Источники энергии: получение водорода

Водород

Этот вездесущий газ может быть получен в промышленных объемах только путем его выделения либо из воды, либо из естественного газа (как его в основном и получают сегодня), либо еще из какого-нибудь углеводородного соединения. Иными словами, на получение водорода всегда затрачивается какая-то энергия.

Если затем этот водород сжечь (например, в специальном двигателе внутреннего сгорания или путем регулируемого соединения с кислородом в так называемой «топливной ячейке»), то энергия, полученная из этой реакции, может быть использована в любых нужных целях - от обогрева дома или питания автомашины до преобразования ее в электричество. Разумеется, получать и тут же на месте сжигать водород нелепо, но если как-то сжать этот водород, перевезти его в такое место, где других источников энергии почему-либо нет, и сжечь там, то это будет равносильно доставке туда энергии - внутри сжатого водорода. Вот почему водород и является всего лишь носителем, а не источником энергии.

Есть такие подводные камни, которые, как сказано в старинном тексте, «не прейдеши». Оптимисты и энтузиасты (вместе с «интересантами») продолжают лучезарно верить в первый вариант, пессимисты уверяют, что история разворачивается по второму сценарию. В чем заверяют первые, мы уже говорили. А что говорят вторые?

Они говорят, что массовый переход на водород требует преодоления трех принципиальных трудностей. Первая трудность - платина. Нынешние топливные ячейки нуждаются в платиновом катализаторе. Сейчас на ячейки для одной автомашины нужно 100 граммов платины стоимостью 3000 долларов. Забудем на миг о цене, все энтузиасты говорят, что задержка только за деньгами. Но если в мире сегодня выпускается 70 миллионов машин в год, то для перевода их на водород понадобится 7000 тонн платины - это в 30 раз больше всей нынешней ежегодной добычи. А ведь выпуск машин может только увеличиваться (в Индии и Китае, не говоря об остальном мире, спрос ежегодно растет на несколько миллионов). Таким образом, нынешние топливные ячейки попросту не могут заменить обычные бензиновые двигатели, если не будет найден заменитель платины. Пока этот заменитель не виден даже на горизонте.

Вторая трудность связана с очисткой. Как уже сказано, водород выделяют сегодня из натурального газа, и в ходе этого процесса газ нагревают с помощью струи пара в присутствии катализатора. Пар получается за счет сжигания растительного топлива, что ведет, понятно, к выделению углекислого газа. В итоге получение «чистого» водорода сопровождается таким загрязнением атмосферы, которое сводит на нет все выгоды «водородных» машин. В принципе можно заменить растительное топливо каким-нибудь альтернативным «чистым» - например, электричеством, но ведь и электричество в конечном счете получается пока в основном «грязными» путями.

Но, пожалуй, самую главную трудность, стоящую перед «водородной революцией», составляет низкая эффективность водорода. Как подсчитали недавно специалисты, если учесть все потери на пути от получения водорода до топливной ячейки, то оказывается, что из каждого джоуля затраченной на это энергии в двигатель автомашины попадает лишь 24%. Между тем в двигателях электрических машин или электро-бензиновых гибридов этот же коэффициент составляет 69%. В переводе на потребность в электроэнергии это означает, например, что если для перехода всех нынешних автомашин Великобритании на электрическую тягу нужно увеличить производство электроэнергии на 16%, то для перевода на «водородную тягу» это производство нужно увеличить почти на 50%.

Разумеется, переход всего автопарка на электротягу требует создания широкой сети соответствующих заправок, но ведь и переход на водород требует того же, но притом с гораздо меньшей, как мы только что видели, эффективностью. Если же говорить об использовании водорода для обогрева домов и для прочих бытовых нужд, то здесь добавочные расходы и трудности по сжижению или сжатию водорода и последующему его хранению, доставке и использованию намного перекрывают удобство доставляемой на дом «чистой» энергии. Впрочем, доставлять «на дом» электричество еще проще, а делать это - и вполне эффективно - люди уже научились.

Все сказанное означает, что водород может, действительно, еще надолго остаться «топливом будущего». Ближайшее же будущее все-таки, видимо, - за сплошной электрификацией транспорта и быта. Она по всем параметрам не менее удобна, уже сейчас более эффективна, и на пути к ней уже имеются реальные технологические достижения. Прорыв нужен теперь только в двух областях - в деле нахождения «чистых» и эффективных источников (солнце, вода, ветер и т.п.) и в деле создания инфраструктуры. Думается, наука и техника сегодня много ближе к решению этих задач, чем к преодолению трудностей на пути к «водородной альтернативе».

Источник: сайт citydrive-nk.ru

Оставить комментарий

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