Hidrogenul, vector de energie. De la chimie la energie si protectia mediului

PREFATA

Dezvoltarea economiei hidrogenului a cunoscut multe faze. Mai intai, hidrogenul a fost exploatat de industria spatiala, permitand propulsarea rachetelor noastre. In paralel, de folosirea ingrasamintelor necesare fertilizarii solului care a permis hranirea unei planete imbogatita cu multe miliarde de locuitori. S-a dezvoltat apoi in numeroase sectoare industriale, ale electronicii, fabricarii metalelor, pana la chimie si petrochimie. In ultimile decenii este utilizat masiv pentru desulfurarea produselor petroliere. Astazi, daca hidrogenul ar fi utilizat in aceste scopuri ar fi suficient pentru a alimenta direct aproape 200 milioane de vehicule, el este utilizat direct in masinile noastre, asociat tehnologiei pilelor de combustie.

Iata ca, se poate redeschide capitolul intrebuintarii „verigii lipsa” al tranzitiei energetice, in care proprietatile sale unice ii permit utilizarea pentru stocarea si distributia energiei regenerabile prin toate formele de intrebuintare. Asociat cu pilele de combustie, este intr-adevar capabil de a genera energie electrica curata si eficienta fara un alt produs secundar, doar caldura si apa. Aceasta carte isi propune astfel, sa reia marile intrebari pe care aceasta molecula le ridica si permite sa le rezolve creand istoria hidrogenului, inca in curs de scriere, un instrument al revolutiei energetice in curs de desfasurare. Romania nu trebuie sa fie straina de acest subiect pentru ca acest teritoriu beneficiaza de resurse geologice propice stocarii in cantitati mari ale hidrogenului, solutie interesanta pe termen lung pentru a stoca energie regenerabila intermitenta in cantitate mare. Provocarile care raman pentru ca aventura hidrogenului, energie a viitorului, sa fie un succes, sunt inca importante pentru ca ele realizeaza o mutatie generala a paradigmelor noastre de productie, asa cum am incercat sa formulez in cartea mea consacrata subiectului (Hydrogene, la transition energetique en marche). Ea presupune un adevarat demers coordonat, colaborativ si angajant intre autoritatile publice cu rolul lor de reglementare si de garant al demersurilor colective, industrie cu rolul ei de ofertant de solutii si deschizatoare de piete, institutii financiare care trebuie sa regaseasca misiunea de finantatori in noile piete si individ ca ultim arbitru al intrebuintarii. Scenariile propuse pentru Romania in aceasta carte vor trebui judecate in acesta masura pentru ca nu va exista nicio reusita fara punerea in acord a celor patru parteneri.

Cartea propusa de autori reia in detaliu marile intrebari tehnice care trebuie tratate pentru obtinerea hidrogenului curat, regenerabil, competitiv, cu solutii de utilizare si de logistica eficace si durabile. Angajamentul tarilor est-europene in aceasta aventura, de multe ori privit ca un subiect al unei tari foarte avansate, arata ca nu este tocmai asa. Lumea interconectata a cercetarii si aptitudinea europeana de a lega diferitele laboratoare europene mai ales prin platforma europeana comuna intitulata Intreprinderea Comuna „Pile de combustie si hidrogen” (FCH JU) permit apropierea comunitatilor mult mai rapid decat ieri. In special, magia hidrogenului nu are frontiere si de aceea trebuie salutat Ioan si coautorii prin contributia la dezvoltarea acestei directii, contributie pe care o realizeaza cu pasiune, competenta si pedagogie.

Pierre Etienne Franc
Presedinte al Consiliului Director,
Intreprinderea Comuna „Pile de combustie si hidrogen” (FCH JU)
Presedinte al Hydrogen Europe

CUPRINS

Introducere. Inceputul incepe cu hidrogen! 19
1. Hidrogenul, cateva generalitati 22
2. Hidrogenul verde 35
3. Hidrogenul, combustibil si vector de energie. Economia hidrogenului 44
4. Hidrogenul, in contextul international si european 55
5. Hidrogenul la nivelul Uniunii Europene, Intreprinderea Comuna „Pile de combustie si hidrogen” 89
6. Situatia actuala a cercetarii, dezvoltarii si inovarii in domeniul hidrogenului si pilelor de combustie in Romania 100
7. Centrul National pentru Hidrogen si Pile de Combustie 128
8. Propuneri pentru o infrastructura a hidrogenului in Romania plecand de la stocarea subterana in caverne de sare 141
9. Hidrogen pentru mobilitate 160
10. Hidrogenul, provocari si tendinte 177
11. Coridoarele de hidrogen 184
12. Concluzii 198
Bibliografie 202

DESPRE AUTORI

Dr. Ioan IORDACHE este Cercetator Stiintific la Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si Izotopice – ICSI Rm. Valcea din anul 2007. In perioada 2000-2007 a ocupat pe rand urmatoarele pozitii la S.C. Oltchim S.A.: inginer, cercetator si manager de proiecte. A absolvit Universitatea Tehnica „Gh. Asachi” din Iasi, Facultatea de Chimie Industriala si Protectia Mediului, obtinand in anul 2000 diploma de inginer (specializarea Tehnologia si Biotehnologia Protectiei Mediului) si in anul 2001 diploma de master (specializarea Managementul Mediului). Studiile doctorale le urmaza la aceeasi universitate, obtinand in 2007 titlul de doctor in chimie. In anul 2015 obtine un al doilea titlu de doctor la Universitatea „Politehnica“ din Bucuresti in domeniul inginerie industriala. A fost beneficiarul unor burse internationale de studiu (Marie Curie Training Fellowship) la Universitatile din Oslo si din Bordeaux. In prezent ocupa functia de vicepresedinte in States Representatives Group (SRG) of the Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) si director executiv al Asociatiei pentru Energia Hidrogenului din Romania. Pentru Ioan Iordache aceasta carte este a treia aparitie consecutiva la Editura A.G.I.R. dupa alte doua carti care au ca subiect economia si energia durabila pe baza de hidrogen: Tehnici avansate de tratare a apei si separare a hidrogenului (2010) si Obtinerea hidrogenului, metode si procedee (2011).

Prof. dr. fiz. Ioan STEFANESCU este director general al Institutului National de Cercetare-Dezvoltare pentru Tehnologii Criogenice si Izotopice – ICSI Rm. Valcea din 1994 si profesor universitar la Universitatea din Pitesti. In perioada 1971-1994 a lucrat la INCDTCI ICSI (Uzina „G”) – Rm. Valcea, ocupand pe rand functiile de cercetator fizician, sef de atelier – instalatie separari izotopice, inginer-sef si director tehnic. Concretizarea cunostintelor si a experientei in activitatea de cercetare-dezvoltare-inovare se remarca printr-o serie de activitati: membru corespondent al Academiei de Stiinte Tehnice din Romania, 2012; membru corespondent al Academiei Internationale de Stiinte Energoinformationale – Rusia; membru in Consiliul Stiintific al Institutului National de Metrologie; membru al Academiei Europene pentru Stiinta si Arta; presedintele Comisiei 10: Stiinte de baza, umaniste si socio-economice din cadrul Colegiului Consultativ pentru Cercetare si Inovare al MECT; membru in Comisia de Fizica a Consiliului National de Atestare a Titlurilor, Diplomelor si Certificatelor Universitare pentru confirmarea titlurilor de profesor universitar, conferentiar universitar, cercetator stiintific gradul I si cercetator stiintific gradul II; membru in Consiliul de Administratie al ROLAB; membru in Comitetul de Directie al RENAR; membru in Colegiul Consultativ pentru Cercetare-Dezvoltare si Inovare; membru in Comisia 11: Comisia pentru Evaluarea, Atestarea si Acreditarea Institutiilor de Cercetare-Dezvoltare; membru al COFINUC – pe langa Agentia Nationala pentru Cercetare Stiintifica etc.

Dr. Adrian V. GHEORGHE este professor de Management Ingineresc si Ingineria Sistemelor, la Old Dominion University, Virginia, SUA din martie 2006. Este cercetator stiintific principal la European Institute for Risk and Communication Management (EURISC) si vicepresedinte al World Security Forum (WSF), Elvetia. In perioada 1990-1993 a avut statutul de functionar public la Agentia Internationala pentru Energie Atomica, Viena, Austria, unde a lucrat in domeniul evaluarii riscurilor comparative ale diferitelor sisteme energetice si evaluarii riscurilor la nivel regional ale sistemelor nuclear si industrial. In perioada 1993-2006 a fost director la Centrul de Excelenta pentru Risc si Stiintele Sigurantei si cercetator stiintific principal si profesor pentru Activitati de cercetare si Analiza deciziei la Institutul Federal Elvetian pentru Tehnologie, Zurich, Elvetia. Activitatea sa curenta referitoare la cercetare-dezvoltare include Guvernarea sistemelor energetice, Securitate cibernetica si Teoria rezilientei.

Dr. Mihaela IORDACHE este cercetator stiintific la Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Ecologie Industriala – ECOIND, Bucuresti din 2001. Incepand din anul 2013 este sef Sucursala Ramnicu Valcea. A absolvit Universitatea Bucuresti, Facultatea de Chimie, in anul 2000. Studiile de master in domeniul Management in administratie si servicii publice sunt finalizate la Universitatea „Constantin Brancoveanu“, Facultatea de Management Marketing in Afaceri Economice din Rm. Valcea. Studiile doctorale sunt urmate la Universitatea „Politehnica“ din Bucuresti, obtinand titlul de doctor in chimie in anul 2013. Organizeaza, coordoneaza activitatile de cercetare, control analitic, monitorizare factori de mediu la Sucursala din Rm. Valcea. Participa la elaborare de Studii de impact si Bilanturi de mediu pentru diverse entitati industriale sau institutii de interes public. In anul 2009 a fost coautor la o alta carte dedicata ingineriei si protectiei mediului, intutulata „Sonochimia in epurarea energo-intensiva a apelor„.