Топливо будущего
Человеческий мир находится под властью энергетических ресурсов. Тот, кто обладает топливом – тот правит Миром. Такой слоган в настоящее время совсем не актуален! Ведь ресурсы без должных технологий обработки и экономии несут мало пользы, следовательно, в 21 веке упор ставится на уровень технологических возможностей и на топливо будущего!
В пищевой промышленности этот переворот уже успешно идёт, благодаря чему вредные пищевые добавки уходят из рациона людей в силу новых экологически чистых аналогов, хоть и выпускаемых искусственным путем. Каждая компания стремится сократить расходы на энергетические ресурсы, но только единицы вкладывают свои средства в инновационные технологии.
Россия, хоть и является признанным лидером по добыче энергетических ресурсов, не имеет достаточно высокого уровня базовых знаний в области альтернативной энергетики – и этот аргумент нельзя скрывать, ведь классических топливных ресурсов хватит от силы на ближайшие 60-100 лет с учетом ежегодного увеличения потребления не более, чем на 50%. Сегодня уровень роста потребления энергии ежегодно превышает предыдущие показатели в 2 — 2,3 раза!
Развитие науки и техники открывает огромные горизонты использования такого топлива, как водород, спирты, биодизельное топливо, обогащенный уран, радиоактивные изотопы. Наиболее перспективными направлениями считаются водородная и биодизельная энергетика – энергетика недалекого будущего!
В этой статье более детально поговорим о перспективах развития водородной энергетики.
Водород – самое легкое, энергоемкое и экологически чистое топливо, за которым стоит будущее.
Огромные запасы водорода сконцентрированы в Мировом океане в виде оксидов, или в более обычном для нас смысле, – воде. Для получения газа (Н) необходимо разрушить молекулу воды, т.е. передать ей такую энергию, которая способна разорвать связи.
Такой способ применяется при электролизе воды – данный способ является простым с технической точки зрения, но довольно энергоемким.
Из 1 тонны воды выходит 109 кг водорода, затраты энергии на получение составят приблизительно 13,1 ГДж, что сравнимо со сжиганием 312 кг бензина. Энергию для электролитической установки предполагается получать из неиссякаемых источников энергии – ветра и солнечного света.
За год работы в зоне умеренного климата можно получать до 20-35 тонн водорода (эквивалент 57-100 тоннам нефти) с 1 гектара площади. Конечно, это довольно низкие показатели в сравнении с добычей углеводородного сырья, но эффективность использования такого ресурса очевидна.
Ведь энергия Солнца и ветра запасается в газе, который затем можно использовать в необходимом количестве круглый год. Подобные технологии используется сегодня в процессах с использованием экологически чистых и эргономичных материалов.
Северное побережье России можно застроить ветроэнергетическими установками – это наиболее оптимальный выбор местности: низкая плотность населения, наличие постоянных перемещений воздушных масс, высокая скорость ветра, непригодные для аграрной обработки земли.
Общий объем топлива, получаемого с помощью ветроустановок на северном побережье, может достигать 950 тысяч тонн в год на береговой линии в 4000 километров (эквивалент 2,72 миллиона тонн нефти).
Водородное топливо можно использовать 2 наиболее эффективными способами: сжиганием и окислением. Сжигание предполагает использование водорода в качестве топлива в автомобилях, а окисление – получение электрической энергии с помощью топливных ячеек.
Наиболее удобный способ хранения водорода – сжижение, так его плотность повышается до 70 кг/куб.м и может закачиваться в специальные криобаки автомобилей. Расход топлива автомашины при этом сокращается в 2,8 раза, но по плотности водород проигрывает классическому бензину – в 13,7 раз его легче, а значит, на единицу объема бака приходится намного меньше массы топлива.
Автомобиль с баком 60 литров и классическим расходом в 5,5 л/100 км проедет на водороде порядка 250 километров – это совсем ничтожное расстояние по сравнению с бензином (1090 км). Зато с экологической точки зрения бензин намного уступает водороду.
С учетом того, что большая часть автомобилей сконцентрирована в городах, где расположено достаточное количество заправочных станций и большинству автомобилистов нет необходимости преодолевать огромные расстояния без дозаправки, водород является идеальным топливом!
Города, в таком случае, только выигрывают – они становятся экологически чистыми! И каждому жителю «зеленого» города будет приятно дышать свежим воздухом…
