Водородная энергетика оставит не у дел газ и нефть

Июнь 30, 2014 / Ольга Шейдина, Редактор

Современная энергетика держится на добыче таких топлив, как нефть и газ. Без нефти мы замерзнем зимой и не сможем освещать свои помещения. Она дарит человечеству такие необходимые для жизни тепло и свет. Однако в последнее время стало понятно, что у современной энергетики и транспортных средств, которыми человечество привыкло пользоваться, будущего нет – объёмы ископаемого топлива уменьшаются, экология ухудшается. Развитые государства будут строить все большее количество атомных энергоустановок, эксплуатация которых, мягко говоря, не отличается безопасностью. Как никогда актуальным станет вопрос утилизации отходов, появляющихся в процессе деятельности АЭС и таящих в себе опасность для живых организмов.

Водородная энергетика оставит не у дел газ и нефть

С учетом таких невеселых перспектив большинство ученых, а также практиков придерживаются мнения, что необходимо как можно быстрее искать нетрадиционные источники энергии, которые обеспечили бы человечество необходимым количеством энергии. Так, они все чаще «посматривают» в сторону такого вещества, как водовод, которое в неограниченных объемах присутствует в водах Мирового океана. Водородная энергетика способна стать достойной заменой существующей на данный момент. Водородное топливо обладает большим количеством плюсов. Оно нетоксично, его можно перевозить при помощи современной транспортной сети, хранить такое топливо можно на протяжении длительного периода, оно может похвастаться высокой калорийностью и «подходящестью» для тепловых двигателей, в конструкцию которых при этом не нужно будет вносить существенные изменения, водородное топливо является относительно экологичным, и т.д.

Водородная энергетика имеет большой потенциал. Запасы такого вещества, как водород, не могут быть исчерпаны, они имеют свойство возобновляться, а значит, с переходом не него больше не будет необходимости в поисках/разработке месторождений, восстановлении/использовании пород, которые уже были отработаны, восполнении изъятого количества топлива какими-либо заменителями, что обязательно нужно делать в ходе подземных разработок. «Сырье» для получения энергии очень легко заполучить, чего нельзя сказать о нынешних основных источниках энергии.

Основным источником водорода является вещество, без которого человек не может существовать – это, конечно же, вода. Чистый водород можно добыть путем разложения ее молекул. Кроме того, водород могут «подарить» газ, уголь, биомасса живых растений либо отходов. Ряд зеленых водорослей (Chlamydomonas reinhardtii и других), когда им не хватает серы и кислорода, начинают вырабатывать водород. Данное свойство водорослей было обнаружено не так давно, в конце девяностых годов XX столетия Анастасиосом Мелисом, ученым из Беркли.

Сгорание данного вещества при наличии доступа кислорода приводит к образованию воды. В процессе сгорания не возникают побочные продукты, отсутствуют выбросы газообразных соединений, которые способны с будущем привести к глобальной экологической катастрофе (речь идет об углекислом газе, который является виновником так называемого парникового эффекта), сгоревший пепел, который запыляет атмосферу нашей планеты.

Перечисляя достоинства водородной энергетики, обязательно нужно упомянуть также то, сколько энергии способен дать водород. Теплота его сгорания является самой высокой, соединяясь кислородом, он выделяет 120,7 гигаджоулей на 1 т. Что касается эффективности сгорания вещества в двигателе внутреннего сгорания, она на тридцать – сорок процентов превышает «углеводородную» эффективность (к углеводородам относятся природный газ, вещества, получаемые из нефти). Эффективность водорода в топливных элементах, которые используют на транспортных средствах, превышает эффективность бензина на сто – двести процентов. Использование водорода, имеющего удивительные свойства, в двигателе внутреннего сгорания повышает коэффициент полезного действия мотора на пятьдесят – семьдесят процентов (естественно, в сравнении с силовыми агрегатами, работающими за счет бензина).

Еще один неоспоримый плюс водородной энергетики – она неопасна для окружающей среды. При сгорании водорода получается обычная вода, не несущая никакой опасности для планеты. Если «заряжать» устройства таким топливом, как водородометановые смеси, на порядок уменьшится токсичность выбросов. Так, смесь, в которой от пяти до десяти процентов содержания водорода по весу (а по объему - от двадцати до сорока), становится в два – четыре раза менее токсичной, чем, если бы использовалось топливо без примеси этого вещества. Кроме того, использование водорода позволит повысить эксплуатационную экономичность топлива (на двадцать – двадцать пять процентов) и снизить необходимое его количество (на тридцать пять – сорок процентов).

Во время работы силовых агрегатов, в которых примесь водорода составляет сорок – сорок восемь процентов, выполняются нормы Евро-5, а если количество водорода составляет двадцать процентов – Евро-4.

При этом, справедливости ради необходимо сказать о том, что технологии промизготовления данного вещества, которые доступны на сегодняшний день, не могут похвастаться высокой безопасностью для окружающей среды, однако, в общем, от перехода на водородную энергетику наша планета только выиграет.

Рассмотрев лишь вышеперечисленные плюсы водорода, можно сделать вывод, что у водородной энергетики большое будущее. Реакция мировой промышленности не заставила себя долго ждать – водород изготовляют уже на протяжении продолжительного отрезка времени. Он применяется в производстве упаковочного газа, маргарина, состоящего из жидких масел растительного происхождения, пластмасс, мыла, метанола, аммиака, его используют для такой сварки, как атомно-водородная. Применяют его и как энергоноситель – он может самостоятельно сам служить топливом (для ракет, транспорта для перевозки пассажиров, грузов, для легковых транспортных средств), и входить в состав топливной смеси.

Государства, входящие в Европейский Союз, а также Япония и Соединенные Штаты Америки уже чуть ли не полстолетия стараются сделать водород основным источником энергии, переводя на него автобусы, машины, крупные заводы. По столице Британии на сегодняшний день ездит около восьми тысяч автобусов, которые оснащены двигателями внутреннего сгорания, функционирующими благодаря водороду. Постоянно проводят исследования, касающиеся применения водорода в силовых агрегатах, также и именитые автопроизводители, которые постоянно радуют автолюбителей демонстрацией своих достижений в данной области. Сейчас многие производители машин располагают прототипами транспортных средств, которые работают на водороде. Пока далеко не весь транспорт работает на данном веществе, но, возможно, это случится совсем скоро.

У нашей планеты есть шанс?..

Подтверждением того, что водородная энергетика совсем скоро может придти на смену нефтегазовой, является мнение транснациональных компаний, занимающихся добычей нефти и газа. Они не считают водород своим «врагом», а наоборот, надеются, что данное вещество займет свою нишу в их энергетическом будущем. Так, водородные технологии активно разрабатываются British Petroleum, ExxonMobil и др.

«Тойота» и «Дженерал Моторс» вместе с ExxonMobil работают над топливными элементами. BP и «Шелл» были созданы «дочки», которые занимаются исключительно водородными технологиями. «Шелл» вкладывает свои средства в разработки в сфере водородных энерготехнологий, количество которых может «посоревноваться» с госфинансированием водородных программ японцами либо американцами. Texaco в основном финансирует технологи бортового хранения данного вещества. Также данная компания совместно с «Шелл» инвестирует разработки реформеров (приспособления, благодаря которым прямо на борту машины из бензина добывается водород).

Также компании активно инвестируют работы, направленные на переоборудование атомных электростанций под данное вещество, на изготовление горючего, а также добычу водорода из такого топлива, как бензин, на АЗС.

Как уже было сказано выше, большинство известных производителей авто создают машины, функционирующие на топливных элементах, которые были бы доступны подавляющему большинству автолюбителей. Дженерал Моторс и DaimlerChrysler трудятся также над стационарными топливными элементами.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий