VANTAGGI
COMBUSTIONE
- Bruciare idrogeno con aria in condizioni appropriate all'interno di motori a combustione o turbine a gas determina una notevole riduzione delle emissioni. Le emissioni di ossido d'azoto aumentano esponenzialmente con la temperatura di combustione e dunque vengono limitate da un appropriato controllo del processo. Poiché l'idrogeno offre una maggiore flessibilità rispetto agli altri combustibili, lavorando a temperature più basse, vale a dire con eccesso di aria, si riducono le emissioni di NOX. Le emissioni di particolati e zolfo sono pressocchè nulle. L'unico coprodotto volatile che si ottiene nel processo di generazione di energia elettrica da idrogeno e ossigeno è l'acqua demineralizzata.
CELLE A COMBUSTIBILE
- Elevata efficienza: la conversione diretta di combustibile in energia attraverso una reazione elettrochimica, consente alla FC di ottenere, a parità di combustibile, una potenza superiore rispetto alla tradizionale combustione. L'efficienza varia dal 35% al 90%, in base al riutilizzo del calore prodotto dalla reazione esotermica elettrochimica. La produzione di energia attraverso una combustione avviene in stadi successivi: prima il combustibile viene convertito in calore e questo in energia meccanica che viene utilizzata da una macchina motrice come una turbina per produrre energia. In questo processo vanno considerate le perdite esterne di calore e di attrito, che abbassano l'efficienza globale del processo. Il rendimento elettrico è superiore a quello degli impianti convenzionali, con valori che vanno dal 40-48% (riferito al potere calorifico inferiore del combustibile) per gli impianti con celle a bassa temperatura, fino a raggiungere oltre il 60% per quelli con celle ad alta temperatura.
- Emissioni ridotte: Se l'idrogeno è il combustibile usato nella FC, gli unici coprodotti sono calore, acqua ed energia elettrica, mentre la combustione di combustibili fossili produce CO2 , NOx , SOx e particolati.
- Il ridottissimo impatto ambientale, sia dal punto di vista delle emissioni gassose sia di quelle acustiche, consente di collocare gli impianti anche in aree residenziali, rendendo il sistema particolarmente adatto alla produzione di energia elettrica distribuita.
- Se l’idrogeno utilizzato nella FC è prodotto da fonti rinnovabili, viene eliminato il danno ambientale associato all’estrazione dei combustibili fossili dai giacimenti, infatti la trivellazione del petrolio, il trasporto, la raffinazione e i prodotti di scarto contribuiscono notevolmente all'inquinamento del pianeta.
- Flessibilità relativa alla tipologia di combustile: una FC può lavorare con idrogeno proveniente da qualunque combustibile fossile oggi disponibile. Ha inoltre la possibilità di utilizzare un'ampia gamma di combustibili quali gas naturale, metano, metanolo, gas di sintesi (prodotto dalla gassificazione del carbone, combustibili liquidi, biomasse).
- Potenza generata: la potenza generata da una FC di un assegnato volume è espressa in kW/l. Lo sviluppo nell'ambito tecnologico e della ricerca consentono di aumentare la potenza generabile da una FC. E' altresì dotata di una notevole modularità, che permette di accrescere la potenza installata via via che cresce la domanda di energia elettrica, con notevoli risparmi sul piano economico e con tempi di costruzione, che possono risultare notevolmente ridotti.
- Una FC lavora in un range di temperatura che va da 80°C fino a 1000°C. Tali valori sono nettamente inferiori ai 2300°C che si raggiungono all'interno dei motori a combustione.
- Una FC può essere collocata in tutte le aree, residenziali e commerciali, all'interno o all'esterno: infatti non provoca inquinamento acustico, ambientale e richiede pochi permessi governativi.
- Il calore esotermico della reazione elettrochimica può essere riutilizzato per riscaldare l'acqua o per soddisfare il fabbisogno di riscaldamento o di raffreddamento. Questo riutilizzo di calore aumenta l'efficienza di una FC fino al 90%.
- Per soddisfare le richieste di potenza energetica e rispondere rapidamente a variazioni di carico, basta alimentare una FC con una maggiore quantità di combustibile. In sostanza “più combustibile, più potenza”.
- Efficienza indipendente dal carico e dalle dimensioni dell'impianto: Il rendimento delle celle è poco sensibile alle variazioni del carico elettrico, diversamente da quanto avviene con gli impianti convenzionali. In pratica, una cella può operare tra il 30 e il 100% di carico, senza perdite consistenti di efficienza. Il rendimento è inoltre indipendente dalla potenza installata entro un ampio intervallo di potenza.
- Il funzionamento di una FC non prevede alcun organo di movimento. Ciò determina un progetto più semplice, una maggiore affidabilità e silenziosità.
- L'uso delle FC consentirebbe di evitare spiacevoli incidenti ai computer e agli elettrodomestici, dovuti alle fluttuazioni dell'energia elettrica.
SVANTAGGI
Gli svantaggi derivanti da queste tecnologie sono sostanzialmente la difficoltà di reperire il carburante, i fondi necessari per costruire impianti, nonchè la difficoltà nel trovare i componenti degli stessi. Da non trascurare è anche il fatto che la produzione di idrogeno tramite fonti energetiche tradizionali ha come scarto sostanze inquinanti.
