι σωμάτ ι αPt . Τοπορώδ ε ςτ ουηλε κτ ροδί ουβοηθ άε ιστ ηνομοι ογ ε νήδ ι άχ υσητ ου αε ρί ου. Τόσοοάν θρακαςόσοκαιολε υκόχ ρυσοςαποτ ε λούνηλε κτ ρι κάαγώγ ι μα υλι κάέ τ σιώστ ετ αηλε κτ ρόνι αν ακι ν ούν τ αιελ ε ύθε ραμέ σαστ οηλ ε κτ ρόδι ο. Το μέ γ ε θοςτ ωνσωματ ι δί ωντ ουPt ε ί ν αιτ ηςτ άξ ηςτ ων2 ν αν ομέτ ρων, κάτ ιτ οοποί ο συν ε πάγ ε τ αιμε γάληολ ι κήε πι φάν ει αPt προσβάσι μηαπότ ααέ ρι αακόμακαισε μι κρήμάζ ακατ αλύτ η. Αυτ άτ ασωματ ί δ ι αβρί σκον τ αιδ ι εσπαρμέ ν απάν ω σεάλλα με γ αλύτ ε ρασωματ ί δι αάν θρακαμε γ έ θουςπε ρί που30 nm όπουμετ ησε ι ράτ ους αποτ ελ ούνμέ ρητ ηςμακροδομήςτ ουκατ αλ ύτ η. Ηοξε ί δωσητ ουυδρογ όν ουλαμβάνε ι χώρασεόλητ ηνέκτ ασητ ουκατ αλύτ η, σεπαραπάνω απόέ ν αε νε ργ όκέ ντ ροτ ου δηλαδήτ αυτ όχ ρονα. Στ ημε γ άλ η αυτ ήδ ι ασποράστ ηνουσί αοφε ί λε τ αιηύπαρξη αξ ι όλογ ηςροήςρε ύματ ος . Με ι ονέ κτ ημαστ ηχ ρήσητ ουPt ωςκατ αλύτ ηαποτ ε λε ί ,ε κτ όςτ ομε γ άλοκόστ οςτ ου, ημε ί ωσητ ηςκατ αλυτ ι κήςτ ουδ ράσηςτ ουωςσυν έ πε ι ατ ηςπαρουσί αςδ ι αφόρων προσμί ξ ε ωνόπωςτ οCO στ οκαύσι μοτ ου υδ ρογόν ουαναυτ όπροέ ρχε τ αιαπό - 100 - αν αμόρφωσηάλλωνκαυσί μωνακόμακαιστ ι ςχ αμηλέ ςσυγκε ν τ ρώσε ι ςόπουαυτ ό συν αν τ άτ αιτ ηςτ άξ ε ωςτ ου1%. Αυτ όοφε ί λε τ αιστ ογ ε γ ονόςότ ιηι σχ ύςτ ουδ ε σμού Pt - CO ε ί ν αιμε γ αλύτ ε ρητ ουδ ε σμούPt - H με ι ώνον τ αςτ ακατ αλυτ ι κάε ν ε ργά κέ ντ ρααφούγ ι ατ οσπάσι μοτ ουπρώτ ουχ ρε ι άζ ον τ αιθε ρμοκρασί ε ςκοντ άστ ους150 °C. Αυτ όςε ί ν αικαιολόγοςόπουδι και ολογ ε ίτ ηνέ ρε υν αγ ι αμεμβράνε ςι καν έ ςνα λε ι τ ουργήσουνσεθε ρμοκρασί ε ςμε τ αξ ύτ ων120 °C και200 °C αφούσεαυτ ήντ ην πε ρι οχ ήηδηλητ ηρί ασηε ί ν αιε λάχ ι στ ηκαιμε ι ών ε ιπαράε λάχ ι στ ατ ηνολ ι κήαπόδοση τ ηςκυψέ λης . Κράμα λε υκόχ ρυσου-ρουθην ί ου ( Pt - Ru ), ε πι πλ έ ον , παρουσι άζ ε ι , καλ ύτ ε ρε ς κατ αλυτ ι κέ ςι δ ι ότ ητ ε ςαπότ ονκαθ αρόPt στ ηνάν οδογε γ ον όςτ οοποί οέ γ κε ι τ αι κυρί ωςστ η με γ αλύτ ε ρη τ ου ανθ ε κτ ι κότ ητ α στ ηδ ηλ ητ ηρί αση από τ ο CO , με αποτ έλ ε σμαμεγ αλύτ ε ρε ςτ άσε ι ςε ξ όδου. Μπορούμεν ακατ αλ άβουμεκαλύτ ερατ ο γι ατ ίμέ σω τ ωνε πόμε νωναν τ ι δράσε ωνστ ι ςοποί ε ςλαμβάν ουνμέ ροςδύοκον τ ι νά ε νε ργ άκέ ντ ρα,Pt καιRu Εξ άλλουηηλε κτ ρον ι κήπυκνότ ητ ατ ουPt με ι ώνε τ αι , καθ ώςαυτ όβρί σκε τ αιστ ον κατ αλύτ ηωςμέ ροςκράματ οςκαιε πομέ νωςηι σχ ύςτ ουδε σμούPt - CO με ι ώνε τ αι αφήν οντ αςμε γαλύτ ε ρηποσότ ητ αPtRu ε λε ύθε ρη. Άλλακράματ ατ ουPt εκτ όςτ ουPt - Ru τ αοποί αέ χουνμε λε τ ηθε ίστ ορόλοτ ουκατ αλύτ ηε ί ν αιτ αPt - Rh καιPt - Ir τ α οποί αόμωςδε νε ί ναιτ όσοαποτ ε λε σματ ι κάόσοτ οπρώτ ο. Τέ λοςε κτ όςαπότ οCO καιτ οCO2 δ ρασανδηλητ ήρι οκαθώςαυτ όπαράγ ε ιCO όπως βλ έ πουμεαπότ ι ςαντ ι δ ράσε ι ςπουακολουθούν και 4. ΔΙ ΑΧΕΙ ΡΙ ΣΗ ΝΕΡΟΥ Η δι αχ ε ί ρι σην ε ρού( water management ) ε ί ν αιμί αέ ν νοι ακλ ε ι δ ίόσωναφοράτ ην αποτ ελ ε σματ ι κήλε ι τ ουργ ί αμί αςPEM κυψέ λης . Παρόλ οπουτ ονε ρόαποτ ε λε ίπροϊ όν τ ην αν τ ί δρασης τ ης κυψέ λης καιμε τ αφέ ρε τ αιε κτ ός αυτ ής , τ όσο τ ο καύσι μο (υδρογ όνο) όσοκαιοαέ ρας(μετ οοξ υγ όνοπουαυτ όςπε ρι έ χε ι ) πρέ πε ιναπε ρι έ χ ουν ε παρκήποσότ ητ αυγ ρασί αςέ τ σιώστ εημε μβράν ηναδ ι ατ ηρε ί τ αιέ ν υδρη. Ωστ όσο, προσοχήπρέ πε ιναδ οθε ίστ οποσότ ουνε ρούαυτ ούαφούλ ι γ ότ ε ρηαπότ η ι δ αν ι κήποσότ ητ αεπηρε άζ ε ιαρν ητ ι κάτ ηνι ον τ ι κήαγ ωγι μότ ητ ατ ηςμε μβράν ηςμε αποτ έλ ε σματ ημε ί ωσητ ουαποδ ι δ όμε ν ουρε ύματ ος . Ανορυθμόςμετ ονοποί οο αέ ραςε ι σέ ρχ ε τ αιστ ηνκυψέ ληε ί ν αιαργ όςτ ότ ετ ονε ρότ οοποί οπαράγε τ αιδ ε ν - 101 - απομακρύνε τ αιαρκε τ άγ ρήγορακαιαυτ όέ χ ε ιωςσυν έ πε ι ατ ο"πλημμύρι σμα" τ ης καθ όδουαποτ ρέ ποντ αςμετ ησε ι ρά τ ουτ οοξ υγόν ον αε ι σέ λθε ιστ ακατ αλυτ ι κά κέ ντ ρατ ηςκαθόδ ου. 5. ΣΥΣΤΗΜΑΜΕΜΒΡΑΝΗΣ- ΗΛΕΚΤΡΟΔΙ ΟΥ Οσυν δυασμόςανόδ ου,με μβράν ηςκαικαθόδουαναφέ ρε τ αιωςσύστ ημαμε μβράνηςηλ ε κτ ροδί ου( membrane / electrode assembly , MEA ). Η κατ ασκε υήμί αςMEA γί ν ε τ αιμεδι άφορουςτ ρόπους . Έν αςτ υπι κόςτ ρόποςκατ ασκε υής πε ρι γ ράφε τ αι παρακάτ ω. Σεπρώτ ηφάσηπροε τ οι μάζ ε τ αιέ ναμε γάληςπε ρι ε κτ ι κότ ητ αςδ ι άλυμασεNafion και κατ αλύτ ησεπτ ητ ι κόδ ι αλύτ η(Α). Τοδ ι άλυμααυτ όε ν αποτ ί θε τ αιπάν ωστ ημε μβράνη (Β) κιέ τ σιέ χ ουμετ οσχηματ ι σμόε ν όςλε πτ ούυμε ν ί ουπάν ω σεαυτ ή( C ). Στ η συν έ χε ι αοδι αλύτ ηςε ξατ μί ζ ε τ αι( D ) δ ημι ουργώντ αςπόρουςκαιστ ημεμβράνητ ώρα βρί σκε τ αιέ ν αστ ε γν όπορώδ ε ςστ ρώμαηλε κτ ροδ ί ου( E ). Τέ λος , πάνωσεαυτ ότ ο στ ρώμαε φαρμόζ ε τ αιτ οστ ρώμαδ ι αχ ύσε ωςαε ρί ου( F ) στ οοποί οθααναφε ρθούμε αν αλυτ ι κότ ε ραστ ηνε πόμε ν ηπαράγραφο. Κατ ασκε υήε νόςτ υπι κούσυστήματ οςμε μβράν ηςηλε κτ ροδί ου Η παραπάνωδι αδ ι κασί αέ χ ε ιωςπροϊ όνμι αν αν οδομημέ ν ηκατ ασκε υή. Οιπαρακάτ ω ε ι κόν ε ς , παρμέ νε ς(δι αδοχ ι κά) μετ η βοήθε ι α ηλε κτ ρον ι κούμι κροσκοπί ουτ ύπου SEM, κάνουνε μφαν έ ςτ ηδομήαυτ ή. - 102 - Πε ρι οχήστ οσημε ί οε παφής με μβράν ηςκαιηλε κτ ροδί ου Μακροδ ομήκατ αλ ύτ η Μι κροδομήκατ αλύτ η Σεμέ γ ι στ ημε γ έ ν θυσηγ ί νον τ αιε μφανή τ ασωματ ί δ ι αPt ε πίτ ουάνθ ρακα Σεαυτ ότ οσημε ί οθαε ξ ετ άσουμελί γοπι οαν αλυτ ι κάτ ισυμβαί νε ιστ ηνδ ι ε πι φάν ε ι α ηλ ε κτ ροδί ου- ηλ ε κτ ρολύτ η. Εφαρμόζ οντ αςτ άσησεαυτ ήε μφανί ζ ε τ αιηλ εγ όμε νη ηλ ε κτ ρι κή δι πλοστ οι βάδ α ( electric double layer ). Επάν ω στ ην ε πι φάνε ι ατ ου με τ άλλ ουυπάρχ ε ιστ ρώμαδι πόλωνν ε ρούκαιμηε φυδ ατ ομέ ν ωνι όντ ων. Η πε ρι οχή όπου ε μφανί ζ ε τ αιαυτ ότ ο στ ρώμα ον ομάζ ε τ αιε πί πε δ ο Helmholtz . Ακολουθε ί στ ρώμαε φυδ ατ ωμέ ν ωνι όν τ ωντ οοποί οονομάζ ε τ αιε ξωτ ε ρι κόε πί πε δοHelmholtz (ΕΕH ). Τέ λ ος , πέ ρααπότ οΕΕH υπάρχ ε ιδι άχυτ ηπε ρί σσε ι αθε τ ι κώνήαρν ητ ι κών ι όν τ ων , πουαν τ ι στ αθμί ζ ε ιτ οσυνολ ι κόφορτ ί οτ ουμε τ άλ λουκαιτ ουΕΕH , που ονομάζ ε τ αιδ ι άχ υτ ηδι πλοστ οι βάδαήστ οι βάδαδι άχυσης . Η δημι ουργ ί ατ ηςηλε κτ ρι κήςδι πλοστ οι βάδαςέ χ ε ιωςαποτ έ λε σματ ηναν άπτ υξη δι αφοράςδυν αμι κούμε τ αξύτ ωνδύοφάσε ωνπουβρί σκοντ αισεε παφή. Ημε τ αβολή τ ουδ υναμι κούΔφμε τ αξ ύτ ουμε τ άλλουκαιτ ηςκύρι αςμάζ αςτ ουηλ ε κτ ρολύτ ημε τ ηναπόστ ασηαπότ ηνε πι φάνε ι ατ ουμε τ άλλουπροςτ ονηλε κτ ρολ ύτ ηδι ακρί νε τ αισε γραμμι κήςμε τ αξ ύτ ηςε πι φάν ε ι αςτ ουμε τ άλλουκαιτ ουΕΕH καισεε κθ ετ ι κήμε τ αξ ύ τ ουΕΕH καιτ ηςκύρι αςμάζ αςτ ουδ ι αλύματ ος . Ητ ε λε υτ αί αδ ί ν ε τ αιαπότ ησχ έ ση όπου ε ί ν αιηαπόστ ασηαπότ οΕΕH και ε ί ν αισυν τ ε λε στ ήςε ξ αρτ ώμε ν οςαπότ ην ι ον ι κήι σχύτ ουδι αλύματ ος . - 103 - Ηλε κτ ρον ι κήδ ι πλοστ οι βάδ α 6. ΣΤΡΩΜΑΤΑΥΠΟΣΤΗΡΙ ΞΗΣ Τουλ ι κότ οοποί οστ ηρί ζ ε ιτ ηνΜΕΑ ε ί ναισχ ε δι ασμέ νομετ έ τ οι οτ ρόποώστ ενα με γ ι στ οποι ε ίτ ορε ύματ οοποί οπαράγ ε τ αιαπόαυτ ήν. Ταστ ρώματ ααυτ ά( backing layers ) βρί σκοντ αιυπόμορφήλε πτ ούστ ρώματ ος , τ οέ ν αδ ί πλαστ ηνάν οδοκαιτ ο άλ λοδ ί πλαστ ηνκάθ οδοε νώ ε ί ναισυν ήθ ωςφτ ι αγ μέ νααπόπορώδηάνθρακακαι έ χουνπάχοςτ οοποί οκυμαί ν ε τ αιαπό100 εώςκαι300 μι κρά. Τουλι κόκατ ασκε υής δι αλ έ γε τ αιέ τ σιώστ εν αάγ ε ιτ ο ρε ύμα τ ο οποί οε ι σέ ρχ ε τ αιαπότ ηνάνοδ οκαι ε ξέ ρχ ε τ αιαπότ ηνκάθ οδο. Τηναπαί τ ησηγ ι απορώδημορφήτ ηθ έ τ ε ιηαν άγκηγι ααποτ ε λε σματ ι κήδ ι άχ υσητ ου κάθ εαε ρί ου(καυσί μουήαέ ρα) στ ηνΜΕΑ καθ ώςαυτ όκι ν ε ί τ αιαπότ ηνε ξωτ ε ρι κή πε ρι οχ ήπροςτ ημε μβράνηλόγω δι αφοράςσυγ κεν τ ρώσε ως . Γι ααυτ ότ ολόγ οτ ο στ ρώμααυτ όον ομάζ ε τ αικαιστ ρώμαδ ι άχ υσηςαε ρί ου( gas diffusion layer , GDL ). Επι πλέ ον , τ α στ ρώματ α υποστ ήρι ξ ης βοηθούν στ η σωστ ή δι αχ ε ί ρι ση ν ε ρού αφήν οντ αςτ ηνκατ άλ ληληποσότ ητ ανε ρούν αε ι σέ λθε ιστ ημε μβράν η. Το μέ γ ε θοςτ ων πόρων παί ζ ε ικαθ ορι στ ι κό ρόλο στ ην απόδοση τ ης κυψέ λης . Με γ άλ ου όγ κου πόροιβοηθούν στ ην πι οε ύκολη με τ αφορά τ ων αε ρί ων αλλά τ αυτ όχρον απε ρι ορί ζ ε τ αιοόγ κοςτ ουαγ ώγι μουυλι κούμεαποτ έ λ ε σματ ηναύξηση τ ηςαν τ ί στ ασηςκαιμε ί ωσηςτ ουπαραγ όμε ν ουρε ύματ ος . Τοαν τ ί στ ροφοι σχ ύε ιγ ι α μι κρούςπόρους . - 104 - 7. ΡΟΗΑΕΡΙ ΩΝΚΑΙΣΥΛΛΟΓΗΡΕΥΜΑΤΟΣ Σεε παφήμετ αστ ρώματ αυποστ ήρι ξ ηςβρί σκε τ αιυλ ι κό(υπόμορφήπλάκας ) τ ο οποί οέ χε ιδι τ τ όρόλ οστ ηλε ι τ ουργ ί ατ ηςκυψέ λης . Κατ άπρώτ ον,καθ ορί ζ ε ιτ οπε δί ο ροής( flow field ) τ ωναε ρί ωνκαικατ άδ εύτ ε ρονσυλ λέ γ ε ιτ οπαραγ όμε ν ορε ύμα. Το υλι κόαυτ όε ί ναιε λαφρύ, σκληρό, ανθε κτ ι κόσεδι αβρωτ ι κέ ςουσί ε ς , μηδ ι απε ρατ ό από αέ ρι α καιαγ ώγ ι μο. Γραφί τ ηςκαιμέ τ αλ λα χ αρακτ ηρί ζ ον τ αιαπό αυτ έ ςτ ι ς ι δ ι ότ ητ ε ςκαιε ί ν αιαυτ άόπουσυν ήθωςχ ρησι μοποι ούν τ αι . Η πλάκε ςαυτ έ ςορί ζ ουνέ ν απε δί οροήςστ αε ι σε ρχ όμε ν ααέ ρι α. Αυτ όγ ί ν ε τ αιμετ η βοήθε ι ακαναλι ώντ αοποί αβρί σκον τ αιστ ημί απλε υράτ ηςπλάκαςμετ έ τ οι οτ ρόπο ώστ ετ οπε δί ον αε ί ναιομοι ογε ν έ ςκαιναμε γ ι στ οποι ε ί τ αιηαπόδοση. Επί δ ρασηστ ην απόδ οσηέ χ ουνπαράγ ον τ ε ςόπωςτ οπλάτ οςκαιτ οβάθοςτ ωνκαν αλι ώναυτ ών . Βλέ πουμεδηλαδήπωςηκατ ασκε υήτ ωνκαναλι ώνε πηρε άζ ε ιτ οπεδ ί οροήςτ ων αε ρί ωνόπουμετ ησε ι ράτ ουε πηρε άζ ε ιτ ηναποδ οτ ι κότ ητ ατ ηςκυψέ λης . Εξ άλλουη κατ ασκε υήτ ωνκαναλι ώνκαθορί ζ ε ικαιτ ηναποτ ελ ε σματ ι κήει σροήκαιε κροήτ ου απαραί τ ητ ουγι ατ ηλε ι τ ουργ ί ατ ηςκυψέ ληςνε ρού. Δε ύτ ε ροςσκοπόςκάθεπλάκαςε ί ν αιαυτ όςτ ηςσυλλογ ήςτ ουπαραγ όμε ν ουρε ύματ ος . Προκε ι μέ ν ουτ οηλε κτ ρι κόρε ύμααυτ όν αδι έ λθε ιε κτ όςτ ηςκυψέ ληςμε τ αφέ ρε τ αι από τ ηνάνοδοστ ο στ ρώμα υποστ ήρι ξ ηςκαιστ η συν έ χ ε ι α στ ην πλάκα. Αυτ ή τ ροφοδοτ ε ίτ οε ξωτ ε ρι κόκύκλ ωμακαιστ ησυν έ χε ι ατ ορε ύμαδι έ ρχε τ αιστ ηνπλ άκα τ ηςκαθόδου. 4.7 ΘΕΩΡΗΤΙ ΚΟΣΥΠΟΛΟΓΙ ΣΜΟΣΜΕΓΙ ΣΤΗΣ ΤΑΣΗΣΚΑΙΡΥΘΜΟΥΠΑΡΑΓΩΓΗΣΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 1. ΥΠΟΛΟΓΙ ΣΜΟΣΤΑΣΗΣΙ ΔΑΝΙ ΚΗΣΚΥΨΕΛΗΣΚΑΥΣΙ ΜΟΥ Γι ατ ονυπολογ ι σμότ ηςτ άσηςμι αςι δανι κήςκυψέλ ηςκαυσί μουαπαι τ ε ί τ αιηγ ν ώση τ ωνε ν ε ργ ε ι ακώνδι αφορώνμετ αξ ύαντ ι δ ρώντ ων( ) καιπροϊ όν τ ων( ). Αυτ όγί ν ε τ αιμετ ηβοήθε ι ατ ηςμε τ αβολ ήςτ ηςε λε ύθε ρηςε νέ ργ ε ι αςκατ άGibbs κατ ά τ ημε τ ατ ροπήτ ωναν τ ι δρών τ ωνσεπροϊ όντ α. Γνωρί ζ ουμεπωςησχ έ σημε τ αξύτ ης μέ γ ι στ ηςτ άσηςΔE καιτ ηςε λε ύθ ε ρηςε νέ ργ ε ι αςκατ άGibbs ΔG δί ν ε τ αιαπότ ησχ έ ση όπου n ε ί ναιο αρι θμό ςτ ωνmol τ ωνηλ ε κτ ρονί ωνόπου παί ρνουνμέροςστ ην αν τ ί δρασηαν άmol H2 καιF ηστ αθε ράτ ουFaraday ί σημε96487joules/volt. Ηε λε ύθε ρηε ν έ ργε ι αυπολογ ί ζ ε τ αιαπότ οτ ύπο - 105 - όπουτ αΔΗ καιΔS ε ί ν αιημε τ αβολήτ ηςε νθ αλπί αςκαιτ ηςε ν τ ροπί αςαντ ί στ οι χα. Χρησι μοποι ών τ ας θ ε ωρητ ι κά αρι θμητ ι κά δ ε δομέ ν αγ ι αθ ε ρμοκρασί α δωματ ί ου έ χουμε καιε πομέ νωςγ ι ατ ηντ άσηΔΕέ χ ουμε =1,23 V Σεθ ε ρμοκρασί α80 °C ηοποί ακαιχ αρακτ ηρί ζ ε ιτ ηλ ει τ ουργ ί ατ ηςκυψέ ληςτ αΔΗ καιΔS με τ αβάλλον τ αιπολ ύλί γ οκιέ τ σιέ χ ουμετ ε λι κάΔΕ=1,18 V . Ανε πι πλέ ον ε παν αλάβουμετ ουςυπολογ ι σμούςόχιγ ι ακαθαρόοξ υγόν οαλλ άγ ι ααέ ραβρί σκουμε μι ανέ ατ ι μήγ ι ατ ηντ άσηί σημε1,16 V . 2. ΥΠΟΛΟΓΙ ΣΜΟΣΡΥΘΜΟΥΠΑΡΑΓΩΓΗΣΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Υποθέ τ ουμελε ι τ ουργ ί α κυψέ ληςσεπί ε ση1 atm , θε ρμοκρασί α80 °C, μετ άση ε ξόδ ουκυψέ λης =0,7 V καιπαραγ όμε ν ορε ύμαΙ =60Α. Τότ εέ χουμε Ι σχ ύςθε ρμότ ητ ας= Ολι κήι σχ ύς- ι σχύςρε ύματ ος ε νώαν τ ι καθι στ ών τ αςβρί σκουμετ ε λι κάότ ιγ ι ακάθελ ε πτ όλε ι τ ουργ ί αςτ ηςκυψέ λης παράγ ε τ αιθ ε ρμότ ητ αί σημε1,7 kj πε ρί που. 3. ΣΤΗΛΗ ΚΥΨΕΛΩΝ ΚΑΥΣΙ ΜΟΥ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΠΟΛΥΜΕΡΟΥΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΗ Όπωςε ί δ αμεηαπόδοσημι αςκυψέ λ ηςκαυσί μουδε νε ί ν αι100% κιε πομέ ν ωςη θε ωρητ ι κήτ άσητ ων1,16 V δεσυν αντ άτ αι . Αν τ ί θε τ αμι ασυν ηθ ι σμέν ητ ι μήτ άσης ε ξόδ ουι σούτ αιπε ρί πουμε0,7 V . Ωστ όσοε πε ι δήαυτ ήητ άσηε ί ναιμι κρήκαι ε πομέ ν ωςακατ άλλ ηληγ ι ατ ι ςπε ρι σσότ ε ρε ςπι θανέ ςε φαρμογ έ ςτ ης , γ ί ν ε τ αιχ ρήση παραπάνω απόμι αςκυψέ ληςσυν δε όμε ν ε ςμε τ αξύτ ουςσεσε ι ρά, δημι ουργ ών τ ας αυτ ότ οοποί οονομάζ ουμεστ ήλ ηκυψέ ληςκαυσί μου( fuel cell stack ). Ανάλογ αμε τ ηχ ρήσηόπουπροορί ζ ε τ αιηκυψέ λ ηηστ ήλ ημπορε ίν ααποτ ε λ ε ί τ αιαπόμε ρι κέςέ ως καιε κατ οντ άδ ε ςκυψέ λε ς . Ει δι κάσεπε ρι πτ ώσε ι ςόπουαπαι τ ε ί τ αιεκτ όςαπόμε γ άλη τ άσηκαιμε γάληι σχ ύχ ρησι μοποι ούν τ αιπε ρι σσότ ε ρε ςαπόμί αστ ήλε ςσεσε ι ρά. Προκε ι μέ ν ουν αμε ι ωθ ε ίοσυν ολι κόςόγ κοςκαιβάροςτ ηςστ ήλ ηςγ ί νε τ αιχ ρήσηαν τ ί δύοπλ ακώνκαθ ορι σμούτ ηςροήςτ ωναε ρί ων , μί ας . Αυτ ήηπλ άκαέ χε ιδύοπε ρι οχ έ ς - 106 - μεκαν άλι αμε τ αφοράς , μι ασεκάθεμε ρι άτ ηςηοποί ααν αλαμβάνε ιτ ημε τ αφοράκαι δι αφορετ ι κούαερί ου(υδρογ όνουήαέ ρα) καιον ομάζ ε τ αιδι πολι κήπλάκα( bipolar plate ). Στ αάκρατ ηςκυψέ ληςβρί σκον τ αιδύοαπλέ ςπλάκε ς . Ι δι αί τ ε ρησημασί αδί νε τ αιστ οαδι απέ ραστ οαπόαέ ρι ατ ηςστ ήλ ηςδ ι ότ ισεαν τ ί θε τ η πε ρί πτ ωση υδ ρογόν ο και αέ ρας θ αε νών οντ αν άμε σα χ ωρί ςτ ην παραγ ωγή ε κμε τ αλλε ύσι μουρε ύματ ος . Ηδι πολι κήπλάκαπρέ πε ιε πί σηςν αε ί ναιαγώγ ι μηώστ ε τ ορε ύμαν αμπορε ίνακι νηθε ίαπότ ημί ακυψέ ληστ ηνε πόμε ν η. 4. ΑΠΕΙ ΚΟΝΙ ΣΗ ΛΕΙ ΤΟΥΡΓΙ ΑΣ ΚΥΨΕΛΗΣ ΚΑΥΣΙ ΜΟΥ ΜΕ ΣΚΕΔΑΣΗ ΝΕΤΡΟΝΙ ΩΝ Αν αφε ρθ ήκαμεήδ η στ οσημαν τ ι κόρόλοτ ηςσωστ ήςπαροχήςτ ου ν ε ρούγ ι ατ η λε ι τ ουργί ατ ηςκυψέ ληςκαυσί μου. Η κυψέ ληθαπρέ πε ιναμέ ν ε ιέ ν υδρησεόλητ η δι άρκε ι ατ ηςλ ει τ ουργ ί αςτ ηςπροκε ι μέ ν ουναεί ν αιε φι κτ ήηι ον τ ι κήαγωγ ι μότ ητ ατ ης με μβράν ης , σεβαθμόόμωςπουν ααποφε ύγ ε τ αιτ οπλημμύρι σματ ωνηλε κτ ροδ ί ων . Καθώςοικυψέ λ ε ςκαυσί μου δ ε νε ί ναιδ ι αφανε ί ςκαιη άμε ση παρατ ήρηση τ ης λε ι τ ουργί ατ ηςδε νε ί ναιδυν ατ ή, θαπρέ πε ιν αχρησι μοποι ηθ ε ίκάποι ατ ε χ νι κήγ ι ανα ε πι τ ευχ θε ίαυτ ό. Χρησι μοποι ών τ αςνε τ ρόν ι αμπορούμεναέ χουμεε ι κόν ατ ωνε σωτ ε ρι κώνδι ε ργασι ών , ε κμε τ αλλε υόμε νοιτ ογε γ ον όςότ ιτ ανε τ ρόνι αμπορούνε ύκολαν αδι απε ράσουντ α μέ τ αλλακαιπαράλληλαν αε ί ν αιε υαί σθητ αστ ηνπαρουσί αυδρογ όνου. Κατ άαυτ ό τ οντ ρόποανι χ νε ύε τ αιηπυκνότ ητ α υδρογ όν ου -καιε πομέ νωςηπυκνότ ητ ατ ου νε ρού- σεκάθεσημεί οτ ηςκυψέ ληςμεχ ωρι κήανάλυσηπε ρί που100μm . Βάση αυτ ήςμπορούμεναγν ωρί ζ ουμεανσεκάποι οσημε ί οτ ηςκυψέ ληςηπαροχ ήν ε ρού δε νεί ν αιηι δανι κήκιε πομέ ν ωςμε ι ών ε τ αιηαπόδοσητ ης . 4.8 ΤΟΜΕΛΛΟΝΤΩΝFUEL CELL Οικυψέ λε ςκαυσί μωνήαλλι ώςfuel cell αποτ ε λούναυτ ήτ ηστ ι γ μήτ ησημαντ ι κότ ε ρη ε νε ργ ε ι ακή πηγή τ ουμέ λλον τ οςγι ατ ίμπορούνν αχ ρησι μοποι ηθούνμεποι κί λα καύσι μα καιμάλι στ α μεαν ανε ώσι με ςπηγ έ ςε νέ ργ ε ι ας . Ήδη υπάρχουναρκε τ έ ς ε φαρμογ έ ςόπωςσεαυτ οκί νητ α , κι ν ητ άτ ηλέ φων α, κάμε ρε ς, ακόμα καιστ α δι αστ ημόπλ οι α, οιοποί ε ςέ χ ουνλύσε ισεμε γ άλοβαθμόπολλάπροβλ ήματ ατ ου αν θρώπου. Χωρί ςαμφι βολ ί ατ ομε γ αλ ύτ ε ροποσοστ όστ ημόλ υνσητ ουπερι βάλλον τ οςκατ έ χε ιη καύση ορυκτ ών καυσί μων , ε νώ παράλληλα τ ο με γαλύτ ερο ποσό ε ν έ ργε ι ας προέ ρχε τ αιαπόαυτ έ ςτ ι ςπηγέ ς , πουσεμερ ι κέ ςδε καε τ ί εςθαέ χουνε ξ αν τ ληθε ί . Επομέ νωςήτ ανε πι τ ακτ ι κήαν άγ κηηαντ ι κατ άστ ασήτ ουςμεκάποι απηγ ήπουαφ’ ε νόςδ ε νθαμολύν ε ιτ οπε ρι βάλλ ονκαιαφε τ έ ρουθαμπορε ίν απαράγ ειαρκε τ ή ποσότ ητ αε νέ ργ ε ι ας . Η λύση βρέ θηκεστ ο υδ ρογ όνο, τ ο οποί οθε ωρε ί τ αιωςτ ο ι δ αν ι κόκαύσι μο, δ ι ότ ιέ χ ε ιυψηλήθε ρμαν τ ι κήαξ ί α, τ οπροϊ όντ ηςκαύσηςτ ουε ί ναι καθ αρό ν ε ρό καιμπορε ίνα με τ αφέ ρε τ αισεμεγ άλε ςαποστ άσε ι ςμεμηδε ν ι κέ ς απώλ ε ι ε ς . - 107 - Τοσημαν τ ι κότ ε ροπλ ε ονέ κτ ηματ ουυδ ρογόν ουε ί ν αιότ ιμπορε ίνατ ροφοδοτ ήσε ιτ ι ς κυψέ λε ςκαυσί μου. Επί σηςμε γ άλοπλε ονέ κτ ηματ ωνκυψε λώνκαυσί μουεί ν αιότ ι μπορούννα χ ρησι μοποι ηθούν από πολλά καύσι μα καιαπό πηγέ ςαν ανε ώσι μης ε νέ ργ ε ι ας . Εκτ όςαπότ ουδρογ όν οπουβρί σκε τ αισεμε γ άλ ηαφθ ονί απάνωστ ηγη μπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθούνκαύσι μαπουπε ρι έ χουνυδρογ όν οόπωςηαι θανόλη, η με θαν όλη καιτ ο φυσι κό αέ ρι ο. Οικυψέ λε ς καυσί μου που χ ρησι μοποι ούν τ ο υδρογ όνο ως καύσι μο έχ ουν μηδε ν ι κές ε κπομπέ ς καυσαε ρί ων και ε ί ν αι αποδ οτ ι κότ ε ρε ςαπότ ααυτ οκί νητ απουβασί ζ ον τ αισεμπατ αρί ε ςε νώ τ αυτ όχ ρονα παράγ ουνλ ι γ ότ ε ρααέ ρι ατ ουθε ρμοκηπί ουσεόλοτ οσύστ ημαπαραγ ωγ ής . Οικυρι ότ ε ρε ςε φαρμογ έ ςτ ωνκυψε λ ώνκαυσί μωνεί ν αικυρί ωςγ ι ασυμπαραγωγή ε νέ ργ ε ι αςσεμε γ άλακτ ί ρι α, νοσοκομε ί ακαισπί τ ι α. Σεε φαρμογ έ ςμι κρήςι σχ ύος όπωςφώτ ααπομακρυσμέ ν ωνπε ρι οχ ών,τ αμπέ λε ςδρόμων , στ αθμοίε πι κοι ν ων ι ώνκαι με τ ε ρε ωλ ογι κοί στ αθμοί . Επι πλέ ον σημαν τ ι κή ε ί ναι η προσφορά τ ους σε δι αστ ημόπλ οι α, υποβρύχ ι α, τ ραί να καιλ ε ωφορε ί α. Τέ λος χ ρησι μοποι ούν τ αισε δι άφορεςφορητ έ ςσυσκε υέ ςι σχ ύος : φορητ άτ ηλε φών α, Laptop, κάμε ρε ςκαιφορητ έ ς συσκε υέ ςήχου. Αν αμφι σβήτ ητ αε κτ όςτ ουμε γάλουε ύρουςε φαρμογώνπουέ χ ουν , πλ εον ε κτ ούνκαι σεπολλάάλ λα, όπωςέ χ ουνε λάχ ι στ ε ςε κπομπέ ςρύπωνκαιε ί ναιφι λι κέ ςπροςτ ο πε ρι βάλλον . Οικυψέ λ ε ςδ ε νέ χ ουνκι ν ητ άμέ ρηε νώηλε ι τ ουργ ί ατ ουςε ί ναιήσυχη καιχ ωρί ςι δι αί τ ε ρη συντ ήρηση. Τέ λοςέ χ ουνμε γ άλη απόδ οση στ ηνμε τ ατ ροπή ηλ ε κτ ρι σμού τ ης τ άξης τ ου 40-65 % που τ ι ς κάν ει αν τ αγ ων ι στ ι κέ ς στ ην ε ξοι κον όμησηε ν έ ργε ι ας . Από τ α παραπάν ω συμπε ραί νουμεότ ιε ί ναιθέ μα χ ρόν ου πωςκάποι α μέ ρα θα αποκτ ήσουμεέ ν ααυτ οκί νητ οπουθακι νε ί τ αιμεκυψέ λε ςκαυσί μουτ οοποί οθα με τ αφέ ρε ιυδ ρογ όνογ ι ακαύσι μο, ε νώτ αυτ όχ ροναθαε ί ν αιφι λι κόστ οπε ρι βάλλον καιστ ον άν θρωπο. Όλα αυτ ά θα βοηθήσουν στ ο να με ι ωθούν τ α αέ ρι ατ ου φαι ν ομέ ν ουτ ουθε ρμοκ ηπί ουκαιν αγί ν ε ιμι απι οορθολ ογι κήχ ρήσητ ωνορυκτ ών καυσί μωνπουε ί ναιέ τ οι μαν αε ξ αν τ ληθούν . Αρκε ίβέ βαι αηέ ρε υν απάνωσεαυτ άτ α θέ ματ αν ασυν ε χί σε ικαθώςβέ βαι ακαιηχ ρηματ οδότ ησητ ωνπρογ ραμμάτ ωναυτ ών ανθέ λουμεόλατ απαραπάνων αγί ν ουνπραγ ματ ι κότ ητ α. Ο με γ αλύτε ροςστ αθμόςαν απλήρωσηςκαύσι μο υυδρογ όνουστοκόσμο. Νοέ μβρι ος2004, Βε ρολί ν οΓε ρμαν ί ας - 108 - 4.8.1 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣΤΩΝΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΩΝΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Χρησι μοποί ησητ ηςκυψέ ληςκαυσί μουγι ασυμπαραγ ωγ ήε νέ ργ ε ι ας(Παραγ ωγ ή θε ρμότ ητ αςκαιε ν έργ ε ι αςγι αξ ε νοδ οχε ί α,νοσοκομε ί ασπί τ ι α) Αποκε ντ ρωμέ ν ηπαραγ ωγήι σχ ύος : (Έρε υνακαιαν άπτ υξηστ ηβι ομηχ ανί α) Εφαρμογέ ςμι κρήςι σχ ύος : Φώτ ααπομακρυσμέ ν ωνπε ρι οχ ών,τ αμπέ λε ςδρόμων , στ αθμοίε πι κοι ν ωνί αςκαιμε τ ε ωρολογ ι κοίστ αθμοί . Με τ αφορέ ς(Δι αστ ημόπλοι α, υποβρύχ ι α,τ ρέ να,λε ωφορε ί ακ.ά.) Φορητ έ ςσυσκε υέ ςι σχ ύος : Φορητ άτ ηλέ φων α,laptop, κάμε ρε ςκαιφορητ έ ς συσκε υέ ςήχου. 4.8.2 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑΤΩΝΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Ελ άχ ι στ ε ςε κπομπέ ς ρύπων . Προστ ασί ατ ης ατ μόσφαι ρας , φι λ ι κόςπροςτ ο πε ρι βάλλονηλε κτ ρι σμός . Οικυψέ λε ςδε νέ χ ουνκι ν ητ άμέ ρη.Ήσυχηλε ι τ ουργ ί ακαιμι κρήσυντ ήρηση. Με γ άλ η απόδ οση στ ην με τ ατ ροπή ηλε κτ ρι σμού τ ης τ άξ ης τ ου 49-65%! Εξ οι κονόμησηε νέ ργ ε ι ας . Προσαρμοζ όμε ν οςσχε δ ι ασμόςγ ι αε φαρμογ έ ςαπόλί γαWatt μέ χ ριΜwatt. Σαναέ ρι οήυγ ρό, τ ουδ ρογόν ομπορε ίε ύκολαν αμετ αφε ρθ ε ί , ναφυλαχτ ε ίκαι τ ε λι κά μπορε ίν αχ ρησι μοποι ηθε ίσεκάθεε φαρμογή όπουχ ρησι μοποι ούντ αι σήμε ρακαύσι μα. Κοστ ί ζ ειλι γ ότ ε ρο γ ι αν α με τ ακι ν ηθ ε ίτ ο υδρογ όνο σεάλλε ςΗπε ί ρουςως συμπι ε σμέ ν ο αέρι ο με τ η βοήθε ι α σωλήνωναπό έ ν αί σο ποσό ηλε κτ ρι κής ε νέ ργ ε ι ας . Τουγρόυδρογ όνοε ί ν αιηασφαλέ στ ερηκαιπι οοι κονομι κήε πι λ ογή γι ατ ηνκί ν ησητ ηςε νέ ργ ε ι αςαπότ ουςωκε αν ούς . Τουδρογ όνοε ί ν αιτ οπι οασφαλέ ςαπόόλατ ακαύσι μα. Τοαέ ρι ουδρογ όν οε ί ν αι 14 φορέ ςε λαφρότ ε ρο από τ ον αέ ρα καιγι ’αυτ ό δι αχέ ε τ αιτ αχ έ ως στ ην ατ μόσφαι ρα στ ηνπε ρί πτ ωσηε νόςατ υχ ήματ ος . Εν ώτ αάλ λα καύσι μαέ χουν με γ άλοχ ρόνοε πι κι ν δυν ότ ητ αςέ ωςότ ουξ ε φύγ ουναπότ ηθέ σητ ους - 109 - 4.9 Η Ι ΣΤΟΡΙ ΑΤΩΝΚΥΨΕΛΩΝΚΑΥΣΙ ΜΟΥ Η πρώτ ηε μφάν ι σητ ωνκυψε λώνκαύσι μουέ γι ν ετ ο1839 απότ ονSir William Grove, έ νανΟυαλλό δι καστ ήκαιε πι στ ήμον α. Ωστ όσοηπρώτ ητ ηςε φαρμογήήτ αντ η δε καε τ ί ατ ου1960, ότ ανηκυβέ ρνηση τ ωνΗ.Π.Α. αποφάσι σε ν αε πι λέ ξ ε ιστ ο δι αστ ημι κότ ηςπρόγ ραμματ ι ςκυψέ λε ςκαυσί μου. Ταδ ι αστ ημόπλοι αGemini και Apollo κατ άτ ην αποστ ολή τ ους στ ο δι άστ ημα ε φοδι άστ ηκαν με ε ν έ ργε ι α και παρέ χ ουνακόμακαιτ ώραηλε κτ ρι κήε νέ ργ ε ι ακαιν ε ρόγ ι ατ οδ ι αστ ημι κόλε ωφορε ί ο. Δι άγ ραμ μαα πό δ ο σηςτ ηςκυ ψέ λ ηςκαυ σί μο υσ εσ ύγ κρι σ ημεάλ λ ε ς τ ε χ ν ο λ ο γ ί ε ς - 110 - Πα ράδ ε ι γ μαλ ε ι τ ο υ ρ γ ί αςκ υψέ λ ηςκαύ σι μο υ - 111 - Λε ι τ ο υρ γ ί αFuel Cell – Χη μι κ ήαν τ ί δ ρα ση Λε ι τ ο υ ρ γ ί αη λ ε κτ ρ ό λ υ σης– Χημι κήαν τ ί δρ αση - 112 - Σχ ηματ ι κάδ ι α γ ρ άμματ αδ ι αφό ρωνε ι δ ώνκυ ψε λ ώνκαυ σί μο υ - 113 - Κυψέ λ ηκαυ σί μο υαπότ οδ ι α στ ημ ό πλ ο ι οApollo 11 Κατ ασκε υήPEM Electrolyser - 114 - ΚΕΦΑΛΑΙ Ο5 5.1 ΤΟΜΕΛΛΟΝΤΟΥΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Κοι τ άζ οντ αςστ ομέ λλ ονε ί ν αισημαντ ι κόναγ νωρί ζ ουμεότ ιτ αορυκτ άκαύσι μαπου χαρακτ ηρί ζ ουντ ηνε ποχ ήμαςδε νε ί ν αιανε ξ άν τ λητ α. Κάποτ εκαιμάλι στ ασχε τ ι κά σύν τ ομα( σεδύοπε ρί πουαι ών ε ς) θατ ε λ ε ι ώσουν. Τουδρογ όν οε ί ναιαν ε ξάν τ λητ ο. Ότ ανλ οι πόντ οπαράγ ουμεαπόαν αν ε ώσι με ςπηγέ ςε ν έ ργε ι αςμετ ηναποσύνθ ε σητ ου νε ρού,στ ησυν έ χ ε ι α, με τ ατ ρέ πε τ αικαιπάλ ισεν ε ρόκατ άτ ηνέ νωσήτ ουμεοξ υγόν ο, στ ι ς κυψέ λε ς καυσί μου , ε πομέ νως κλε ί νε ιο κύκλος . Κατ ά συν έ πε ι α, ότ αν η ηλ ε κτ ρόλυση τ ροφοδοτ ε ί τ αιαπό ανανε ώσι μη ηλε κτ ρι κή ε ν έργ ε ι α, ο ε ν ε ργε ι ακός κύκλοςε ί ναιε ντ ελ ώςκαθαρός . Τα συστ ήματ α υδρογ όνου μπορούν να παρέ χ ουν βι ώσι με ςε πι λογ έ ςγ ι ατ ι ς παγ κόσμι ε ςσεε νέ ργ ε ι αανάγ κε ς . Τουδρογ όν οε ί ν αισχ ε τ ι κόμεόλητ ηνε ν έ ργ ε ι α. Εν τ ούτ οι ς , γι ατ ηνε ν έ ργ ε ι ατ ουυδρογ όνουτ ασυστ ήματ ααν τ ι με τ ωπί ζ ουνακόμα δι άφορα τ ε χ νι κά καιοι κονομι κά ε μπόδ ι α που πρέ πε ιν α υπε ρνι κηθούν γ ι α να μπορέ σε ιτ ουδρογ όν οναγ ί νε ιαντ αγ ων ι στ ι κόςε ν ε ργε ι ακόςμε τ αφορέ ας . Οιπρόοδοι πρέ πε ιν αγ ί ν ουνστ ηνπαραγ ωγ ήυδρογ όν ου, αποθήκε υση,με τ αφοράκαιτ ε χ νολογ ί ε ς χρησι μοποί ησηςκαιστ ηνέ ντ αξ ηαυτ ώντ ωνσυστ ατ ι κώνστ απλήρηε ν ε ργ ε ι ακά. Γι α ναε πι σπε ύσουντ ηνπρόοδ οτ ωντ ε χν ολογ ι ώνυδρογ όν ουκαιγ ι αναπραγ ματ οποι ηθε ί τ ο μέ λ λοντ ου υδρογ όν ου, τ αέ θν ηέ χ ουν ε ν ωθε ίυπό τ ηναι γί δα τ ου δι ε θν ούς οργαν ι σμού ε ν έργ ε ι ας (ΔΟΕ), η οποί α καθι ε ρώθηκε τ ο 1974, δ ημι ουργ ήθηκε πρόγραμμα υδ ρογόν ου γ ι αν α συν ε ργ αστ ούν καιν αε ξε τ αστ ούν τ α σημαντ ι κά ε μπόδι α που ε μποδί ζ ουν τ ην παγ κόσμι α αποδοχ ήτ ου υδ ρογόν ου. Αυτ έ ς οι συν ε ργασί ε ςέ χουν οδηγ ήσε ιήδη σε σημαν τ ι κέ ς προόδους στ ην αν ανε ώσι μη παραγ ωγ ήτ ουυδρογ όν ουκαιστ αστ ε ρε άυλι κάαποθήκευσηςκαιστ ηνανάπτ υξ ητ ων ε ργαλε ί ωνγ ι ανααξ ι ολογ ήσουνκαιναβε λτ ι στ οποι ήσουντ αε νε ργ ε ι ακάσυστ ήματ α γι ατ ουδρογ όν ο. Σήμε ρακατ αναλών ουμετ αορυκτ άκαύσι μα100.000 φορέ ςτ αχ ύτ ε ρααπόότ ιαυτ ά σχ ηματ ί ζ οντ αικαιοπροβλ ηματ ι σμόςε ί ν αιέ ν τ ονοςγ ι ατ ομέ χ ριπότ εθ αυπάρχουν . Γι απολλ ούςηπραγματ ι κήμέ ραπουθαυπάρξουμεδί χ ωςπε τ ρέ λαι οήφυσι κόαέ ρι ο ε ί ν αιδί χ ωςσημασί α. Η κατ αστ ροφήτ ουπε ρι βάλλον τ οςαπότ ι ςε κπομπέ ςCO2 και NO χί σωςδημι ουργ ήσουντ οπρόβλημαν ωρί τ ε ρα. Ταπλε ονε κτ ήματ ατ ουυδ ρογόν ου ί σωςκάν ουντ αορυκτ άκαύσι μαάχ ρηστ απροτ ούησπαν ι ότ ητ ατ ουςοδηγ ήσε ιτ ι ς τ ι μέ ςτ ουςσεε ξαι ρε τ ι κά υψηλά ε πί πε δα (λόγ ωε ξ όρυξης ). Ί σωςστ ομέ λλ ον η οι κον ομί αμαςπουτ ώραβασί ζ ε τ αιστ αορυκτ άκαύσι μα, αν τ ι κατ αστ αθε ίαπότ ην Οι κονομί ατ ουΥδ ρογόν ου. Τουδρογ όν οστ ηνέ αχι λι ε τ ί αε ί ν αισυνών υμομετ ην ε νέ ργ ε ι α, μετ ονανε φοδ ι ασμόκαιτ ηνασφάλ ε ι α, τ ηδι αχε ί ρι σηκλί ματ οςκαιτ ην ι καν ότ ητ αυποστ ήρι ξης . (Σχ ήμα1-2) - 115 - Σχήμα1: Κύτ ταροTandern γ ι αφώτοηλεκτρι κήπαραγ ωγήυδρογ όν ου Σχήμα2: Σύστ ημαανε ν ογε ν νητ ρι ών– ηλε κτ ρόλυσηςπουαφοράαν ε ξάρτ ητο στ αθμόαν ε φοδι ασμούκαύσι μουυδρογ όνου. 5.2 ΕΡΕΥΝΑΚΑΙΑΝΑΠΤΥΞΗΠΑΓΚΟΣΜΙ ΩΣ Στ ηνΓε ρμαν ί ατ ο1986 άρχ ι σανπαράλληλαδυομε γ άλαπρογ ράμματ αγ ι απαραγ ωγή υδρογ όνουμεχρήσηηλ ι ακήςε νέ ργ ε ι ας . Τοέ ναστ ηνΒαυαρί α, όπουι δ ρύθηκεη ε τ αι ρε ί α Solar Wasserstoff-Bayern GmbH (SWB) μεκρατ ι κήχρηματ οδ ότ ηση ε ν μέ ρε ικαισυμμε τ οχ ή με γ άλ ων ε τ αι ρε ι ώνόπως η BMW, η Linde, η Siemens. - 116 - Εγ κ α τ έ στ η σανε κ ε ίμι αμο ν άδ αε πί δ ε ι ξ η ςι σχ ύο ςπ ε ρ ί π ο υ250ΚW γ ι απ αρ αγ ωγ ήυ δ ρ ογ όν ουμε φωτ οβολτ αϊ κάστ οι χ ε ί ακαιχ ρήσητ ουσεστ ο ι χ ε ί ακαυσί μο υ, κατ αλ υτ ι κ ούςκαυστ ήρε ς , τ ροφοδοσί αοχ ημάτ ωνκλπ. Απ’αυτ ήν τ ηνμονάδα αποκτ ήθηκεπολύτ ι μη πε ί ρα σχ ε τ ι κά μετ ηνλε ι τ ουργ ί α φωτ οβολτ αϊ κώνστ οι χ ε ί ωνδ ι αφόρωντ ύπων, τ απροβλ ήματ ατ ηςηλε κτ ρόλυσης ,τ ον τ ρόποαπ οθ ήκε υσηςκαιμε τ άγ γ ι ση ςτ ο υυδ ρο γ όν ουκ λπ., στ ηνοπ οί αβασί στ ηκανμε τ άγ ι α τ ηνα ν άπ τ υξ ηπι οτ ε λ ε ι ο πο ι η μέ ν ωνσυ στ η μάτ ων . Τοδ ε ύτ ε ρ οπρ ό γ ρ α μμαέ γ ι ν εσεσυ ν ε ρ γ α σί ατ ο υΟμο σπ ο ν δ ι ακ ο ύΥπο υ ρ γ ε ί ο υΕκ π αί δ ε υσ ης , Επι στ ήμης , 'Έρε υναςκαιΤε χ ν ολογί αςτ ηςΓε ρμαν ί ας , μετ ηνΣαουδ αραβί αμετ ο "King Abdulaziz City of Science", καιον ομάστ ηκεHYSOLAR. Πραγματ οποι ήθηκε μι αμον άδ αε πί δε ι ξηςμεέ ν αστ αθ μόφωτ οβο λτ αϊ κώνστ οRiyadh ι σχ ύ ος350ΚW και παραγ ωγ ήυδρ ογ όν ουμεηλ ε κτ ρό λυ σητ ο υνε ρο ύ. Έγ ι ν ανπο λλ έ ςδ οκι μέ ςγ ι ατ ηνκαλ ή λε ι τ ο υργ ί ατ η ςμο ν άδαςκ αιγ ι αδι άφορε ςχ ρήσε ι ςτ ουυδρογ όν ου, και αποκτ ήθηκε πολύτ ι μη ε μπε ι ρί α. H χ ρή σηα ι ο λ ι κή ςε ν έ ρ γ ε ι αςγ ι ατ ην.πα ρα γ ωγ ήυδ ρ ογ όν ο υκ οστ ί ζ ε ι λι γ ό τ ε ρ ο,μετ ι μέ ςτ ου1997 τ οκ όστ οςαν έ ρχ ε τ αισε32$/GJ, καιτ ε ί ν ε ιν αε λατ τ ών ε τ αι.Η μέ θ οδ οςαυ τ ήαρχ ί ζ ε ι ν αε φαρμόζ ε τ αιστ ηνΑρι ζ όν α,καθώςκ αιστ ηνΙ ρλαν δί α. Στ ηνΚαλι φόρν ι αηετ αι ρε ί αHyGen Industries LLC, αν ακοί νωσεότ ιθ αδημι ουργ ήσε ι τ ηνπρ ώτ ηστ ονκ όσμοπι λ οτ ι κ ήε μπ ορ ι κήμον άδ αυ δ ρο γ όν ο υπ ολ λώνMW τ ροφοδ ο τ ο ύμε ν η ε ξολο κλήρουαπόαν αν ε ώσι με ςπηγ έ ςε ν έ ργ ε ι αςμεχ ρήσηφωτ οβολ τ αϊ κώνστ ο ι χ ε ί ων , αι ολι κήςε ν έ ργε ι αςκαιπι θαν ώςτ ηνε ν έ ργε ι ατ ωνπαλι ρροϊ κώνκυμάτ ων . H μονάδα αυτ ήθαπραγ ματ οποι ηθε ίχάρηστ ηνε μπει ρί απουαποκτ ήθηκεαπότ απρόγραμμα «Καθαρόςαέ ραςτ ώρα» στ ηνXerox, στ οΕΙSegundo τ ηςΚαλι φόρνι ας , όπουτ ο υδρογ όνοπαραγ ότ αναπόφωτ οβο λτ αϊ κάστ οι χ ε ί ακαιχ ρ ησι μο ποι ο ύν τ ανωςκαύ σι μοσε οχ ήματ α. Στ ηναυτ ο κι ν ητ ο βι ομηχ αν ί α, τ έ λ ος , ό λοκαιπ ε ρι σσότ ε ρε ςκ ατ ασκε υάστ ρ ι ε ςε τ αι ρε ί ε ς μπ αί ν ουνσι γ άσι γ άστ οπαι χ ν ί δ ι , μι αςκαιαυ τ έ ςοιτ ε χ ν ολ ογ ί ε ςε ί ν αιπ ολύε λ κυστ ι κέ ςκαι ε ί τ εαυτ όν ομαε ί τ εμετ ηνμορ φήσυν ε ρ γ ασί α ςυλ οπ οι ού ναν τ ί στ ο ι χ απρο γ ράμματ α.Αξ ί ζ ε ι νααν αφέ ρο υμετ ηνσυν ε ρ γ ασί ατ ηςΚορε άτ ι κης Hyundai Motor Co. μεπέ ν τ εδι ε θν ε ί ς αν τ αγ ων ι στ έ ςτ ι ςόπωςηToyota, ηNissan, ηFord, οό μι λοςDaimler Chrysler καιο γ αλλ ι κόςόμι λ οςSPA (Peugeot - Citroen), προ κε ι μέ ν ο υν ακ ατ ασκε υάσουναπόκ οι ν ούέ ν α σύ στ ημακαυ σί μο υπουθαχ ρησι μοπ οι ηθ ε ίσεαυτ οκί ν ητ ατ ε χ ν ολ ογ ί αςκυψε λ ώνκαυ σί μο υ μεαπώτ ε ρ οστ όχ οτ ηνμε γ αλ ύτ ε ρηαυτ ο ν ομί αγ ι ατ αο χ ήματ ααυ τ ά. Επί σης , ηGeneral Motors καιηShell Hydrogen ε ν ών ουντ ι ςδ υνάμε ι ςτ ουςμεστ όχ ον α γ ί νο υν τ α οχ ήματ α κυψε λών καυσί μού με υδ ρογόν ο μι αε μπορι κά βι ώσι μη πραγ ματ ι κότ ητ α.Ταε πί κε ντ ροτ ηςσυν ε ργ ασί αςτ ωνοχ ημάτ ωνκυψε λώνκαυσί μουμε υδρογ όνοκαιτ ηςτ ε χ ν ολογί αςτ ηςυποδομήςαν ε φοδι ασμούσεπραγ ματ ι κέ ςσυν θήκε ς στ ηνπε ρι οχ ήτ ηςΟυάσι γ κτ ονστ ι ςΗΠΑμε τ αξύGM καιShell Hydrogen. Ηδο κι μήθα πε ρι λ αμβάν ε ιτ ηνπρώτ ηαν τ λ ί ακαυ σί μουυ δρ ογ ό νο υστ ηνΑμε ρι κήσεπρατ ήρι οτ ηςShell γ ι ατ ο ναν ε φο δι ασμόε ν όςστ όλ ουοχ ημάτ ωνκυψε λώνκαυ σί μουτ ηςGeneral Motors. Χρησι μοποι ώντ αςωςβ άσηαυτ ότ οδοκι μαστ ι κόστ αθμόαν ε φοδι ασμούμευδ ρογόν ο στ ηΟυάσι γ κτ ον , ηGM καιη Shell θ αε στ ι άσο υντ ησυνε ργασί ατ ουςσετ ρε ι ς βασι κούςτ ομε ί ς , Πρώτ ον, στ ηνε ντ ατ ι κήκαιλε πτ ομε ρήε ν ημέ ρωσητ ωνπολι τ ι κών, τ ωνν ομοθε τ ώνκαιτ ουκοι ν ού,μεε πι δε ί ξε ι ςσυν δυασμέ ν ωντ ε χ νολ ογι ώνυδ ρογόν ου. Δε ύτ ε ρον , στ ηναντ αλλαγ ήτ ε χν ογ νωσί ας , συ ν δ υάζ ον τ αςτ ηνε μπ ε ι ρί αστ οντ ο μέ ατ ου αυτ οκι ν ήτ ο υμετ ηντ ε χ ν ολ ογ ί ατ ηςυπο δ ομήςαν ε φοδι ασμο ύ. Τρ ί τ ο ν, στ ηνε μπ ε ι ρί ακαι συ γ κέ ν τ ρωσηγ νώσε ωνμεδ οκι μέ ςσεπ ραγ ματ ι κ έ ςσυ νθ ήκε ς . - 117 - 5.3 Η ΕΤΟΙ ΜΟΤΗΤΑΤΗΣΕΛΛΑΔΑΣ Όσοναφοράστ ηχώραμας , όπωςπροκύπτ ε ιαπόμε λ έ τ ε ςκαιέ ρε υν ε ςτ ηςΔΕΗ, τ α φωτ οβολτ αϊ κά, τ ααι ολι κάκαιηγ ε ωθε ρμί αε ί ν αιτ ρε ι ςαν ανε ώσι με ςπηγ έ ςε ν έ ργε ι ας πουε ύκολαμπορούμενααναπτ ύξ ουμεκαιμέ σωαυτ ώνν απαραγ άγουμευδρογ όν ο. Μέ χ ρισήμε ραέ χ ουνήδ ηε γ κατ αστ αθε ίε βδ ομήντ αφωτ οβολ τ αϊ κάσυστ ήματ ασε24 νησι ά(Αρκοί , Κύθν ος , Γαύδος , Αντ ι κύθηρα,Σί φν οςκ.λπ.). Η πρώτ ηανε μογε ν ν ήτ ρι α ε γκατ αστ άθ ηκεστ ηΜύκονοτ ο1983, ε ν ώ σήμε ραυπάρχ ουναν ε μογ ε νν ήτ ρι ε ςστ α αι ολι κάπάρκαδ ε κατ ρι ώνν ησι ών(Κρήτ η, Σαμοθράκη, Χί ος , Σάμος , Άν δρος ,Ι καρί α κ.λπ.), συν ολι κήςε γκατ ε στ ημέ ν ηςι σχ ύος38 MW. Δι όλουτ υχ αί α, ηΔΕΗ ήτ αναπότ ι ςπρώτ ε ςμε γ άλ ε ςε τ αι ρε ί ε ςηλε κτ ροπαραγωγ ής στ ονκόσμοπουξ ε κί ν ησεναασχολε ί τ αισοβαράμετ ι ςαναν ε ώσι με ςπηγέ ςε ν έ ργε ι ας πρι ναπόπε ρί που28 χ ρόν ι α,ε ν ώμετ αυδροηλε κτ ρι κάέ ργ αακόμαν ωρί τ ε ρα. Σχε τ ι κάμετ ηνπροοπτ ι κήχρησι μοποί ησηςτ ουυδρογ όν ου ωςκαύσι μηςύλης , ο δι ε υθυν τ ήςε ν αλλακτ ι κώνμορφώνε νέ ργ ε ι αςτ ηςΔΕΗ κ. Νί κοςΣτ αυρί δηςε ξηγ ε ί : "Υπάρχ εισυνε ργ ασί α μεπαν ε πι στ ημι ακέ ςσχολέ ς , μεστ όχ οτ ηε κπόν ηση μι ας σχ ε τ ι κήςε φαρμόσι μηςμε λέ τ ης . Προςτ οπαρόνπροσαν ατ ολι ζ όμαστ εστ ησυμμε τ οχ ή μαζ ίμετ αΑΕΙσεε υρωπαϊ κόπρόγ ραμματ οοποί οαποβλέ πε ιστ ηναξ ι οποί ησητ ης απορρι πτ όμε νηςε ν έ ργε ι αςαπό αι ολ ι κά καιφωτ οβολτ αϊ κά πάρκα σενησι ωτ ι κά συστ ήματ απαραγωγ ήςυδ ρογόν ουμεηλε κτ ρόλ υση. Ανκιακόμαβρι σκόμαστ εστ ο στ άδι οτ ηςδι ε ρε ύν ησης , πι στ ε ύω ότ ισελί γ οκαι ρόθαμπορέ σουμεν αδούμετ α αποτ ελ έ σματ ατ ωνμε λε τ ώνμας ". 5.4 ΕΡΕΥΝΗΤΙ ΚΑΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΠΟΥΕΞΕΛΙ ΣΣΟΝΤΑΙΣΗΜΕΡΑΣΤΗΝΕΛΛΑΔΑ Υπάρχουν προγράμματ αγ ι α όλ ατ αε πί πε δ α. Κατ ’αρχάς γ ι ατ ην παραγωγή υδρογ όνουμέ σωηλ ι ακήςήαι ολι κήςε ν έ ργε ι ας , μέ σωγ ε ωθε ρμί ας , φωτ οχ ημε ί αςκ.λπ. Το Κέ ν τ ρο Αν αν ε ώσι μων Πηγ ών Εν έ ργε ι ας (ΚΑΠΕ) έ χ ε ι πάρε ιέ ν αε ι δι κό πρόγραμμαπαραγ ωγ ήςυδρογ όνου,μεε νέ ργ ε ι απροε ρχ όμε νηαπόαν ε μογ ε ν νήτ ρι ακαι αποθ ήκε υσησεδ ε ξαμε νέ ςπουφτ ι άχ ν ειηε τ αι ρε ί α«Ρόκκας » απόμε τ αλλοϋδρί δι α,σε συν ε ργασί αμεε ξε ι δι κε υμέ νηκυπρι ακήε τ αι ρε ί α. Υπάρχουνε πί σηςπρογράμματ α που ασχολ ούντ αιμετ ηνπρόληψη κι ν δύνων σε πε ρί πτ ωσηατ υχ ημάτ ωναπόυδ ρογ όνοκιέ χ ουναν απτ ύξε ιλογ ι σμι κάπροσομοί ωσης , τ α οποί α βρί σκουν πολύ καλή ε φαρμογή σεήδη υπάρχ ον τ α ατ υχ ήματ α. Εί ναι ι δ ι αί τ ε ρασημαν τ ι κόότ ιτ οXόν γκKόν γ κ, στ οοποί οθακυκλοφορήσουνσύν τ ομα λε ωφορε ί αυδρογ όνου, αν έ θε σετ ημε λέ τ η αν τ ι με τ ώπι σηςπι θ αν ούατ υχ ήματ οςσε ε λληνι κήε ρε υνητ ι κήομάδα. - 118 - 5.4.1 ΥΛΟΠΟΙ ΗΣΗΚΑΙΠΡΩΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΑΠΟ ΜΟΝΑΔΑΠΑΡΑΓΩΓΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥΑΠΟΑΙ ΟΛΙ ΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙ Α Το ΚΑΠΕ σε συν ε ργ ασί α µε Ευρωπαϊ κούς φορε ί ς υλοποί ησε µί α πι λοτ ι κή ε γκατ άστ ασηγι απαραγωγ ή, αποθήκε υσηκαιε µφι άλωσηυδρογ όν ουαπόαι ολι κή ε νέ ργ ε ι α. Η ε γ κατ άστ ασηαν απτ ύχθ ηκεστ οπάρκοδοκι µώνανε µογ ε ν νητ ρι ώντ ου ΚΑΠΕστ οΛαύρι οΑτ τ ι κήςκαιαποτ ελ ε ί τ αιαπότ αε ξήςβασι κάτ µήµατ α: αν ε µογ ε νν ήτ ρι αEnercon E-40 ι σχ ύος500 kW, μον άδ ααλ καλι κήςηλε κτ ρόλυσηςι σχ ύος25 kW, µεον ομαστ ι κή παραγωγή5 3 Nm /h H2 στ α20 bar, μον άδ α αποθήκε υσης 40 Nm 3 υδρογ όνου σε δε ξ αμε ν έ ς µε τ αλλοϋδρι δί ων (υπε ύθυνοςφορέ ας , FIT, Κύπρος ) συμπι ε στ ή υδ ρογ όνουε νόςστ αδί ου απότ α 18 bar στ α 220 bar, µεστ αθμό ε μφι άλωσηςυδ ρογ όνου(υπε ύθυν οςφορέ ας , ΡΟΚΑΣΑΒΕΕ) κε ντ ρι κόσύστ ημααυτ όματ ουε λέ γ χουκαικατ αγ ραφήςδε δομέ νων Οε ξ οπλι σμόςέ χ ε ιτ οποθε τ ηθε ίκαισυν δε θε ίόσοναφοράτ αηλε κτ ρι κάδί κτ υαγ ι α ι σχ ύκαιέ λ ε γχ ο,τ αδί κτ υααε ρί ων(υδ ρογ όνου/αζ ώτ ουκαιπε πι ε σμέ νουαέ ρα) καιτ α δί κτ υα θε ρμού καικρύου ν ε ρού. Παρουσι άζ ον τ αιτ αε πι μέ ρους τ µήµατ ατ ου ε ξοπλι σμούκαιηδι αδι κασί ααν έ γε ρσηςτ ηςε γ κατ άστ ασηςκαθώςκαιηε μπε ι ρί απου αποκτ ήθηκε από τ ην όλ η δι αδι κασί α. Επι πλέ ον παρουσι άζ ον τ αι τ α πρώτ α αποτ ελ έ σματ ααπότ ηνλ ε ι τ ουργ ί ατ ηςε γ κατ άστ ασης. Στ ηδι άρκε ι ατ ωντ ε λε υτ αί ωνε ί κοσιχ ρόν ων, έ χ ουνμε λε τ ηθε ίδι άφορασυστ ήματ α παραγ ωγ ήςυδρογ όνουµεηλε κτ ρόλ υσηαπόαν αν ε ώσι με ςπηγ έ ςε νέ ργ ε ι ας ,ι δ ι αί τ ε ρα σεσυν δυασμόµεφωτ οβολτ αϊ κάκε λι ά. Η πρώτ ηαυτ όνομηε γ κατ άστ ασηπαραγωγ ής υδρογ όνουαπόαι ολι κήε ν έ ργε ι ατ έ θηκεσελ ε ι τ ουργ ί ατ ο2003 στ ον ησίUtsira τ ης Νορβηγί ας 1. Αποτ ε λε ί τ αιαπόμι ααν ε µογ ε νν ήτ ρι αEnercon E-40 τ ων600 kW, μι α αλ καλι κήμον άδ αηλε κτ ρόλυσηςτ ηςNorsk Hydro ι σχύος48 kW πουπαράγ ε ι10 Nm3/h υδ ρογόν ο, έ ν ασυμπι ε στ ή6 kW καιμι αδε ξ αμε ν ή12 m 3 γ ι ααποθήκε υσητ ου υδρογ όνουστ α200 bar, έ ν ανκι νητ ήραε σωτ ε ρι κήςκαύσηςυδ ρογόν ουτ ων55 kW και μι α κυψέ λη καυσί μου PEM τ ων 10 kW. Μι αδ ε ύτ ε ρη αυτ όν ομη ε γ κατ άστ αση παραγ ωγ ήςυδρογ όνουαπόαι ολι κή ε ν έ ργ ε ι αμπήκεσελε ι τ ουργ ί α πρόσφατ αστ α νησι άShetland. Αποτ ε λ ε ί τ αιαπό2 αν ε µογ ε νν ήτ ρι ε ςProven LTD τ ων15 kW, μι α αλ καλι κήμονάδαηλε κτ ρόλυσηςτ ηςAccaGen με γί στ ηςι σχ ύος15 kW στ α55 bar, δε καέ ξικυλί ν δρουςτ ων50 l συν ολι κήςι καν ότ ητ ας44 Nm3 H2 καιμι ακυψέ λη καυσί μουPEM τ ηςPlug-Power ι σχ ύος5 kW DC Στ απλαί σι ατ ουπε ν τ αε τ ούςΕυρωπαϊ κούπρογ ράµµατ οςRES2H2, πουξ ε κί νησετ ο 2001, τ ο ΚΑΠΕ σεσυν ε ργ ασί α µεάλλουςΕυρωπαϊ κούςφορε ί ς , σχε δ ί ασεκαι υλοποί ησεµί απι λοτ ι κήε γ κατ άστ ασηγ ι απαραγ ωγή, αποθήκε υσηκαιε μφι άλ ωση - 119 - υδρογ όνουαπόαι ολι κήε ν έ ργ ε ι α. Μι αδ ε ύτ ε ρηε γ κατ άστ ασηστ αΚαν άρι αΝησι ά, πουπροβλέ πε τ αιστ απλαί σι ατ ουι δί ουέ ργου,µεχρήσητ ουυδρογ όνουσεκυψέ λε ς καυσί μου,δ ενέ χ ε ιυλ οποι ηθε ίακόμα,ε ξ αι τ ί αςδ ι αφόρωνπροβλημάτ ων . Στ ηνΕλλάδα, ημον άδαπαραγ ωγ ήςτ ουυδρογ όν ουε γ κατ αστ άθηκεστ οπι λοτ ι κό Αι ολι κόΠάρκοτ ουΚΑΠΕκοντ άστ οΛαύρι ο, συν ολι κήςε γ κατ αστ ημέ νηςι σχ ύος3 MW. Η ε τ αι ρε ί α ΡΟΚΑΣ ΑΒΕΕ αν έ λαβετ ηνπρομήθε ι α καιε γκατ άστ αση τ ου συμπι ε στ ήυδ ρογόν ου, τ ουστ αθμούπλήρωσηςφι αλώνκαιτ ουδ ι κτ ύουυδ ρογόν ου. ΤοFrederick Institute of Technology (FIT) σχ ε δί ασεκαιε γ κατ έ στ ησετ ηνμονάδα αποθ ήκε υσηςυδρογ όνουσεµετ αλ λοϋδρί δι α. ΤοΚΑΠΕ ανέ λαβετ ηνμελ έ τ ηκαι ε γκατ άστ αση τ ης μονάδ ας παραγωγ ής υδρογ όν ου µε ηλε κτ ρόλυση, τ ην ηλ ε κτ ρολογ ι κή ε γκατ άστ αση καισύνδε ση µετ ην ανε µογ ε νν ήτ ρι α, τ ο κεν τ ρι κό σύστ ηµαε λ έ γχ ουκαιτ απε ρι φε ρε ι ακάσυστ ήματ α. Ηε γ κατ άστ ασηολοκληρώθηκεκαιτ ατ µήµατ ατ ουε ξοπλ ι σμούδοκι µάστ ηκανέ να έ ναστ οδι άστ ηµαΜάι ος -Ι ούλι ος2005. Στ ηνπορε ί α, προέ κυψανδ ι άφορε ςµι κροε ργασί ε ς , οπότ εηλε ι τ ουργ ί ατ ουολοκληρωµέ ν ουσυστ ήµατ οςξ ε κί ν ησεστ οτ έ λος Σε πτ ε µβρί ου2005. ΠΕΡΙ ΓΡΑΦΗ ΤΗΣΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ «ΑΙ ΟΛΙ ΚΟΥΥΔΡΟΓΟΝΟΥ» Τοσύστ ηµααποτ ε λε ί τ αιβασι κάαπότ ρε ι ςε νότ ητ ε ς : τ ην χ ημι κή ε γ κατ άστ αση παραγ ωγ ής καιαποθ ήκε υσης υδρογ όνου µε τ α απαραί τ ητ απε ρι φε ρε ι ακά τ ονκε ντ ρι κό ηλε κτ ρολογ ι κό πί νακα, που πε ρι λαμβάν ε ιτ ηνσύνδ ε ση µετ ην αν ε µογ ε νν ήτ ρι ακαιτ ηνπαροχ ήρε ύματ οςσεόλ ουςτ ουςχ ρήστ ε ς τ οκε ντ ρι κόσύστ ηµαε λέ γ χουκαικατ αγραφήςδε δ οµέ νων Μι αµον άδαηλ εκτ ρόλυσηςν ε ρούτ ων25 kW ε ί ν αισυνδ ε δε µέ ν ηστ ηνέ ξ οδο400 V µι αςσύγ χ ρονηςανε µογ ε νν ήτ ρι αςEnercon E-40 τ ων 500 kW. Η ηλε κτ ρόλ υση παράγ ε ι5 Nm 3/h υδ ρογόν ουστ α19 bar, πουπε ρν άε ιαπόεπι πλέ ονκαθαρι σµόκαι ε ί τ ε αποθηκε ύε τ αισεδε ξ αµε ν έ ςµε τ αλλ οϋδρι δί ων ι κανότ ητ ας40 Nm3 H2, ε ί τ ε συµπι έ ζ ε τ αισεκυλί νδρουςυψηλήςπί ε σης , στ α220 bar. Έν ααπλ όδι άγ ραµµατ ης χηµι κήςε γ κατ άστ ασηςπαρουσι άζ ε τ αιστ οΣχ ήµα3. Αποτ ε λε ί τ αιαπότ αε ξ ήςε πι µέ ρουςτ µήµατ α: 1. τ ηνηλε κτ ρόλυσητ ουνε ρού 2. τ ι ςδε ξ αµε ν έ ςµε τ αλλ οϋδρι δί ων 3. µι ασυµβατ ι κήδε ξ αµε νήυδρογ όν ου 4. τ ονσυµπι ε στ ήυδ ρογόν ου 5. τ ονστ αθµόπλήρωσηςφι αλών 6. τ οκλε ι στ όσύστ ηµαψύξηςν ε ρού 7. τ οσύστ ηµαπε πι ε σµέ νουαέ ρα - 120 - Σχ ήμα3: Απλόδι άγραμματηςε γκατάστ ασηςυδρογόν ουστοαι ολι κόπάρκοτ ου ΚΑΠΕ 1. ΜΟΝΑΔΑΗΛΕΚΤΡΟΛΥΣΗΣ Η µον άδ α αλκαλι κήςηλ ε κτ ρόλυσηςκατ ασκε υάστ ηκεαπότ ηνCasale Chemicals, Ελ βε τ ί α, καιέ χε ιονοµαστ ι κήπαραγ ωγ ή0.45 kg/h (5 Nm3/h) υδρογ όν ουυπόπί ε ση 19 barg. Tο ηλε κτ ρολυτ ι κό υδρογ όν ο καθαρότ ητ ας 99.98 κ.ο. πε ρνάε ι από κατ αλυτ ι κόαντ ι δραστ ήραγι ατ ηνκαύσητ ουοξυγ όνουσεε πί πε δακάτ ωτ ων10 ppm καιαπόξηραντ ήρα, γ ι ανακατ έ βε ιτ οατ µοσφαι ρι κόσηµε ί οδ ρόσουτ ουυδ ρογόν ου στ ους-40°C. Ηµονάδαµπορε ίν ααπορροφήσε ιτ ι ςαλλαγέ ςηλε κτ ρι κήςι σχ ύοςµι ας αν ε µογ ε νν ήτ ρι αςµέ σασεέ ν αε ύροςαπό15 έ ως100% τ ηςον οµαστ ι κήςτ ηςι σχύοςσε έ ναδε υτ ε ρόλε πτ ο. Η λε ι τ ουργ ί ατ ηςηλε κτ ρόλυσηςγι αµεγ άλαχρον ι κάδι αστ ήµατ α µε ι σχ ύχ αµηλ ότ ε ρη τ ου 15%, δ ηµι ουργ ε ίπροβλήµατ α στ ην καθαρότ ητ ατ ου παραγ όµε νουυδ ρογ όνου. Η θε ρµοκρασί α λε ι τ ουργ ί ας ε ί ν αι80°C καιως ηλε κτ ρολύτ ης χ ρησι µοποι ε ί τ αι υδατ ι κό δι άλ υµα ΚΟΗ 30% κ.β. Το ν ε ρό τ ου δι κτ ύου, που δ ι οχ ε τ ε ύε τ αιστ ην ηλ ε κτ ρόλυση, πε ρν άε ιαπόµι αστ ήληε ναλλαγ ήςι όντ ωνέ τ σιώστ εηαγ ωγι µότ ητ ά τ ουναπέ σε ιστ α5 µS/cm. Οιτ ε χ νι κέ ςπροδ ι αγ ραφέ ςήτ ανπολύ αυστ ηρέ ςόσοναφορά τ ηνασφάλε ι ατ ου συστ ήµατ ος , καιηµονάδ αέ χ ε ισχ ε δι αστ ε ίκαικατ ασκε υαστ ε ίσύµφων αµεόλ ους τ ους καν όνε ς ασφαλε ί ας . Σε πε ρί πτ ωση οποι ασδήποτ ε αν ωµαλί ας , η µονάδα στ αµατ άε ιτ ηλε ι τ ουργ ί ατ ηςαυτ οµάτ ως , κάνε ιαποσυµπί εσηκαιγ ε µί ζ ε ιτ οσύστ ηµα µεάζ ωτ ο.Ταµε τ ρητ ι κάασφαλε ί αςε ί ν αιδι πλά, µετ οβασι κόσύστ ηµαν αλ ε ι τ ουργ ε ί χωρί ςτ ηνπαρέ µβασηαν θρώπουήλ ογι σµι κού. Όλε ςοιβάνε ςε ί ν αιπνε υµατ ι κού τ ύπου,έ τ σιώστ εν αε λ ατ τ ωθε ίστ οε λ άχ ι στ οοηλε κτ ρι κόςε ξ οπλι σµόςστ οπε δ ί ο. Όλοςοηλε κτ ρι κόςε ξοπλι σµόςστ οπε δ ί οε ί ναισχ ε δι ασµέ ν οςκαικατ ασκε υασµέ ν ος σύµφων αµετ ι ςπροδι αγ ραφέ ςπουι σχ ύουνγ ι αζ ώνε ςµεπι θαν ήπαρουσί αε ύφλε κτ ων αε ρί ων . H µον άδαηλε κτ ρόλ υσηςε ί ν αικατ ασκε υασµέ νηγι αλ ε ι τ ουργ ί ασεε ξ ωτ ε ρι κό χώρο, αλλ άχ ρε ι άζ ε τ αιπροστ ασί α από τ ονήλ ι ο, οπότ επροστ ατ ε ύε τ αιαπό έ να - 121 - κουβούκλ ι ο, όπωςφαί νε τ αιστ ηνΕι κόν α1. Σεπρώτ οπλάνοκαικάτ ω, φαί ν ετ αιη δε ξ αµε ν ήαπι ονι σµέ νουν ε ρούκαιλί γοψηλότ ε ραφαί νον τ αιτ αδοχ ε ί αδι αχ ωρι σµού αε ρί ου/ηλ ε κτ ρολύτ ηγ ι ατ ουδρογ όν οκαιτ οοξυγ όν ο. Στ οβάθοςδε ξ ι ά, φαί νε τ αιη στ ήληαπι ον ι σµούτ ουν ε ρού.Στ οκάτ ωμέ ροςβρί σκον τ αιοισυνδέ σε ι ςτ ουν ε ρούκαι στ οπάν ωµέ ροςοισυν δέ σε ι ςτ ωναε ρί ων . Ει κόν α1. Ηαλκαλι κήµονάδαηλε κτ ρόλυσης25 kW στοΑι ολι κόπάρκοτου ΚΑΠΕ. 2. ΔΕΞΑΜΕΝΕΣΜΕΤΑΛΛΟΫΔΡΙ ΔΙ ΩΝ Οι δε ξ αµε νέ ς µε τ αλλοϋδρι δ ί ων σχε δ ι άστ ηκαν από τ ο FIT, Κύπρο, και κατ ασκε υάστ ηκαν από τ ηνLabtech SA, Βουλγ αρί α. Το σύστ ηµα αποθ ήκε υσης αποτ ελ ε ί τ αιαπό6 κυλι νδ ρι κέ ςδε ξ αµε ν έ ςαπόατ σάλι , πουπε ρι έ χ ουνέ ν ακράµα µε τ άλλου τ ύπου AB5, µε προσµε ί ξε ι ς La1-xCexNi,. Κατ άτ η δι άρκε ι ατ ης ε ξωθε ρµι κήςπροσρόφησηςυδρογ όνου,οιδε ξ αµε νέ ςψύχον τ αιαπόκρύον ερό.Γι ανα µπορέ σουνναε κροφήσουντ ουδρογ όν ο,χρε ι άζ ε τ αιζ εστ όν ε ρόστ ους75°C, απόέ ν αν απλ όθε ρµοσί φων αι σχ ύος 4 kW. Η πί ε σηε κρόφησηςσχ ε δι ασµούε ί ναι14 bar και αν τ ι στ οι χ ε ίσεµι αθε ρµοκρασί α50-60°C, καιοιδ ε ξαµε ν έ ςχρε ι άζ ον τ αι5-15 λε πτ ά προθέ ρµανσηςπρι ναρχ ί σουννααποδ ί δουντ ουδρογ όνοµετ ηνονοµαστ ι κήροήτ ων 0.45 kg/h υδ ρογόν ου. - 122 - Ηκάθ εδ ε ξαµε νήέ χε ιονοµαστ ι κήι καν ότ ητ απροσρόφησης0.62 κι λώνυδρογ όνου(7 Nm3) οπότ εη ε γ κατ άστ αση έ χ ε ισυν ολι κή ι καν ότ ητ α αποθήκευσης 3.7 κι λών υδρογ όνου(42 Nm 3). Η ε ι δι κήι καν ότ ητ απροσρόφησηςτ ουµε τ αλλι κούκράµατ ος ε ί ν αι1.28% κ.β.καιτ ηςπλήρουςδε ξ αµε νήςε ί ναι0.66% κ.β., λαµβάνον τ αςυπόψητ ο βάροςτ ωνκυλί νδ ρων.Ηε ν θαλπί ασχ ηµατ ι σµούτ ουµε τ αλ λοϋδρι δί ουε ί ναιΔHf = 28 kJ/mol H 2, καιηαπαι τ ούµε ν ηθε ρµι κήι σχ ύςγ ι ατ ηνε κρόφησητ ουυδρογ όν ουστ ην ονοµαστ ι κήροήε ί ναιπε ρί που2 kW. Ταµε τ αλλοϋδ ρί δι αδ ε νπρέ πε ιναέ ρθουνσεεπαφήµετ οναέ ραούτ εµεν ε ρό, γ ι ατ ί µπορε ίνααν τ ι δράσουνε κρηκτ ι κά. Η παρουσί αµι κρώνποσοτ ήτ ωνοξ υγόν ουκαι νε ρούµέ σαστ ουδ ρογ όνοµπορε ίν αοδ ηγ ήσε ιστ ηνστ αδι ακήµε ί ωσητ ηςι καν ότ ητ ας αποθ ήκε υσηςτ ωνµε τ αλλοϋδρι δί ων . Οιέ ξ ιδ ε ξαµε ν έ ςδι αθέ τ ουνχ ε ι ροκί ν ητ ηβάν ααποκλε ι σµού, αλλάλ ε ι τ ουργ ούνόλ ε ς µαζ ίσανµί αµον αδ ι κήδε ξ αµε νή, µετ η βοήθε ι α αυτ όµατ ηςβάναςε ι σόδ ου και αυτ όνοµηςβάν αςε ξόδ ου. Οιδε ξ αµε νέ ςπρέ πε ινα ψύχ ον τ αισυν ε χ ώςκατ άτ η δι άρκε ι ατ ηςπροσρόφησηςυδ ρογόν ου, καθ ώςκαιγ ι αλί γ οδι άστ ηµαµετ άτ οπέ ρας τ ηςπροσρόφησης , µέ χριν αστ αθε ροποι ηθ ε ίηθε ρµοκρασί ατ ουµε τ αλ λοϋδρι δί ου. Κατ άτ ηδι άρκε ι ατ ηςπλήρωσης , ηπί ε σηστ οκε ν όδ ι άστ ηµατ ωνµε τ αλλοϋδρι δί ων ε ί ν αιί σηµετ ηνπί ε σητ ουκυκλώµατ ος . Οσοτ αµε τ αλλοϋδ ρί δ ι αδ ε νε ί ν αιγε µάτ α, η πί ε σηι σορροπί αςτ ωνµε τ αλλ οϋδρι δί ωνε ί ν αιχαµηλότ ε ρηαπότ ηνπί ε σητ ουκε ν ού δι αστ ήµατ ος . Ότ ανοιδύοαυτ έ ςπι έ σε ι ςγ ί νον τ αιί σε ς , τ οµε τ αλ λι κόκράµαδε νθα µπορε ίν α απορροφήσε ι πε ρι σσότ ε ρο υδρογ όνο, αλλά η στ ι γ µή αυτ ήτ ης ε ξι σορρόπησηςδεµπορε ίναπροβλε φθε ίε ύκολα. Έτ σι , τ οε πί πε δοπλήρωσηςτ ων µε τ αλλοϋδρι δ ί ωνυπολογ ί ζ ε τ αιµεολ οκλ ήρωµαωςπροςτ οχ ρόνοτ ηςροής . 3. ΣΥΜΒΑΤΙ ΚΗΔΕΞΑΜΕΝΗ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Μι α µι κρή συµβατ ι κή δε ξαµε ν ή υδρογ όν ου σχ ε δι άστ ηκεγ ι α να δ ι ε υκολύν ε ιτ η λε ι τ ουργί ατ ου συµπι ε στ ή. Η συσκε υή ηλ ε κτ ρόλυσης ε ί ναιο µόν ος χρήστ ης ηλ ε κτ ρι κήςι σχύοςτ ηςδι άτ αξηςπουµπορε ίνααπορροφήσε ιµε γ άλ εςµε τ αβολέ ς ι σχ ύος . Ότ ανηι σχ ύςµε ι ώνε τ αι , µε ι ών ε τ αιαν άλογ ακαιηπαραγωγήυδρογ όν ου, αλ λάηπί ε σηλε ι τ ουργ ί αςδ ε ναλλ άζ ε ι . Οσυµπι εστ ήςυδ ρογόν ουµπορε ίναδε χ θε ίέ να ε ύροςπι έ σε ωνκαιροώνστ ηνε ί σοδο,έ τ σιώστ εσεχαµηλέ ςπι έ σε ι ς( έ ως10 barg) να συµπι έ ζ ε ιµι κρέ ςροέ ςκαισευψηλότ ε ρεςπι έ σε ι ς(έ ως18 barg) να συµπι έ ζ ε ι µε γαλύτ ερε ςροέ ς ,τ ε ί νον τ αςπροςµι αι σορροπί α. Ανόµωςηπί ε σητ ουυδ ρογόν ου στ ηνε ί σοδ οπέ σε ικάτ ωαπότ οχ αµηλ όόρι ο, οσυµπι ε στ ήςστ αµατ άε ιαυτ οµάτ ωςτ η λε ι τ ουργί ατ ου. Επε ι δ ήδε νε νδ ε ί κν υτ αιαπότ ονκατ ασκευαστ ήηέ ν αρξ η/στ άσητ ου συµπι ε στ ήπε ρι σσότ ε ροαπότ ρε ι ςφορέ ςτ ηνώρα, σχε δ ι άστ ηκεµι αµι κρήσυµβατ ι κή δε ξ αµε ν ή γι αν αε πι τ ρέ ψε ιστ ο συµπι ε στ ή να λ ε ι τ ουργ ε ίγ ι α αρκε τ όχ ρονι κό δι άστ ηµα, ακόµακαιανηπαραγ ωγήυδρογ όν ουδι ατ ηρε ί τ αισεχ αµηλ άε πί πε δαγ ι α πολλήώρα. Η συµβατ ι κήδ ε ξαµε ν ήαποτ ε λε ί τ αιαπό8 κυλί νδρουςτ ων50 λί τ ρων , πουµπορούν νααποθηκε ύσουνπε ρί που0,3 κι λάυδρογ όν ουανάμε σαστ α10 καιτ α19 barg. H ποσότ ητ ααυτ ήε ί ν αιαρκε τ ήγ ι απε ρί που40 λε πτ άλε ι τ ουργ ί αςτ ουσυµπι ε στ ή. - 123 - 4. ΣΥΜΠΙ ΕΣΤΗΣΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Ο συµπι ε στ ήςυδρογ όν ουτ ρι πλούµε τ αλλ ι κούδ ι αφράγ µατ οςέ χ ε ιµόν οέ ν αστ άδι ο συµπί ε σης ,χ άρηστ ηνµέ σηπί ε σηπαροχ ήςτ ηςηλε κτ ρόλυσης . Κατ ασκε υάστ ηκεαπό τ ηνPDC Machines Inc., ΗΠΑκαιολόκληρηηηλε κτ ρολ ογι κήτ ουεγ κατ άστ ασηε ί ν αι αν τ ι ε κρηκτ ι κούτ ύπου. Ο µε τ αλλ ι κόςσκε λε τ όςκαιοισωλην ώσε ι ςε ί ναιαπόατ σάλι SS316, καιε ί ν αιτ οποθε τ ηµέ νοςπάν ωσεαν τ ι κραδ ασµι κέ ςβάσε ι ςαπόκαουτ σούκ. Έχ ε ιον οµαστ ι κήι καν ότ ητ α0.45 kg/h H2 (5 Nm3/h) γ ι απί ε σηε ι σόδου14 barg στ ους 40°C καιγ ι απί ε σηε ξόδ ου220 barg στ ους65°C. Μπορε ίναανε χ τ ε ίέ ναε ύροςπί ε σης στ ηνε ί σοδοαπό10 έ ως18 barg, µεαντ ί στ οι χαµε ι ωµέ νηήαυξηµέ ν ηροή, οπότ εη λε ι τ ουργί ατ ε ί νε ιν α«στ αθ ε ροποι ηθε ί » στ ηµέ σητ ι µήτ ων14 barg. Ο ηλε κτ ρι κός κι ν ητ ήραςέχ ε ιι σχ ύ5.6 kW (7.5 hp). Η µονάδαέ χ ε ισχ ε δι αστ ε ίκαικατ ασκε υαστ ε ίσύµφωναµεπολύαυστ ηρέ ςτ ε χ νι κέ ς προδι αγ ραφέ ςασφαλε ί αςγ ι αζ ών ε ςµεπι θαν ήπαρουσί αε ύφλ ε κτ ωναε ρί ων.Οιβάν ε ς ε λέ γχ ου ε ί ναιπνε υματ ι κέ ςκαισε πε ρί πτ ωση µη καν ονι κήςλε ι τ ουργ ί αςτ ί θε τ αι αυτ οµάτ ωςε κτ όςλε ι τ ουργ ί αςµέ σωτ ωνκατ άλληλωνοργ άν ωνµέ τ ρησης . Ο συμπι ε στ ήςφαί ν ε τ αιστ ηνΕι κόν α2, πρι νγ ί νουνοισυνδ έσε ι ςµετ ουπόλοι πο σύστ ηµακαικατ ασκε υαστ ε ίέν ακουβούκλι οπροστ ασί αςαπότ ονήλι ο, όπωςγ ι ατ ην ηλ ε κτ ρόλυση. Ει κόν α2. Ο συμπι ε στ ήςυδρογόν ουστοΑι ολι κόπάρκοτ ουΚΑΠΕ 5. ΣΤΑΘΜΟΣΠΛΗΡΩΣΗΣΦΙ ΑΛΩΝ Έν αςτ οί χ οςαπότ ούβλ α, ύψους2 µέ τ ρων , χ ωρί ζ ε ιτ ονστ αθµόπλήρωσηςαπότ ον συµπι ε στ ήυδ ρογόν ου, έ τ σιώστ εν αµε ι ωθε ίηαπόστ ασηµε τ αξ ύτ ους , σύµφωναµε τ ουςκαν όνε ς . Οστ αθµό ςαποτ ε λε ί τ αιαπόέ ν ανσωλήν αµετ ρε ι ςαν αµονέ ςσύνδε σης γι αµε µον ωµέ νε ςφι άλ εςήδι ατ άξε ι ςφι αλών . Στ ηνπαρούσαφάση, έ χ ουνσυν δε θε ί δύοµε µον ωµέ νε ςφι άλε ςκαιµι ασυστ οι χί α12 φι αλών. - 124 - H δι άτ αξηυψηλήςπί ε σηςπερι λαµβάνε ιαπαγωγ ήγι αε λε γ χόµε ν ηεκκέ ν ωση τ ων φι αλών , καθώςκαιτ ααπαραί τ ητ αασφαλι στ ι κάκαιόργ αναµέ τ ρησης . Κάθεφι άλη έ χε ιόγ κο 50 λί τ ρωνκαιχωρητ ι κότ ητ α 0.8 kg H2 (9 Nm3), οπότ εη µέ γ ι στ η 3 αποθ ηκε υόµε ν ηποσότ ητ αυδ ρογόν ουυπόυψηλήπί ε σηε ί ναι11 κι λά(126 Nm ). Το παραγ όµε νο υδ ρογόν οε ί ναι υψηλής καθαρότ ητ ας (99.999% κ.ο.), και έ χε ι προβλ ε φθε ίη ακρι βής αν άλ υσή τ ου, προκε ι µέ ν ου να δ ι ε ρε υν ηθε ίη ε πί πτ ωση δι αφορετ ι κών συν θηκών λε ι τ ουργί ας τ ης ε γ κατ άστ ασης στ ην καθαρότ ητ ατ ου υδρογ όνου. 6. ΚΛΕΙ ΣΤΟΚΥΚΛΩΜΑΨΥΞΗΣΝΕΡΟΥ Η µον άδα ηλε κτ ρόλυσης , οι δε ξ αµε νέ ς µε τ αλλοϋδρι δί ων και ο συµπι ε στ ής υδρογ όνουαπαι τ ούνψύξ ηµεκρύον ε ρό. Η σωστ ήψύξ ηε ί ναιουσι αστ ι κόστ οι χε ί ο γι ατ ηνασφαλήλε ι τ ουργί ατ ηςε γκατ άστ ασης . Θα µπορούσεναχρησι µοποι ηθε ί απε υθ ε ί αςτ ον ε ρόδι κτ ύου, όµως , τ οσύστ ηµααυτ όσχ ε δι άστ ηκεγ ι αν αµπορε ίνα ε γκατ αστ αθ ε ίκαισε πε ρι οχ έ ς δύσβατ ε ς , οπότ ε η παρουσί α δι κτ ύου δε νε ί ναι ε γγ υηµέ νη. Επί σης , ηε λάχ ι στ η πί ε ση ν ε ρού που απαι τ ε ί τ αιγ ι ατ ην σωστ ή τ ροφοδοσί ατ ωνµηχαν ηµάτ ωνεί ν αιπε ρί που3 bar, καιστ ηνπε ρι οχ ήτ ουαι ολι κού πάρκουηπί ε σηπέ φτ ε ιαπροε ι δοποί ητ ακάτ ω απόαυτ ότ οόρι ο. Άλλ ωστ ε , καιοι δι ακοπέ ςπαροχ ήςν ε ρούδε νε ί ν αιπολ ύσπάν ι ε ς . Έτ σι , σχ ε δι άστ ηκεέ ν α κλ ε ι στ ό σύστ ηµαψύξηςνε ρού,πουαυξάν ε ιτ ηνασφάλε ι ατ ηςε γ κατ άστ ασης . Γι αθ ε ρµοκρασί ανε ρού20°C, ηµον άδ αηλ ε κτ ρόλυσηςµαζ ίµετ οτ µήµαπε ραι τ έ ρω 3 καθ αρι σµούτ ουυδρογ όν ουχ ρε ι άζ ε τ αιπε ρί που0.4 m /h ν ε ρού, ότ ανλ ε ι τ ουργε ίσε πλήρηι σχ ύ. Αντ ί στ οι χ α, οσυµπι εστ ήςυδρογ όνουχ ρε ι άζ ε τ αιπε ρί που0.45 m3/h καιη ψύξ ητ ων µε τ αλλοϋδ ρι δί ων πε ρί που 0.5 m3/h νε ρού. Η ηλε κτ ρόλ υση καιο συµπι ε στ ήςυδ ρογόν ουκαλούναυτ όµατ ακρύο ν ε ρόµετ η βοήθε ι α κατ άλληλων βαν ών , µόνοότ αν τ ο χρε ι αστ ούν, ε ν ώ οιδ ε ξαµε ν έ ςµε τ αλλοϋδ ρι δί ωνψύχ οντ αι καθ όλη τ ηδ ι άρκε ι ατ ηςπλήρωσης . Κατ άτ η λε ι τ ουργ ί ατ ου συστ ήµατ ος , δε ν ψύχ οντ αιποτ έ συγχ ρόν ως καιοιτ ρε ι ς µον άδε ς . Μπορε ίόµωςνα χ ρε ι άζ ε τ αι συγ χ ρόνως ψύξη τ ης ηλε κτ ρόλ υσης καιτ ων µε τ αλλοϋδ ρι δί ων, ή ψύξη τ ης ηλ ε κτ ρόλυσηςκαιτ ουσυµπι εστ ή. Ετ σι , ηµέ γ ι στ ηκατ ανάλωσητ ουσυστ ήµατ ος 3 αν τ ι στ οι χ ε ίσε0.8 . 1.0 m /h ν ε ρού20°C. Ο βι οµηχαν ι κόςψύκτ ηςνε ρούτ ύπουACN τ ηςε τ αι ρε ί αςΕpsi ε ί ναιρυθµι σµέ νοςγ ι α νααποθηκεύε ιν ε ρόστ ους9-13°C. Η πί ε σηστ οκύκλωµαρυθµί ζ ε τ αιµετ ηβοήθ ε ι α µι αςβάν αςbypass τ ουκυκλοφορητ ή. Ηηλε κτ ρι κήι σχ ύςπουκατ αν αλώνε ιοψύκτ ης κατ αγ ράφε τ αιµετ ηβοήθε ι αε ν όςι σχυοµέ τ ρου. Η ον οµαστ ι κήι σχ ύςε ί ν αι5.5 kW, αλ λάότ ανδε νδουλε ύε ιοψυκτ ι κόςσυµπι ε στ ήςπέ φτ ε ιστ ο1 kW πε ρί που. 7. ΚΥΚΛΩΜΑΠΕΠΙ ΕΣΜΕΝΟΥΑΕΡΑ Η µονάδαηλ ε κτ ρόλυσηςκαιοσυµπι ε στ ήςυδ ρογ όνουδι αθέ τ ουνβάν ε ςε λ έ γχ ου πνε υµατ ι κού τ ύπου, που δέ χ οντ αισήµα µέ σω πε πι ε σµέ ν ου αέ ρα. Μπορε ίνα χρησι µοποι ηθε ίκαιάζ ωτ οαπότ ι ςφι άλε ςπουε ί ν αισυν δε δ ε µέ νε ςστ οσύστ ηµαγ ι α αυτ όµατ η αδραν οποί ηση, αλλ ά η κατ ανάλωση αζ ώτ ου γ ι ατ ι ςαν άγκε ςε λ έ γχ ου κρί θ ηκευπε ρβολι κή,οπότ εε γ κατ αστ άθηκεξ ε χ ωρι στ όκύκλωµαπε πι ε σµέ ν ουαέ ρα. - 125 - Το κύκλ ωµα πε πι ε σµέ νου αέ ρα αποτ ε λε ί τ αι από τ ον αε ροσυµπι ε στ ή µε ε νσωµατ ωµέ νοαε ροφυλ άκι ο150 λί τ ρων ,τ ονξηραντ ήκατ αψυκτ ι κούτ ύπου, φί λτ ρα, καιτ ι ςσωλην ώσε ι ςαπόχαλκό, µεαν αµονέ ςσύν δε σηςγι ατ ηνηλε κτ ρόλυσηκαιτ ον συµπι ε στ ή υδ ρογ όνου. Ο ε µβολοφόρος , λ ι παι νόµε ν ος αε ροσυµπι ε στ ής ε ί ναι µονοφασι κός , µει σχ ύκι ν ητ ήρα2.2 kW. Έχε ιον οµαστ ι κήπί ε σηλε ι τ ουργ ί ας10 bar καιπαροχή225 l/min στ α10 bar. Ηι σχύςτ ουψυκτ ι κούσυµπι ε στ ήε ί ναι0.139 kW. Η καθ αρότ ητ ατ ουπε πι ε σµέ ν ουαέ ραγ ι απν ε υµατ ι κάσυστ ήµατ αε ί ναισύµφωνηµετ ι ς προδι αγ ραφέ ςκατ άISO 8573.1 class 1.4.1, δηλαδήσωµατ ί δι αέ ως0.01 µm, λάδ ι α έ ως0.01 mg/m3 καισηµε ί οδ ρόσου3°C. Ο πε πι ε σµέ νοςαέ ραςστ οαε ροφυλ άκι ο δι ατ ηρε ί τ αιυπόπί εση6-8 bar µεκατ άλληλουςδι ακόπτ ε ςπί ε σης . 8. ΚΕΝΤΡΙ ΚΟΣΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙ ΚΟΣΠΙ ΝΑΚΑΣΙ ΣΧΥΟΣΚΑΙΕΛΕΓΧΟΥ Ο κε ν τ ρι κός ηλ εκτ ρολογι κός πί ν ακας τ ροφοδ οτ ε ί τ αι από τ ην αν ε µογε ν ν ήτ ρι α Enercon στ α400 V, καιέ χ ε ιδι αστ ασι ολογ ηθε ίγι α100 KW. Απότ ονπί νακααυτ όν τ ροφοδοτ ούν τ αιόλοιοιχ ρήστ ε ςηλ ε κτ ρι κήςε νέ ργ ε ι αςτ ηςε γκατ άστ ασηςυδ ρογόν ου, ακόµακαιτ οκλι µατ ι στ ι κότ ηςαί θουσαςε λέ γ χ ου. Μέ σαστ οί δι οπε δ ί οβρί σκε τ αικαι τ οσύστ ηµαε λέ γ χου, πουβασί ζ ε τ αισεέ ναProgrammable Logic Controller (PLC) Simatic S7 τ ηςε τ αι ρε ί αςSiemens. To PLC λαµβάν ε ισήµατ ααπόδ ι άφοραόργ ανα µέ τ ρησης(πί ε σης , θε ρμοκρασί ας , ροής , αν άλυσηςαε ρί ων , ρε ύµατ ος , τ άσης , και ηλ ε κτ ρι κήςε νέ ργ ε ι ας ) καιστ έλ νε ιτ α απαραί τ ητ α σήματ α γι ατ ον έ λε γ χ οτ ης ε γκατ άστ ασης . Επι κοι νων ε ίµεέ ναν υπολ ογι στ ή, στ ονοποί ο κατ αγράφον τ αιτ α δε δοµέ ν α, καιαπότ ονοποί οστ έ λν οντ αιοικατ άλληλε ςδι ατ αγέ ςγ ι ατ ηλε ι τ ουργ ί α τ ουσυστ ήµατ ος . ΠΡΩΤΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑΛΕΙ ΤΟΥΡΓΙ ΑΣ Ταδι άφορατ µήµατ ατ ηςε γκατ άστ ασηςτ έ θηκανσελ ει τ ουργ ί αξ ε χ ωρι στ ά, γ ι ανα ε λε γχ θε ίη σωστ ήλ ε ι τ ουργ ί ατ ους πρι ντ ην ε ν σωμάτ ωση στ ο ολοκληρωμέ ν ο σύστ ημα. Οιδε ξ αµε νέ ςµε τ αλλοϋδρι δ ί ωνε γ κατ αστ άθηκανκαιεν ε ργ οποι ήθηκαντ ον Μάϊ οτ ου2005. Γι ατ ηµε τ αφοράστ οπάρκο, οιδε ξ αµε νέ ςµετ οµε τ αλλι κόκράµα ήτ αναδ ραν οποι ηµέ νε ςµεαργό. Πρι ντ ηνε ν ε ργοποί ηση, αφαι ρέ θηκετ οαργόµετ η βοήθε ι αµι αςαντ λ ί αςκε νού,καικατ όπι νξε κί νησεηε ν ε ργ οποί ησήτ ουςµευδ ρογόν ο υπόπί ε ση, µεσυν ε χ ήκυκλοφορί ακρύουν ε ρού.Η πρώτ ηπλήρωση τ ωνδε ξ αµε νών , δηλαδήηε ν ε ργ οποί ησήτ ους , γί ν ε τ αισυν ήθ ωςµευδρογ όν ουπόπί ε σηυψηλότ ε ρητ ης συν ηθ ι σµέ ν ηςπί ε σηςλε ι τ ουργ ί ας . Γι ααυτ όντ ολόγ ο, δε νήτ ανδυν ατ ήηχ ρήσητ ου υδρογ όνουτ ηςηλε κτ ρόλ υσης , καιηπλήρωσηέ γ ι ν εαπόφι άλε ςυδρογ όνουυψηλής πί ε σης . Ητ ε λ ι κήπί ε σητ ωνδ ε ξαµε ν ώνστ ους30°C πε ρί πουήτ αν20 bar. Ησυνολι κή 3 ποσότ ητ αυδ ρογόν ουπουαποθηκε ύτ ηκεήτ αν40 Nm H2, όπωςµε τ ρήθ ηκεµεβάση τ ηδ ι αφοράπί ε σηςτ ωνφι αλώνυδρογ όνου. Η ποσότ ητ ααυτ ήτ ουυδρογ όν ουέ χε ι µε ί ν ε ιαποθ ηκε υµέ ν ηέ κτ οτ εστ ι ςδ ε ξαµε ν έ ςµε τ αλλοϋδ ρι δ ί ων, καικατ άδι αστ ήµατ α µε τ ράτ αιηπί ε σηστ ι ςµε µον ωµέ νε ςδε ξ αµε νέ ς , πουε ξ αρτ άτ αιαπότ ηνθε ρµοκρασί α πε ρι βάλλον τ ος , καικυµαί ν ε τ αιµε τ αξύ17 και20 bar. Η µον άδαηλε κτ ρόλυσηςπαραδόθ ηκεαπότ ονκατ ασκε υαστ ήτ ονΜάρτ ι ο, σετ ρί α τ µήµατ α, τ ηµον άδ αηλε κτ ρόλ υσηςαυτ ήκαθ ε αυτ ή, τ οπε δί οπαροχήςι σχύοςκαιτ ο πε δί οε λ έγ χ ου. Ταδύοπε δ ί αε γκατ αστ άθ ηκανστ ηναί θ ουσαε λέ γχ ου,καιέ γι ν ανόλε ς οισυνδ έ σε ι ςµετ ηνηλ ε κτ ρόλυσηκαιµετ οκε ντ ρι κόσύστ ηµαελ έ γχ ου.Ηλε ι τ ουργ ί α τ ηςµονάδ αςε λέ γχ θηκεπλήρωςαπό τ ονί δι οτ ον κατ ασκευαστ ή πρι ναπό τ ην - 126 - παράδοση, καικυρί ως όλα τ α συστ ήµατ αε λέ γ χου. Τα πρώτ α αποτ ε λέ σµατ α λε ι τ ουργί αςτ ηςµον άδ αςσεδι άφορεςθ ε ρµοκρασί ε ς , παρουσι άζ οντ αιστ ονΠί νακα1. Στ ονπί ν ακα αν αγράφον τ αιτ οε πι βαλλ όµε νορε ύµα λε ι τ ουργ ί αςΙ , η αντ ί στ οι χη συν ε χήςτ άση, η ωρι αί α παραγωγ ή υδ ρογόν ου, η θε ρµοκρασί αηλε κτ ρόλυσης , η πί ε σηλε ι τ ουργ ί ας , καιηαπόδ οσητ ηςηλε κτ ρόλυσηςωςπροςτ ηχ αµηλ ήθ ε ρµογόν ο δύν αµητ ουυδ ρογόν ου(Low Heating Value). Πί νακας1. Πρώτααποτ ελ έσµατ αλε ι τ ουργί αςτ ηςµονάδαςηλε κτ ρόλυσης25 kW Όπωςφαί ν ε τ αιστ ονΠί ν ακα 1, η µονάδ α ηλε κτ ρόλυσηςπαράγ ε ιέ ωςκαι10% πε ρι σσότ ε ρουδρογ όνοαπότ ηνονοµαστ ι κήι κανότ ητ ατ ων5 Nm3/h. Η απόδοσητ ης ηλ ε κτ ρόλυσηςυπόον οµαστ ι κέ ςσυν θήκε ςλε ι τ ουργί αςε ί ν αιπε ρί που69% ωςπροςτ η χαµηλή θε ρµογ όνο δ ύν αµη τ ου υδρογ όνου. Μι α προσε κτ ι κή ανάλυση τ ων αποτ ελ ε σµάτ ωνδε ί χν ε ιότ ιηε νώηαύξ ησητ ηςθε ρµοκρασί αςε πι φέ ρε ιµι ααύξ ηση τ ηςαπόδ οσηςτ ηςηλ εκτ ρόλ υσης , ηαύξ ησητ ηςπί ε σηςδ ε νέ χ ειµε γ άληε πί δραση στ ηναπόδοση. Η απόδ οσητ ηςαλκαλι κήςαυτ ήςµον άδ αςπροηγµέ ν ηςτ ε χ νολ ογί ας ε ί ν αιυψηλή ακόµα καισεπολύχαµηλέ ςθε ρµοκρασί ε ς , οπότ εη ε πί δραση τ ης αυξ ηµέ νηςθ ερµοκρασί αςεί ν αιπε ρι ορι σµέ ν η. Ο συµπι ε στ ήςτ έ θηκεσελε ι τ ουργί αεπι τ υχ ώςτ ονΣε πτ έ µβρι ο, χρησι µοποι ών τ ας άζ ωτ ο. Εξί σουκαλάδ ουλε ύουνκαιόλατ αβοηθ ητ ι κάµηχ ανήµατ αόπωςοψύκτ ης νε ρού και ο αε ροσυµπι ε στ ής . Στ ην ε γ κατ άστ αση έ χ ουν προβλε φθε ί κάποι ε ς µε τ ρήσε ι ς , που, απόόσογν ωρί ζ ουµε , δε νέ χ ουνγ ί νε ιήδηµοσι ε υθ ε ίακόµη, σχε τ ι κά µετ ηνκατ αν άλωσηηλε κτ ρι κήςε ν έ ργ ει αςτ ωνβοηθητ ι κώνσυστ ηµάτ ων . Μετ ι ς µε τ ρήσε ι ςαυτ έ ς , µπορε ίν αγ ί νε ιµι απι οσωστ ήεκτ ί µησητ ηςσυν ολι κήςηλ ε κτ ρι κής κατ αν άλωσηςτ ουσυστ ήµατ οςγι ατ ηνπαραγ ωγήυδρογ όν ου. Με βάση τ ι ς πρώτ ε ςµε τ ρήσε ι ς , η συνολ ι κή ηλε κτ ρι κή κατ αν άλωση γ ι ατ ην παραγ ωγ ήτ ουπε ρι βαλλοντ ι κάφι λ ι κούυδρογ όνουκαιτ ηνε µφι άλωσησεφι άλε ςστ α 3 200 bar ε ί ναιπε ρί που6.4 kWh/Nm H2, πουαν τ ι στ οι χ ε ίσεµι ααπόδ οση47% (ως προςτ ηνLHV) τ ουσυν ολ ι κούσυστ ήµατ ος , συµπε ρι λαµβαν οµέ ν ηςτ ηςκατ ανάλωσης κρύουνε ρούγ ι ατ ηνψύξ ητ ωνµηχαν ηµάτ ων . - 127 - ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Μι απρωτ οπορι ακήµον άδαπαραγ ωγ ήςκαιαποθ ήκε υσηςυδρογ όν ουαπόαι ολ ι κή ε νέ ργ ε ι α σχ ε δι άστ ηκεκαικατ ασκε υάστ ηκεστ οΑι ολι κό Πάρκοτ ου ΚΑΠΕ στ ο Λαύρι ο. Η κατ ασκε υή µι αςτ έ τ οι αςμονάδας , παρόλα τ α πρακτ ι κά προβλ ήµατ α υλοποί ησηςπου προκύπτ ουναπό τ ην ε μπλ οκή πλήθουςδι αφορε τ ι κών φορέ ων , ολοκληρώθηκεεπι τ υχ ώς , ακρι βώςχάρηστ ηνάψογησυν ε ργ ασί αόλωντ ωνφορέ ων . Ταπρώτ ααποτ ε λέ σματ αλε ι τ ουργ ί αςε ί ναιπολύε νθαρρυν τ ι κά, καιαποδε ι κν ύουνότ ι ηµον άδαέ χ ε ιπολύυψηλήαπόδ οση,όπωςε ί χεσχ ε δι αστ ε ί . 5.4.2 ΕΛΛΗΝΙ ΚΟ ΝΗΣΙΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Με γ άλ ηςκλί μακαςε ν σωμάτ ωση Ενε ργ ε ι ακώνΤε χ ν ολογ ι ών Υδ ρογόν ου σεΜηδι ασυν δε δε μέ νο Ελλ ην ι κό νησί ε ί ν αιτ ο σκε πτ ι κό γ ι ’αυτ ότ οε γχ ε ί ρημα. Η προοπτ ι κήαν τ ι κατ άστ ασηςτ ωναε ρί ωνκαιυγ ρώνκαυσί μωνμεΥδρο γόν οστ ους τ ομε ί ςηλε κτ ροπαραγ ωγ ής , θέ ρμαν σηςκαιμε τ αφορών ε ξε τ άζ ε τ αισεπαγκόσμι ο ε πί πε δ ο. Η με τ άβαση στ ην «Οι κον ομί α Υδρογ όνου» θα ε ί ν αιμί α πολύπλοκη, δαπαν ηρήκαιχ ρονοβόροςδι αδ ι κασί α. Πλήθοςοργ ανι σμώνπροωθούντ ηναν άπτ υξη και ε πι δ ε ι κτ ι κή ε φαρμογ ή ε ν ε ργε ι ακών τ ε χ νολ ογ ι ών Υδ ρογόν ου, συμπε ρι λ αμβανομέ νωντ ωνκυψε λώνκαυσί μου. Η Ευρωπαϊ κήΕπι τ ροπή(ΕΕ) έ χ ε ιπροσδ ώσε ιε ι δι κήσημασί ασεαυτ όντ οντ ομέ α, έ χον τ ας ε γ κρί νε ικον δύλι αγ ι αε ρε υν ητ ι κά προγ ράμματ α όπως τ οτ ρέ χον 6ο Πρόγ ραμμα Πλαί σι ο καιτ ο αν αμε ν όμε ν ο 7ο ΠΠ. Έχ ε ιαντ ί στ οι χ α αν αλάβε ι πρωτ οβουλί ε ςγ ι α τ ον συν τ ον ι σμό δραστ ηρι οτ ήτ ων , όπως τ ην Τε χ ν ολογ ι κή Πλατ φόρμαγ ι ατ οΥδ ρογ όν οκαιτ ι ςΚυψέ λε ςΚαυσί μου. Η αν αμε νόμε ν ηΕυρωπαϊ κήΠρωτ οβουλί αγ ι ατ ηνΑνάπτ υξ η(European Initiative for Growth) στ οχε ύε ιστ ον ασυν ε ι σφέ ρε ιστ ηνοι κον ομι κήαν άπτ υξη, υποστ ηρί ζ ον τ ας τ ε χν ολογ ί ε ςβασι κέ ςγ ι ατ ηνανάπτ υξ η. Μέ ροςτ ηςπρωτ οβουλί αςαυτ ήςθαε ί ν αιτ ο έ ργο«γ ρήγ ορηςε κκί ν ησηςγ ι ατ οΥδρογ όν ο» (Hydrogen quick-start project). Στ α πλαί σι α αυτ ού τ ου έ ργ ου μεσυν ολι κό προϋπολογ ι σμό με γ αλ ύτ ε ρο τ ου ε ν όςδ ι ς ΕΥΡΩ καιδ ι άρκε ι ας10 ε τ ών , θ αδημι ουργ ηθούναυτ όνομε ςκοι ν ότ ητ ε ςυδρογ όν ου ε νώ τ αυτ όχ ρονατ οέ ργ οθασυν ε ι σφέ ρε ιστ ηνανάπτ υξ ητ ηςβι ομηχ αν ί αςκαιτ ης αν τ ί στ οι χ ηςαγοράς . Η Ελ ληνι κήε ρε υν ητ ι κήκοι νότ ητ αστ οντ ομέ ατ ουΥδρογ όν ουστ ηνπροσπάθ ε ι ανα συμμε τ έ χ ε ιηΕλλ άδ αστ ηνπροβλε πόμε νηχ ρηματ οδότ ηση, θ ε ωρε ίσκόπι μο: ναυποβάλε ιπρότ ασηγι ασημαν τ ι κήςκλί μακαςε θν ι κόέ ργ ο η πρότ αση να προε τ οι μαστ ε ίέ γκαι ρα, όσον αφορά τ ους στ όχουςκαιτ ην δραστ ηρι οποί ησητ ωνφορέ ων στ οέ ργο να συμμε τ έ χ ε ιμε γ άλος αρι θμός φορέ ων από δι άφορους τ ομε ί ς οι κον ομι κήςδ ραστ ηρι ότ ητ ας , καλύπτ οντ αςπολλ έςτ ε χ νολογ ι κέ ςλύσε ι ς - 128 - Βάσε ιτ ωνπαραπάν ω, προτ ε ί νε τ αιη ε ρε υν ητ ι κή κοι νότ ητ αν αε πι κεν τ ρώσε ιτ ι ς προσπάθε ι ε ςτ ηςστ ηνπροε τ οι μασί α πρότ ασηςέ ργουμεκε ν τ ρι κόθέ ματ ο«νησί Υδρογ όν ου». Κρί νε τ αιότ ιτ ο«ν ησίΥδρογ όνου» αφε ν όςπροβάλλ ειμί αι δι αι τ ε ρότ ητ α τ ηςΕλλάδας , αυτ ήτ ουπλήθουςμη-δι ασυνδε δ ε μέ ν ωννήσωνκαιαφε τ έ ρουπροτ ε ί νε ι μί ακοι ν ότ ητ αμευψηλ όκόστ οςε νέ ργ ε ι ας , στ ηνοποί αε νε ργ ε ι ακέ ςλύσε ι ςόπωςαυτ ή τ ουυδρογ όνουθ αμπορούσανν ακατ αστ ούνοι κον ομι κάβι ώσι με ςν ωρί τ ε ρααπόότ ι στ οδ ι ασυνδ ε δε μέ ν οσύστ ημα. Μετ ηχ ρήση κατ άλ ληλωντ ε χν ολογ ι ώνθα ε ί ν αιδ υνατ ήηε πι τ όπι α παραγωγή, αποθ ήκε υση καιχ ρήση τ ου υδ ρογόν ου, χ ρησι μοποι ώντ αςε γχ ώρι ε ςΑν αν ε ώσι με ς Πηγέ ς Ενέ ργ ε ι ας (ΑΠΕ), με στ όχο κάποι α στ ι γ μή να ε πέ λθ ε ιη ε νε ργ ε ι ακή απε ξ άρτ ησητ ωνν ησι ώναπότ αορυκτ άκαύσι μα, μεαν τ ί στ οι χ αοφέ ληόσοναφορά τ ην προστ ασί ατ ου πε ρι βάλ λον τ ος καιτ η βι ώσι μή τ ους αν άπτ υξη. Μέ σω τ ου υδρογ όνουμπορε ίν αε πι τ ε υχ θε ίαύξ ησητ ηςδι ε ί σδ υσηςτ ωνΑΠΕ στ ον ησι ωτ ι κό σύστ ημα, ε νώ τ ουδρογ όνοθααποτ ε λέ σε ιτ οόχ ημαμέ σω τ ουοποί ουοιΑΠΕ θα ε ι σέ λθουν καιστ ον τ ομέ ατ ων με τ αφορών . Παράλληλα η στ ροφή προς τ ι ς τ ε χν ολογ ί ε ςυδ ρογόν ουωςε ν ε ργ ε ι ακόφορέ αστ αε λλην ι κάν ησι άθαδημι ουργ ήσε ι ι καν όαρι θμόνέ ωνθέ σε ωνε ργ ασί ας , ε πομέ ν ωςθ ααποδε ι χτ ε ίε ξαι ρε τ ι κάε πωφε λής γι ατ ι ςτ οπι κέ ςκοι νωνί ε ς . Πι οσυγ κεκρι μέ να, ηΕλληνι κήε ρε υν ητ ι κήκοι νότ ητ απροτ ε ί ν ε ιτ ον ησίτ ηςΜήλου γι ατ ηνυλ οποί ησητ ουσχ ετ ι κούέ ργ ου, καθώςδι αθέ τ ε ισυγ κρι τ ι κάπλ εον ε κτ ήματ α, τ ασημαν τ ι κότ ε ραε κτ ωνοποί ωνεί ν αι : Πλούσι ο δυν αμι κό ΑΠΕ (ηλ ι ακή, αι ολι κή ε νέ ργ ε ι α, αλλά καιγε ωθ ε ρμι κό δυν αμι κόχαμηλήςε ν θαλπί αςι καν όγ ι αηλε κτ ροπαραγ ωγ ή) Μόν ι μη οι κον ομι κή δ ραστ ηρι ότ ητ α πέ ραν τ ου τ ουρι σμού, μετ η λε ι τ ουργ ί α σημαν τ ι κήςβι ομηχαν ί ας Ύπαρξη συν ε ργ ε ί ων με δυν ατ ότ ητ αε κτ έ λε σης πλήθουςτ ε χ νι κών ε ργασι ών Η μέ γ ι στ ηηλε κτ ρι κήζ ήτ ησηστ ονησίε ί ν αιτ ηςτ άξ ηςτ ων10 MW, ε πομέ ν ωςη χρήση τ ε χν ολογ ι ώνυδρογ όνουθα έ χε ισημαν τ ι κόαντ ί κτ υπο στ οε ν ε ργ ε ι ακό σύστ ηματ ηςΜήλ ουκαιτ ααντ ί στ οι χααποτ ε λ έσματ αθαφαν ούνε υκολότ ε ρα. Επι πλέ ον ,ε ξ αι τ ί αςτ ηςύπαρξηςβι ομηχαν ί ας ,τ οπροφί λζ ήτ ησηςτ ηςΜήλουε ί ναι πι οομοι όμορφοσεσύγ κρι σημεν ησι άτ ωνοποί ωνηοι κον ομι κήδραστ ηρι ότ ητ α βασί ζ ε τ αι αποκλε ι στ ι κά στ ον τ ουρι σμό. Οιτ οπι κοίφορε ί ςτ ηςΜήλουέ χ ουνε πι δ ε ί ξ ε ιε υαι σθησί αστ οντ ομέ αε ν έ ργ ε ι α, πε ρι βάλλονκαιέ χ ουναν απτ ύξε ιπρότ ε ρησχε τ ι κήδραστ ηρι ότ ητ α Επι σημαί ν ε τ αι ότ ιστ όχ ος τ ου έ ργ ου θ αε ί ναιη παραγ ωγ ήτ ου υδρογ όν ου αποκλε ι στ ι κάαπόΑν αν ε ώσι με ςΠηγ έ ςΕν έ ργ ε ι ας(ΑΠΕ), ώστ εκάποι αστ ι γ μήνα ε πέ λθε ιηε νε ργ ε ι ακήαπε ξ άρτ ησητ ωνν ησι ώναπότ αορυκτ άκαύσι μα,μεαντ ί στ οι χα οφέ ληόσοναφοράτ ηνπροστ ασί ατ ουπε ρι βάλλον τ ος . - 129 - ΕΡΓΟ Τοέ ργ οαφοράΕλλ ην ι κόμη-δι ασυν δε δε μέ νον ησίμετ αε ξ ήςχ αρακτ ηρι στ ι κά: πληθυσμόςέ ως5.000 άτ ομα μέ γ ι στ ηηλε κτ ρι κήι σχ ύζ ήτ ησης10MW ι καν όδ υναμι κόσεΑΠΕ (κυρί ωςαι ολ ι κή, ηλι ακή, γε ωθ ε ρμι κή ε ν έ ργε ι α) και υπάρχ ουσε ςε γκατ αστ άσε ι ςΑΠΕ μόν ι με ςοι κονομι κέ ςδ ραστ ηρι ότ ητ ε ςπέ ραντ ουτ ουρι σμού, όπωςβι ομηχ αν ι κήή αλ ι ε υτ ι κήδραστ ηρι ότ ητ α τ οπι κούςφορε ί ςμεε υαι σθησί α στ οντ ομέ αε νέ ργ ε ι α / πε ρι βάλ λονκαικατ ά προτ ί μησημεπρότ ε ρησχ ε τ ι κήδ ραστ ηρι ότ ητ α. Τοέ ργ οθααφοράτ ηνανάπτ υξ η, ε φαρμογ ήκαιδι άδοσητ ε χν ολογ ι ώνπαραγωγ ής , αποθ ήκε υσης , δ ι αν ομήςκαιχ ρήσηςυδ ρογ όνουσεόλουςτ ουςτ ομε ί ςτ ηςε ν έ ργε ι ας , δηλαδήτ ηνηλε κτ ροδ ότ ηση,τ ηνθέ ρμανσηκαιτ ι ςμε τ αφορές . ΣΤΟΧΟΣ Στ όχ οςτ ουέ ργ ουθαεί ν αιηκάλυψηουσι αστ ι κούμέ ρουςτ ωναν ωτ έ ρωτ ομέ ωνμε ε νέ ργ ε ι απουθ απροέ λθ ειαπότ ε χ νολ ογί ε ςυδ ρογόν ου,καισυγ κε κρι μέ να. τ ο10% τ ηςηλε κτ ρι κήςε νέ ργ ε ι ας τ ο5% τ ηςε ν έ ργε ι αςγ ι αθέ ρμανση τ ο5% τ ηςε ν έ ργε ι αςγ ι αμε τ αφορές Όσοναφοράτηνπαραγωγ ήυδρογό νου,αυτήθακαλυφθείαπό: πλε ονάζ ουσαε νέ ργ ε ι ααπόυπάρχ ουσε ςε γ κατ αστ άσει ςΑΠΕ (αι ολι κή, ηλι ακή, γε ωθ ε ρμί α) μέ σωηλ ε κτ ρόλυσης ε νέ ργ ε ι ααπόπρόσθ ετ ε ςπαρόμοι ε ςε γκατ αστ άσε ι ςΑΠΕπουθ αυλοποι ηθ ούνστ α πλαί σι α τ ου έ ργ ου με βασι κό σκοπό τ ην παραγ ωγ ή υδρογ όνου μέ σω ηλ ε κτ ρόλυσης βι οκαύσι μα, μέ σω αν αμόρφωσηςσεκε ντ ρι κέ ςήαποκε ν τ ρωμέ νε ςμον άδε ςήσε κυψέ λε ςκαυσί μουπουλ ε ι τ ουργούνμεαυτ ότ οκαύσι μο/ φορέ αυδρογ όνου(τ α βι οκαύσι μαπροβλ έ πε τ αιν αε ι σαχ θούνστ ονησί ) - 130 - H αποθήκε υσηυδρογ όνουθακαλυφθε ίκυρί ωςαπόδε ξ αμε νέ ςαποθ ήκε υσηςτ ου υδρογ όνουσεαέ ρι αμορφήκαισεπι έ σε ι ςτ ων16 bar (δε ξ αμε ν έ ςγι ααποθ ήκε υσηαπό 1.000 έ ως10.000 Nm3 H2) ήσεφι άλε ςυδ ρογόν ουτ ων200 bar, πί ε σηγ ι ατ ηνοποί α θααπαι τ ηθε ίηε γ κατ άστ ασησυμπι ε στ ών. Η δι αν ομήτ ουυδ ρογόν ουθαγ ί νε ιμέ σω πε ρι ορι σμέ ν ουδι κτ ύουήφι αλώνόσον αφοράτ ηνχ ρήσησεκτ ί ρι ακαιμέ σωστ αθ μώνπλήρωσηςόσοναφοράτ ι ςε πί γε ι ε ςή θαλάσσι ε ς με τ αφορές (υδρογ ον άδι κα). Αν τ ί στ οι χ ε ς υποδ ομέ ς αποθήκε υσης και δι αν ομήςθαυπάρξ ουνκαιγ ι ατ αβι οκαύσι μα. Όσοναφοράτηνε ν ε ργ ε ι ακήχρήσητ ουυδρογόν ουαυτήθααφοράτ ι ςε ξής δι αδι κασί ε ς : Συμπαραγωγ ήηλ ε κτ ρι κήςκαιθ ερμι κήςε ν έ ργ ε ι ας(ΣΗΘ) μέ σωχ ρήσηςΗ2 σεΗ/Ζ μεκαύσι μουδ ρογόν οή, κυρί ως , σεκυψέ λε ςκαυσί μουτ ύπουΡΕΜ, DMFCs, SOFCs ήPAFC ηΣΗΘ δύν ατ αινακαλυφθε ίκαιαπόβι οκαύσι μασεσυν δυασμόμεκατ άλληλου τ ύπουκυψε λώνκαυσί μου/ μονάδ ωναν αμόρφωσης Με τ αφορέ ς , μέ σω χ ρήσηςοχημάτ ωνε ι δι κώνχ ρήσε ων(συλλογ ήαπορρι μμάτ ων , ξε ν οδοχ ε ί α), λε ωφορε ί ων υδ ρογόν ου, καθ ώς και σκαφών γ ι α θαλάσσι ε ς με τ αφορέ ς(βάρκε ς , καΐ κι α) τ αοποί αθατ ροφοδοτ ούν τ αιμεκαύσι μουδ ρογόν οή βι οκαύσι μα. Ενδε ι κτ ι κάμε γέ θηγι ατ οπροτ ε ι ν όμε νοέ ργοόσοναφοράτ ι ςτε χ νολογ ί ε ςπουθα εφαρμοστ ούνπαρουσι άζ οντ αικατωτ έ ρω: νέ ε ςε γκατ αστ άσε ι ςΑΠΕ ε γ κατ ε στ ημέ ν ηςι σχύος3MW (αι ολι κά, γ ε ωθε ρμί α, ε γκατ αστ άσε ι ςε κμε τ άλλε υσηςβι οαε ρί ουαπόΧΥΤΑ) 3MW ε γκατ ε στ ημέ ν ηι σχύςσεηλε κτ ρολ υτ ι κέ ςμον άδε ςμεε κτ ι μούμε νηε τ ήσι α 3 παραγ ωγ ήυδ ρογόν ουτ ηςτ άξ ηςτ ων1.600.000 Nm υποδομέ ςγ ι ατ ην αποθήκε υση (20.000 έ ως 40.000 Νm 3H2) καιδ ι αν ομή υδρογ όνουκαιβι οκαυσί μων 500kW κυψέ λε ςκαυσί μουμεκαύσι μουδρογ όν οήβι οκαύσι μα 1 λε ωφορε ί ο, ε ι δι κάοχήματ ακαιβάρκεςυδρογ όν ουήβι οκαυσί μουμεΚΕΚ η κυψέ λε ςκαυσί μου Οε νδ ε ι κτ ι κόςπροϋπολογ ι σμόςτ ου έ ργου, συμπε ρι λαμβαν ομέ ν ων τ ωνδράσε ων ε γκατ άστ ασης , ε πί δε ι ξης , ε κπαί δε υσης , δι άδοσης , κ.λ.π καθώςκαιτ ου αν ωτ έ ρω ε ξοπλι σμούε κτ ι μάτ αιότ ιθαανέ λ θε ισεπε ρί που20 ε κΕΥΡΩ. - 131 - Η υλοποί ηση τ ου προαναφε ρθέ ν τ ος έ ργ ου προϋποθέ τ ε ιτ ην ε μπορι κή δι άθ ε ση ε νε ργ ε ι ακώντ ε χν ολογ ι ώνυδρογ όν ου. Επι θυμητ όε ί ναιαυτ ήηαγ οράν ακαλυφθε ί όσοτ οδ υνατ όναπόε λλην ι κάπροϊ όν τ ατ αοποί αθ ααν απτ υχ θούνστ απλαί σι ατ ου έ ργου, αλλά ε ί ναιπροφαν έ ς ότ ιθα υπάρξ ε ι καιε ι σαγωγ ήτ ε χ νολογ ί ας και τ ε χν ογ νωσί ας , πράγ μα τ ο οποί ο θα βοηθ ήσε ιστ ην αν άδ ε ι ξ ητ ης Ευρωπαϊ κής δι άστ ασηςτ ουέ ργου. Πέ ραναπότ ηνε φαρμογ ήτ ε χ νολ ογι ώνυδρογ όνου, έ μφασηθ απρέ πε ιν αδοθ είσε μέ τ ραε ξοι κον όμησηςε ν έ ργε ι αςστ ον ησίκαθώςκαιστ ηνμέ γι στ ηαπε υθε ί αςχ ρήση (δι ε ί σδυση) τ ωνΑΠΕ γ ι αθέ ρμαν ση, ηλε κτ ροδότ ησηήμε τ αφορέ ς . Τέ λος , δε νθα πρέ πε ιναυποτ ι μηθε ίηποσότ ητ απόσι μου(απι ονι σμέ ν ου) ν ε ρούπουθααπαι τ ε ί τ αι γι ατ ηνπαραγ ωγ ήτ ωνποσοτ ήτ ωνυδ ρογόν ουμέ σωηλε κτ ρόλυσης , ηοποί αμπορε ίνα οδηγήσε ιστ ηνανάγ κηε γ κατ άστ ασηςμον άδωναφαλάτ ωσηςαπόΑΠΕ. Αντ ί στ οι χα μπορε ίναδ ι ε ρευν ηθε ίηδυν ατ ότ ητ αηλε κτ ρόλυσηςθ αλ ασσι ν ούν ε ρού( τ ε χ ν ολογ ί α ηλ ε κτ ρόλυσηςχ λωρι ούχ ουαλκαλ ί ου) Εμπλε κόμεν οιφορεί ς Βι ομηχαν ί α με δ ραστ ηρι ότ ητ α στ ο νησί(ηλε κτ ροπαραγωγ ή, ε κμετ άλ λε υση με τ αλλ ευμάτ ων ,τ ουρι σμός , προμήθε ι ακαυσί μων , κ.λ.π.) Τοπι κοίφορε ί ςκαιφορε ί ςκοι ν ήςωφε λε ί ας Ερε υν ητ ι κοίκαιΕπι στ ημον ι κοίφορε ί ς Επε ν δυτ έ ςέ ργωνΑΠΕ Ρυθμι στ ι κήΑρχ ήΕν έ ργ ει ας Κατ ασκε υαστ ές και προμηθε υτ έ ς σχ ε τ ι κού ε ξοπλ ι σμού (ε γκατ αστ άσε ι ς υδρογ όνου,στ αθμοίπλ ήρωσης , κυψέ λε ςκαυσί μου,οχ ήματ α,βάρκε ς ) Οι κονομοπι στ ωτ ι κοίοργ αν ι σμοί - 132 - 5.4.3 YΔΡΟΓΟΝΟ«MADE IN GREECE» «Ανμε τατ ρέ παμετ ο10% τωνε λλην ι κών καλλι ε ργ ει ώνσεκαλλ ι έ ργ ει ε ςεν ε ργ ε ι ακών φυτώνμευψηλήαπόδοσησεαι θανόλ η, θα μπορούσαμεν α τροφοδοτ ήσουμεμον άδε ς παραγ ωγής ε νέ ργε ι ας με τη χρήση συσκε υών GH2 (όπως αυτ ή στη φωτ ογραφί α), οι οποί ε ς θα απέ δι δαν πε ρί που28 δι σε κατομμύρι ακι λοβατ ώρες ». Ον ομάζ ε τ αιGH2 ήαλλι ώςGreen HydroGenerator καιφέ ρε ιτ ηνυπογ ραφήμι ας ε λληνι κήςομάδαςε πι στ ημόν ων. Πρόκε ι τ αιγ ι αμι ασυσκε υήπουπαράγ ε ιυδρογ όν ο καιυποκαθι στ άτ οπε τ ρέλ αι οπουχ ρησι μοποι ε ί τ αιγι αθέ ρμανσηκαιγι αηλε κτ ρι σμό. «Στ ημον άδαμαςστ οΕπι στ ημον ι κόΠάρκοΠατ ρώνπαράγ ουμευδρογ όν ομέ σωτ ης συσκε υήςGH2 απότ ονπε ρασμέ ν οΝοέ μβρι ο», λέ ε ιστ α«NEA» οκ. Δημήτ ρης Λυγ ούρας , δ ι ε υθυντ ήςστ οτ μήμαέ ρε υναςκαιαν άπτ υξηςτ ηςε τ αι ρε ί αςΕΛΒΙ Ο, η οποί ααν έ λαβεν αδώσε ιε μπορι κήδ ι έ ξοδοσεμι αε πι στ ημον ι κήέ ρε υναπουξε κί ν ησε πρι ναπό15 χρόν ι α. Επι κε φαλής τ ης έ ρε υν αςκαιυπε ύθ υνος γ ι ατ ην αν άπτ υξ ητ ης συγ κε κρι μέ ν ης τ ε χν ολογ ί αςε ί ν αιοκαθηγ ητ ήςΧημι κήςΜηχ ανι κήςστ οΠανε πι στ ήμι οτ ηςΠάτ ραςκ. Ξε νοφώντ αςΒε ρύκι ος , οοποί οςε ξηγ ε ίπωςτ ομηχάν ημαπαραγ ωγήςυδ ρογόν ουδί νε ι απόδύοέ ως250 kW ηλε κτ ρι κήςε ν έ ργε ι αςκαιμπορε ίναχ ρησι μοποι ηθε ίακόμηκαι γι α οι κι ακή χ ρήση (ανκαιτ ο κόστ οςτ ουε ί ν αιαυτ ήτ η στ ι γ μή απαγ ορε υτ ι κό), ωστ όσοσί γ ουραμπορε ίναβρε ιε φαρμογ ήσεμε γάλε ςβι ομηχαν ι κέ ςμον άδε ς , σε νοσοκομε ί α, σχ ολε ί ακ.λπ.ΉδηηΕΛΒΙ Ομε λ ε τ άτ ηνε γ κατ άστ ασημον άδωνGH2 σε νησι άκαιστ ονβι ολογ ι κόκαθ αρι σμότ ηςΠάτ ρας , όπουθ ααξ ι οποι ε ίτ οβι οαέ ρι οπου παράγ ε τ αι . - 133 - 5.4.4 ΕΛΛΗΝΙ ΚΟ ΛΕΩΦΟΡΕΙ Ο ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Σεε κδ ήλ ωση πουπραγματ οποι ήθ ηκεστ α πλαί σι ατ ηςημε ρί δας<<Εν έ ργε ι ακαι Με τ αφορέ ς >>, τ ουπουργ ε ί οΜε τ αφορώνπαρέ δωσεστ ηνε ρε υν ητ ι κή ομάδατ ου ΕΜΠ, έ ναπε τ ρε λαι οκί νητ ολε ωφορε ί οτ ηςΕΘΕΛ μεσκοπόν ατ ομε τ ατ ρέ ψε ισε όχημαφι λι κόπροςτ οπε ρι βάλλονμεκαύσι μοτ ουδρογ όν ο. Το πρόγραμμα τ ηςσυγ κε κρι μέ ν ηςομάδ αςε ρε υνητ ών τ ου Εθ νι κού Με τ σόβι ου Πολυτ ε χ ν ε ί ουπροβλέ πε ιτ ηνμε τ ατ ροπήτ ουε νλόγωλ ε ωφορε ί ουσεόχημαπουκάνε ι χρήσηυδρογ όνουωςκαύσι μομεαποτ έ λε σματ ι ςμηδε ν ι κέ ςε κπομπέ ςδι οξε ι δ ί ουτ ου άν θρακα. Τονέ οαυτ όμέ σομαζ ι κήςμε τ αφοράςθαξ ε κι ν ήσε ιτ αδ ρομολ όγι ατ ουσεέ ν αχ ρόνο απότ ώρακαικατ άτ ηδι άρκε ι ατ ηςπι λοτ ι κήςτ ουλε ι τ ουργ ί ας,ηε ρε υνητ ι κήομάδα τ ουΕΜΠθααν αλάβε ιτ ηνπαρακολ ούθησητ ηςοδι κήςτ ουσυμπε ρι φοράς. Πληροφορι ακάαναφέ ρουμεπωςουπάρχωνστ όλοςτ ηςΕΘΕΛ πε ρι λαμβάνε ι 283 λε ωφορε ί α μεπε τ ρε λαι οκι ν ητ ήρε ςEuro 3, 416 λ εωφορε ί αφυσι κούαε ρί ου ε ν ώ προγραμματ ί ζ ε τ αιηπρομήθε ι α520 νέ ωνλ ε ωφορε ί ωντ ε χ νολογ ί αςEuro 4 & 5.Αξί ζ ε ι να σημε ι ωθε ίπως τ α υδ ρογ ονοκι ν ούμε ν α λε ωφορεί αέ χ ουν ήδη ξ εκι ν ήσε ινα χρησι μοποι ούντ αιπι λ οτ ι κάστ ηνΕυρωπαϊ κή Ένωση καθώςστ οΆμστ ε ρν τ αμ τ ης Ολλαν δί αςκι νούν τ αιήδητ ρί ατ έ τ οι αλε ωφορε ί ατ ηντ ε λε υτ αί ατ ε τ ραε τ ί αε ν ώμέ σα στ αε πόμε ναδύοχ ρόν ι ατ οΒε ρολ ί ν οαναμέ νε τ αιναθέ σε ισεκυκλοφορί α14 ακόμη οχήματ α. Υδρογον οκι νούμε ν ολε ωφορε ί ο - 134 - 5.5 ΘΕΣΜΙ ΚΟΠΛΑΙ ΣΙ ΟΓΙ ΑΑ.Π.Ε. ΚΑΙΥΔΡΟΓΟΝΟ Όσοναφορά τ ηχ ώρα μαςέ χ ε ικάν ε ισοβαρά βήματ απροόδουστ οντ ομέ ατ ων αν ανε ώσι μωνπηγ ώνε ν έ ργε ι αςαρχ ήςγε ν ομέ ν ηςμετ ηνε θν ι κήέ κθε σηγι ατ οε πί πε δο δι ε ί σδυσηςτ ηςαν ανε ώσι μηςε νέ ργ ε ι αςέ ωςτ οέ τ ος2010 τ ουάρθ ρου3 οδ ηγ ί ας 2001/77/ΕΕ που προβλ έ πε ιγ ι ατ ην Ελ λάδα τ ον ε νδ ε ι κτ ι κό στ όχο κάλυψης ε νε ργ ε ι ακέ ςπηγ έ ς , πε ρι λαμβαν ομέ ν ωντ ων με γάλωνυδροηλε κτ ρι κών έ ργ ων , σε ποσοστ ότ ηςακαθάρι στ ηςκατ ανάλωσηςε νέ ργ ε ι αςκατ άτ οέ τ ος2010 ί σομε20,1%.Ο στ όχ οςαυτ όςε ί ναισυμβατ όςμετ ι ςδ ι ε θ νε ί ςαπαι τ ήσε ι ςτ ηςχώραςπουαπορρέ ουν απότ ηνυπογ ραφήτ ουπρωτ οκόλλου τ ουΚι ότ οπουυπογ ράφτ ηκετ οΔε κέ μβρι οτ ου 1997 στ ησύμβαση– πλαί σι οτ ωνΗν ωμέ ν ωνΕθ νώνγ ι ατ ηναλλ αγ ήτ ουκλί ματ ος . Τοε πόμε ν οβήμαέ γ ι ν επρόσφατ αμετ ονόμο3468/2006 πουαφοράτ ην Παραγ ωγή Ηλε κτ ρι κής Εν έ ργ ε ι ας από Αναν ε ώσι με ς Πηγέ ς Εν έργ ε ι ας καιΣυμπαραγωγή Ηλε κτ ρι σμούκαιΘε ρμότ ητ αςΥψηλήςΑπόδοσης , πουαφοράτ όσοπαραγ ωγ ούςόσο καιαυτ οπαραγ ωγ ούς . Ουσι αστ ι κά, μετ ηνψήφι σηε ν όςτ έ τ οι ουνόμουαν οί γ ε ιο δρόμοςτ όσογ ι ανέ ε ςε πε ν δύσε ι ςκαιε ι σροήκε φαλαί ωνστ ηνΕλληνι κήοι κον ομί α όσοκαιγι ατ ηνπραγ ματ οποί ησητ ωντ ε χν ολογ ι ώνπουέ χ ουναν αφε ρθε ίήδ η. Γι ατ ουδρογ όν οκαιτ ηπαραγ ωγ ήτ ουαπόΑ.Π.Ε. δ ε νυπάρχ ειμέ χριστ ι γ μήςκάποι ος νόμοςήθε σμι κόπλαί σι οαλλάωστ όσοβρί σκοντ αισεε ξέ λ ι ξ ηδι άφοραπι λ οτ ι κά προγράμματ α καιυπάρχουνσημάδι α πωςδε νθααργ ήσε ιν αγ ί νε ικάτ ιτ έ τ οι ο. Εξ άλλουηΕυρωπαϊ κήΕπι τ ρόπηπροσπαθε ίν αε πι λύσε ιτ έ τ οι αζ ητ ήματ ακάτ ωαπό τ ηνηγε σί ατ ηςLoyola de Palacio, αντ ι πρόε δροτ ηςΕυρωπαϊ κήςΕπι τ ροπήςκαι Philippe Busquin, Επί τ ροπος γ ι α τ ην έ ρε υν α, δημι ούργ ησε τ ην ε υρωπαϊ κή πλατ φόρματ ε χν ολογ ί αςυδρογ όν ουκαικαυσί μωντ ο2003, έ ναφόρουμγι ατ ακράτ η μέ λητ ηςΕΕ, γι αν ασυντ ονί σε ιτ ι ςε θνι κέ ςε ρε υν ητ ι κέ ςδ ραστ ηρι ότ ητ ε ςσεαυτ όντ ον τ ομέ α.Γι αναε πι τ ύχ ε ιτ οόραμααυτ ήςτ ηςπλ ατ φόρμας , συν ολι κά 300 ε κατ ομμύρι α ε υρώ απόι δι ωτ ι κέ ςκαιδημόσι ε ςε πε νδ ύσε ι ς , έ χ ουνσυμβάλε ιστ ηνπρωτ οβουλ ί α "γ ρήγ ορηςέ ν αρξης ", τ ηςοποί αςστ όχ οςε ί ναιναοργ ανωθούνοισυν ε ργασί ε ςμε τ αξύ τ ηςκυβέ ρνησηςκαιτ ωνι δι ωτ ι κώνε ρε υνητ ι κώνομάδ ωνγι αν αε πι τ αχ ύν ε ιτ ην ε μπορε υματ οποί ησητ ωντ ε χ ν ολογ ι ώνυδρογ όνουκατ άτ ηδι άρκε ι ατ ωνε πόμε ν ων δε καε τ ι ών. Η πρωτ οβουλί ατ ης"γρήγ ορηςέ ναρξ ης "ε ί ν αιμέ ροςε νόςμε γ αλ ύτ ε ρουε υρωπαϊ κού σχ ε δί ου- χ άρτ ηγι ατ ουδρογ όνουκαιτ ι ςκυψέ λε ςκαυσί μων . Γι ατ αβραχυπρόθε σμα σχ έ δι α, τ ο2010, ηΕυρωπαϊ κήΈνωσηπρογ ραμματ ί ζ ε ιτ ηνε ντ ατ ι κότ ε ρη χρήσητ ων αν ανε ώσι μωνπηγ ώνεν έ ργ ει ας , βε λτ ι ών ε ιτ ηναποδοτ ι κότ ητ ατ ωναπολι θωμέ ν ων υγρών τ ε χ ν ολογ ι ών , αυξάν ε ιτ η χρήση τ ων συνθ ε τ ι κών υγ ρών καυσί μων που παράγ οντ αιαπότ οφυσι κόαέ ρι οκαιτ ηβι ομάζ ακαιε ι σάγε ιτ ι ςπρόωρε ςε φαρμογ έ ς γι ατ ουδρογ όν ουκαιτ ι ςκυψέ λε ςκαυσί μων. Γι ατ ο2020, τ οσχε δ ί ου- χ άρτ ηςε λπί ζ ε ιν ασυν ε χί σε ιτ ηχ ρήσητ ωνυγ ρώνκαυσί μων απότ ηβι ομάζ α, ν ασυν ε χί σε ιτ ηχ ρήσηυγ ρώνκαιαε ρι ώδωνκαυσί μωνστ ι ςκυψέ λε ς καυσί μωνώστ εν α αν απτ ύξ εικαινα ε φαρμόσε ιάμε σα τ α συστ ήματ α γι ατ ην παραγ ωγ ήυδ ρογόν ουαπότ ηναναν εώσι μηηλε κτ ρι κήε νέ ργ ε ι α. Πέρααπότ ο2020, τ ο σχ ε δί ου- χ άρτ ηςπρογραμματ ί ζ ε ιν αι καν οποι ήσε ιτ ι ςνέ ε ςε ν ε ργ ε ι ακέ ςαπαι τ ήσε ι ςμε τ ουδ ρογόν οωςε ν ε ργε ι ακόφορέ α, πουαντ ι καθι στ άτ ουςβασι σμέ νουςσεάνθ ρακα ε νε ργ ε ι ακούςφορε ί ςκαιπουε πε κτ ε ί νε ιτ αδί κτ υαδι ανομήςυδρογ όν ου. - 135 - Μέ σω αυτ ούτ ουσχε δ ί ου- χ άρτ η, προβάλλε τ αιότ ιμέ χριτ ο2020, τ ο2% τ ων αυτ οκι ν ήτ ωνθ αε ί ναιυδρογ ονοκι ν ούμε ν α. Οαρι θμόςαυτ όςυπολογ ί ζ ε τ αινααυξηθε ί σε15% μέ χ ριτ ο2030 και32% μέ χριτ ο2040. Αυτ ήημε τ άβασησετ ροφοδοτ ημέ να μευδρογ όν ο οχ ήματ α υπολ ογί ζ ε τ αιότ ιθα με ι ώσε ισεπολύ με γάλο βαθμό τ ι ς ε κπομπέ ςτ ουδ ι οξε ι δί ουτ ουάν θρακαμέ χ ριτ οέτ ος2040. Τέ λος , με ρι κέ ςε υρωπαϊ κέ ςχώρεςε ρε υν ούντ ρόπουςώστ ενα προσαρμόσουντ ο τ ρέ χονε νε ργ ε ι ακό τ ουςσύστ ημαγι αμι α με λλον τ ι κή οι κον ομί αυδρογ όνου. Ένα παράδε ι γ μαε ί ναιη Δανί α πουμε τ ασχηματ ί ζ ε ιτ ηνυπάρχ ουσασωλήνωσηφυσι κού αε ρί ουτ ηςγ ι ατ ηδ ι αν ομήυδρογ όν ου. - 136 - ΕΠΙ ΛΟΓΟΣ Η πρότ ασητ ουυδρογ όνουφαί νε τ αιότ ιαξ ί ζ ε ιτ ηςπροσοχ ήςμας . Αποτ ε λε ίέ να καθ αρόκαύσι μο, χ ωρί ςε πι βλαβε ί ςρύπουςτ όσογι ατ ονάν θρωποόσοκαιγ ι ατ ο πε ρι βάλλον , αποδοτ ι κότ ε ροσυγ κρι τ ι κάμετ ατ ωρι ν ά καιφυσι κάόχ ιπι οε πι κί ν δυν ο. Μαζ ίμετ ι ςαναν εώσι με ςπηγ έ ςε νέ ργ ε ι ας αποτ ε λ ε ίτ ηνι δ αν ι κή λ ύση γι ατ ην παραγ ωγ ήτ ουκαιτ ουδρογ όν ο μετ ηνσει ράτ ουαποτ ελ ε ίτ ρόποαποθήκε υσης ηλ ε κτ ρι κήςε ν έ ργε ι αςκαιτ ην καλύτ ε ρηδι αχε ί ρι σητ ης ,ι δ ί ωςότ ανπροέ ρχ ε τ αιαπό ήπι ε ς μορφέ ς . Μας παρέ χ ε ιτ ηδ υνατ ότ ητ α μέ σω τ ων κυψε λών καυσί μο υ να αν ακτ ήσουμετ ηναποθηκε υμέ ν ηε ν έ ργε ι αε ί τ εσεηλε κτ ρι κή, ε ί τ εσεθε ρμότ ητ αε ί τ ε σεκί ν ηση.Μεαπλ άλόγ ι ατ οσύστ ημαυδρογ όνου– κυψε λώνκαυσί μουαποτ ε λε ίέ να νέ οε ί δοςμπατ αρί αςμεποι κί λ ε ςδυν ατ ότ ητ ε ςκαιφυσι κάμε γ άλ ηαπόδοση. Η παραγ ωγ ήυδρογ όν ουαπόΑ.Π.Ε. βρί σκε τ αιαυτ ήτ ηστ ι γ μήσεε ρε υνητ ι κόκαι πε ι ραματ ι κόστ άδι ο.Αποτ ε λε ίβέ βαι ακυρί αρχ οστ όχ οέ ρε υν αςσεΕυ ρωπαϊ κόε πί πε δο καισυγκε κρι μέ ναγι ατ ηνχ ώραμας , ηλύσητ ουυδ ρογόν ουαπόΑ.Π.Ε. τ αι ρι άζ ε ι απόλ υτ αστ αε ν ε ργ ε ι ακάχαρακτ ηρι στ ι κά, συμβάλλ ον τ αςστ ηναπε ξ άρτ ησηαπότ α ε ι σαγόμε να καύσι μα, προστ ατ ε ύον τ ας τ ο πε ρι βάλλ ον και καλ ύπτ οντ ας τ ι ς ι δ ι αι τ ε ρότ ητ ε ςτ ωναυτ όν ομωνε ν ε ργε ι ακώνκοι ν οτ ήτ ων. Εί ν αιαπόλυτ ηαν άγκηναδοθούνκί ν ητ ρααπότ οκράτ οςαλλ άκαιε πε ν δύσε ι ςαπότ ι ς ε τ αι ρε ί ε ςε ν έ ργε ι αςγ ι αν αε ι σαχ θούνκαινααναπτ υχ θούντ ε χ νολ ογί ε ςυδ ρογόν ο, ώστ ενααξ ι οποι ηθε ίτ οαι ολι κόκαιηλ ι ακόδ υναμι κότ ηςχ ώραςμας . Η Ελλάδα μπορε ίκαιπρέ πε ιν αε ί ναιπαραγ ωγ όςχώραυδ ρογ όνουκαιοπι οαπλόςτ ρόποςε ί ν αι μεηλε κτ ρόλυσηνε ρούμεχ ρήσηηλι ακήςκαιαι ολι κήςε νέ ργ ε ι ας . Πρέ πε ινακατ αλάβουμεόλοιπωςε ναν τ ι θέ σε ιμετ ον20οαι ών απουήτ ανοαι ώνας τ ωνορυκτ ώνκαυσί μων , ο 21ος ε ί ν αιοαι ών αςτ ωνσυνθε τ ι κώνκαυσί μων, τ ου υδρογ όνουκαιτ ηςε γ κατ άλε ι ψηςτ ωνορυκτ ώνκαυσί μωνπουδ ημι ούργησαντ ε ράστ ι α καιανυπολ όγι στ ηζ ημι άστ οπε ρι βάλλ ον. - 137 - ΒΙ ΒΛΙ ΟΓΡ ΑΦΙ Α John O’M. Bockris, T. Nejat Veziroglou, Debbi Smith, μτ φΠαν αγ ι ώτ ηςΕ. Τσι ακάρας , ΣάββαςΔουβαρτ ζ ί δης(2005) Παραγ ωγ ήυδ ρογ όν ου απόηλι ακή ε ν έ ργ ε ι α, Θε σσαλον ί κη, Εκδόσε ι ςΤζ ι όλα S.Z. Baykara, International Journal of Hydrogen Energy 29: Hydrogen production by direct solar thermal decomposition of water, possibilities for improvement of process efficiency,2004 Y. Tamaura, Y. Ueda, J. Matsunami, N. Hasegava, M. Nezuka, T. Sano, M. Tsuji, International Journal of Hydrogen Energy 2:Solar hydrogen production by using ferrites,1998 R. Sime, J. Kuehni, L. D’Souza, E. Elizondo, S. Biollaz, International Journal of Hydrogen Energy 28: The redox process for producing hydrogen from woody biomass,2003 Jo-Shu Changa, Kuo-Shing Leeb, Pin-Jei Linb, International Journal of Hydrogen Energy 27: Biohydrogen production with fixed-bed bioreactors,2002 Patrick C. Hallenbecka, John R. Benemannb, International Journal of Hydrogen Energy 27: Biological hydrogen production; fundamentals and limiting processes, 2002 Adnan Midillia, Murat Dogrub, Galip Akayb, Colin R. Howarthb, International Journal of Hydrogen Energy 27: Hydrogen production from sewage sludge via a &xed bed gasifier product gas,2002 Carolyn C. Elam, Catherine E. Gregoire Padro, Gary Sandrock, Andreas Luzzi, Peter Lindblad, Elisabet Fjermestad Hagen, International Journal of Hydrogen Energy 28: Realizing the hydrogen future: the International Energy Agency’s efforts to advance hydrogen energy technologies, 2003 T.C. Woodbridge, D.D.Woodbridge, International Journal of Hydrogen Energy 21: Ocean hydrogen for launch operations, 1996 Sharon Thomas, Marcia Zalbowitz, Los Alamos National Laboratory: Fuel cells – Green power http://www.hellashy.org http://www.cres.gr/cape http://www.hy2.gr http://el.wikipedia.org/wiki/ - 138 - http://www.physics4u.gr http://www.princeton.edu http://www.ipcc.ch http://www.rae.gr/energysys http://www.ypan.gr/c_announce http://www.ypexode.gr http://www.greenpeace.org/greece/press http://www.energotech.gr/ell/mikro.htm - 139 -