ege123demo

OBNOVLJIVI IZVORI ENERGIJE

kao gorivo koristio plinoviti vodik, stlačen na 350 bar,jer primjena vodika u kapljevitom stanju nije baš praktična za pogon osobnih vozila, prostor za smještaj tog vodika bio bi čak 10 puta veći od onoga potrebnog za smje- štaj benzina. Može se promatrati i ovako: za prelazak 500 km osobnim automobilom potrošnja vo- dika iznosi 10 - 12 kg, što bi zahtijevalo gole- mi spremnik vodika, reda veličine oko 800 l, što baš i nije praktično (uobičajeni spremni- ci benzina ili dizela u današnjim automo- bilima u pravilu imaju volumen 40 - 60 l). S druge strane, vodik je kao gorivo mnogo pri- kladniji za primjenu u industriji od benzina ili dizela,a to također vrijedi za pogon radnih strojeva i velikih vozila,kada dimenzije spre- mnika stlačenog vodika ne predstavljaju veći problem. Postavlja se pitanje bi li bilo moguće uka- pljenim vodikom pokretati zrakoplov veliči- ne Boeinga 747? Odgovor je: da. Masa goriva pri tome bi svakako bila mnogo manja (a masa goriva danas je značajni ograničavaju- ći čimbenik pri projektiranju zrakoplova),no za pohranu vodika bili bi potrebni četiri puta veći spremnici. To znači da bi se, u Boeingu 747, kabina prve klase, ona ‘na katu’ vjero- jatno zamijenila spremnikom vodika. Koli- ka bi pri tome pak bila opasnost od požara i eksplozije? Valja naglasiti da rizici od takvih slučajeva svakako postoje, ali su zapravo jed- naki onima kod primjene bilo kojih dosadaš- njih zrakoplovnih goriva. JOŠ MALO ČINJENICA O VODIKU Vodik je najlakši plin u svemiru, ali s vrlo velikim sadržajem energije. Može se skladi- štiti u plinovitom ili u kapljevitom stanju. Skladištenje u plinovitom stanju uobičajeno zahtijeva visokotlačne spremnike (350 - 700 bar), dok skladištenje u kapljevitom stanju zahtijeva vrlo niske (kriogene) temperature jer je vrelište vodika na atmosferskom tlaku vrlo nisko, -252,8 °C. Gustoća plinovitog vodika pri atmosfer- skom tlaku je 0,09 kg/m 3 , što znači da je za pohranu 1 kg vodika pri uvjetima atmos- ferskog tlaka potreban spremnik volumena 11,11 m 3 (kocka sa stranicama duljine 2,23 m!). Prosječna gustoća zraka na razini mora pri atmosferskom tlaku je 1,29 kg/m 3 , što je 14,4 puta više od gustoće vodika pri istim uvjetima. S druge strane, gustoća plinovitog vodika na tlaku 350 bar je 26,1 kg/m 3 , dok na 700 bar

 Tablica 1 Gustoća energije pojedinih energenata (goriva)

gustoća energije gravimetrijska (po masi) volumetrijska (po volumenu) MJ/kg kW h/kg MJ/l kW h/l

energent ili gorivo

ogrjevno drvo

16 14

4,44

- -

ugljen etanol

3,9

26,8

7,44

6,1

sirova nafta

44 45 55 45

12,22

dizelsko gorivo

12,5 15,3 12,5

38 21 32

10,1

prirodni plin

5,9 8,9

benzin

kapljeviti

120 120 120 120

33,33 33,33 33,33 33,33

2,22

stlačen na 700 bar stlačen na 350 bar pri uvjetima u okolici

5,8

1,6

vodik

0,83

0,0107

0,0029

uran 235

3 900 000 1 083 000

 Ilustracija 1

gr avimetrijska gustoća, kW h/kg

Dijagram gustoća energije pojedinih energenata (goriva)

10 15 20 25 30 35

dizel

JP-8

benzin

E-10

propan (kapljeviti)

etanol

metan (kapljeviti)

metanol

metan (250 bar)

vodik (kapljeviti) vodik (700 bar) vodik (350 bar)

80 100 120

gr avimetrijska gustoća, MJ/kg

izvornik: www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-storage

iznosi 42 kg/m 3 . U kapljevitom stanju vodik pak ima gustoću 71 kg/m 3 , što je oko 800 više od gustoće plinovitog vodika na atmosfer- skom tlaku. ■

Autor članka je diplomirao na (nekadašnjem) Elektrotehničkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu, a niz godina živi i radi u Vancouveru u Kanadi. Ima više od 45 godina iskustva u ostvarivanju projekata (projektiranju, izgradnji, ispitivanju, puštanju u pogon) energetskih i industrijskih postrojenja u zemljama na pet kontinenata. Članak je, zapravo, prilagođeni izvadak iz njegove knjige ‹Practical Power Plant Engineering - A Guide for Early Career Engineers’ (John Wiley & Sons, izdanje 2020., više na www.wiley.com ).

EGE 1/2023