Составные части водородной энергетики
Водород – самый распространенный элемент на Земле. На его применении в качестве топлива базируется водородная энергетика – нетрадиционный способ получения энергии, который пока не так широко применяется на практике как альтернатива традиционным способам, или по сравнению с некоторыми другими нетрадиционными источниками энергии.
Составной частью водородной энергетики является процесс получения водорода из воды и другого сырья природного характера, а также хранение водорода в газообразном и сжиженном состояниях (или же в виде искусственно полученных химических соединений). Важным компонентом выступает транспортировка водорода к потребителю, осуществляемая с небольшими потерями. Водородная энергетика пока не получила широкого применения, поскольку не отработана четкая методика технологических процессов получения, хранения и транспортировки водорода, хотя разнообразные разработки и лабораторные исследования находятся в перспективной стадии.
К преимуществам выбора водорода относится, прежде всего, его экологическая безопасность, так как продукт его сгорания вода, а также такие качества как исключительно высокая энтальпия (термодинамический потенциал 143,06 МДж/кг), высокая теплопроводность и низкая вязкость, что играет положительную роль при транспортировании по трубопроводам.
Способы получения водорода
Выделяют три способа получения водорода традиционными методами: химический, электролиз, термохимический. При каждом способе необходимо затрачивать природные ископаемые, поэтому все три способа экономически и экологически нецелесообразны, поскольку природные ресурсы истощимы (в настоящее время стремительно).
Водородная энергетика: недостатки и преимущества
- Главны проблем водородной энергетики две:
- Это трата других энергоносителей (нефть, электричество, газ) для получения вещества и высокая угроза образования взрывов.
- Кроме того, нет четко прописанного и экономически выгодного механизма получения водородной энергии, хотя специалистами активно разрабатываются варианты добычи водородного топлива. Но пока есть трудности в его добыче.
Стремясь найти возможности устранить недостатки, все большее внимание обращается на получение водорода из воды. В этом плане источник получения водородной энергетики неисчерпаем, учитывая водный потенциал (миллионы тонн воды в мировом океане).
-
Преимущества:
- Транспортировка по трубам без проблем, так как у водорода низкий показатель вязкости. Водород хранится в сжиженном, газообразном состоянии. У водорода продолжительный срок хранения, он достаточно легок.
- Современные технологии водородной энергетики дают возможность иметь качественный топливный материал с высоким коэффициентом теплоотдачи. Этот энергоноситель имеет практическую сферу применения: в промышленном хозяйстве, в ЖКХ (для отопления жилых зданий).
- Водородная энергетика безопасна для окружающей среды, не обладает токсичными свойствами, негативно влияющими на человека и животный мир природы.
Водород может быть применим в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания (у него большая эффективность по сравнению с бензином или дизельным топливом), при нагреве он не выделяет диоксид углерода, то есть в меньшей степени негативно влияет на атмосферу. Сегодня многие промышленные компании работают над созданием дешевых водородных топливных элементов, но пока это только перспектива.
Перспективы водородной энергетики
Водородная энергетика имеет, по сути, равное количество плюсов и минусов. Одни ученые специалисты видят перспективный путь ее развития, указывая на то, что проблемы и недостатки могут быть сглажены или даже преодолены. На этом пути выделяют две насущные задачи: изобрести новейшее оборудование для добычи водорода и удешевить процесс получения энергоносителя, снизив затраты газа. Но идеи должны быть превращены в реальность.
Отметим и мнение ученых-пессимистов, считающих, что водородная энергетика не имеет перспективы, прежде всего, из-за возможной техногенной катастрофы всеобъемлющего масштаба.
Однако их мнение не имеет четкой аргументации и остается на уровне гипотез.
Скорее всего, верна «золотая середина»: водород – уникальный энергоноситель, но нуждаются в практической разработке технически совершенные способы его добычи.
