Альтернативный транспорт, Об альтернативной энергии        02 марта 2017        306         1

Водород в энергетике

Водород представляет для энергетики большой интерес и теоретически имеет большие перспективы. Сторонники водородной энергетики считают, что с помощью него можно решить все энергетические проблемы и полностью изменить нынешний мир. Водородная энергетика является альтернативной энергетикой. Водород может получаться из возобновляемых ресурсов и является полностью экологически чистым топливом. Продуктом его сгорания является вода без каких-либо дополнительных вредных примесей. Водород это самый распространенный элемент во Вселенной — на его долю приходится 88,6% всех атомов. Не меньше его и на Земле, водород является основной химической составляющей самого распространенного вещества на Земле — воды. То есть, практически, запасы водорода неисчерпаемы. Из всех известных видов топлива у водорода самая большая теплотворная способность. Теплотворная способность или удельная теплота сгорания топлива — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг или объемом 1 кубический метр. В этом отношении водороду нет равных. Удельная теплота сгорания  водорода равняется 141 МДж/кг. Из распространенных видов топлива на втором месте стоит метан — 50,1 МДж/кг, что почти в три раза меньше. Удельная теплота сгорания бензина — 44 МДж/кг, каменного угля — 22 МДж/кг. Водороду также нет равных в транспортировке. Транспортировка водорода по трубам при протяженности линии свыше 500-600 км,  дешевле передачи электроэнергии по проводам (ЛЭП) в 10 раз.

Немного из истории

Попытки использовать водород предпринимались давно. В 1820 году в Кембриджском Философском обществе обсуждался доклад об использовании водорода для движущихся машин. В 1927 году фирма «Цеппелин» выпустила двигатель, работавший на водородном топливе. Большой интерес к использованию водорода в энергетике пробудил известный физик Лоуренс У. Джонс, выступивший в 1970 году с техническим докладом в Мичиганском университете. Он предложил широко использовать водород в качестве экологически чистой замены углеводородному топливу. В 1972 году в США, в  межуниверситетском конкурсе на лучшую конструкцию городского автомобиля, первое место занял автомобиль на водороде. В Советском Союзе также велись исследования в этом направлении. В 1968 году в Институте  теоретической и прикладной механики Сибирского отделения Академии наук СССР  проводились испытания двигателей ГАЗ-652 на водородном топливе.  В Харькове в 1980 году даже появилось такси, работавшее на смеси водорода с бензином. Особенностью двигателя, разработанного харьковскими учеными, было применение гидрида, позволяющее вмещать большее количество водорода в меньшем объеме, и делающее применение водорода совершенно безопасным. Для получения электроэнергии, водород большей частью применяется в топливных элементах, использующих принцип электрохимической реакции. В конце 2006 года во всем мире эксплуатировалось около 5000 малых стационарных водородных электростанций небольшой мощности. В 2010 году в Италии, недалеко от Венеции, открылась водородная электростанция мощностью 16 МВт.  Компания FuelCell Energy (США) создала водородную энергоустановку мощностью 40 МВт.

Проблемы водородной энергетики

Несмотря на преимущества водорода и все попытки его использования, нельзя сказать, что водород достиг широкого применения. Водородный транспорт не может составить  конкуренцию обычным электромобилям, так как его использование обходится дороже в несколько раз, и водородная инфраструктура пока еще  развита слабо. Существует несколько промышленных способов получения водорода. Самым распространенным из них является паровая конверсия природного газа. При этом происходит выделение углекислого газа, поэтому проблема загрязнения воздуха не решается до конца. Что же касается получения водорода методом электролиза из воды, то  стоимость его получения выше в три раза, чем при паровой конверсии, а объем электроэнергии из полученного водорода будет не намного больше затраченной на его получение. Также водород получают из биомассы. Возможно, это самый перспективный путь для водородной энергетики, но пока водород, полученный таким путем, остается еще дорогим. Что же касается взрывоопасности водорода, то эта проблема в современной технике была решена. Остается  маловероятная, но, тем не менее, возможная проблема утечки водорода. Ее сложно заметить, так как водород не имеет запаха и горит бесцветным пламенем. Таким образом, требуются специальные газовые индикаторы в местах нахождения водородного топлива. Несмотря на серьезный недостаток водорода, а именно его дорогое получение, во многих странах ведутся серьезные, крупно финансируемые программы по развитию водородной энергетики. Применение водорода, медленно, но верно, продолжает свое развитие.

  Метки:
Обсуждение: есть 1 комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *