¿Por qué no usamos energía solar excedente para producir hidrógeno?

Una nota al margen de un fósil de hidrógeno. Estuvimos involucrados en la energía del hidrógeno cuando la celda de combustible PEM se convirtió en una cosa que funciona hace unos 30 años. En aquel entonces, cuando las células solares comerciales eran solo del 12%, alguien hizo una estimación de que si el 3% de los desiertos en los EE. UU. Tenían cobertura solar fotovoltaica, eso produciría suficiente hidrógeno (de la electrólisis) para satisfacer todas las necesidades de energía en el NOSOTROS; Incluye transporte.

El problema menor fue que la única manera de hacer que esto funcione es utilizar la red nacional de gas natural; lo que significa revestir todas las tuberías subterráneas de 36 “de diámetro con una película no permeable para evitar que el hidrógeno escape a 1,000 psig. Por lo tanto, esa es una de las razones por las cuales el hidrógeno nunca recibió mucha financiación del Congreso: problemas de infraestructura.

Las pérdidas de energía se volverían rápidamente prohibitivas. Con una eficiencia del 60%, los electrolizadores desperdician el 40% de la energía utilizada para crear hidrógeno. Más tarde, para producir electricidad, debe pasar el hidrógeno a través de una celda de combustible. Nuevamente, obtendrá una eficiencia del 60% con una pérdida del 40%. Si calcula esto, se han perdido 2/3 de la energía al convertir la electricidad en hidrógeno y viceversa.

Compare esto con un 50% de eficiencia para baterías de plomo-ácido, 75% de eficiencia para una batería de flujo (redox de vanadio), o 70% de eficiencia para el almacenamiento de hidrocarburos bombeados y resulta obvio que el hidrógeno no es competitivo con las alternativas. Con eficiencias inferiores a la estándar como esa, no hay incentivo para arriesgar los peligros que plantea el almacenamiento de hidrógeno.

Fuente 1: electrólisis del agua

Fuente 2: celda de combustible de membrana de intercambio de protones

Fuente 3: batería redox de vanadio

Fuente 4: hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo

1. Hasta cierto punto, el mayor tiempo de producción solar del día coincide con la mayor demanda de electricidad liderada por los sistemas de aire acondicionado.
2. No hay suficiente infraestructura de almacenamiento, transmisión, distribución y punto de venta.
3. No hay suficiente equipo de uso final
4. Es un proceso ineficiente que haría que la eficiencia de salida efectiva de los paneles solares fuera mucho menor.
5. No existe un método eficiente para almacenar hidrógeno en dispositivos móviles de uso final.
6. Producir energía mecánica a partir de él también es ineficiente.
7. Además, 2. y 3. interactúan para evitar que surja un mercado y 1. lo hace innecesario, mientras que 4. y 5. lo hacen indeseable.

Recuerde, el hidrógeno no es una fuente de energía sino un combustible intermedio. Su principal beneficio, aunque se percibe de manera imprecisa, son las bajas emisiones de los vehículos que lo usan, pero esto solo es local para el vehículo.

Si un sistema de energía solar está conectado a la red eléctrica, la energía excedente está fuera de la red. En un sistema fuera de la red, generalmente se almacena en baterías para su uso posterior. Producir hidrógeno de ninguna manera es más eficiente que eso, a menos que solo necesite el hidrógeno.