Съдържание:

Германия настоява за водородна енергия
Германия настоява за водородна енергия

Видео: Германия настоява за водородна енергия

Видео: Германия настоява за водородна енергия
Видео: Как приготовить пенящийся турецкий кофе »вики полезно С важными советами 2024, Март
Anonim

В началото на юли 2020 г. европейският комисар по енергетика Кадри Симсън направи кратко, но лаконично изявление: „Целта на ЕС е да стане климатично неутрална до 2050 г. Това означава, че дотогава ще сме прекратили постепенно всички изкопаеми горива и всички доставчици в ЕС трябва да имат това предвид. Водородът е единствената и уникална алтернатива на въглищата, петрола и нефтопродуктите, природния газ.

В същото време е очевидно, че инициативата не идва лично от г-жа Симсън – тя просто изрази това, за което най-много настоява Германия, чието правителство вече обяви амбициозна национална програма за водородна енергия, според която до 2030 г. напр., страната трябва да изгради 20 GW допълнителни електроцентрали, чиято цел ще бъде само една - производството на т. нар. "зелен" водород. Темата е активно подхваната и тиражирана от много новинарски и дори аналитични агенции, чийто диапазон от оценки започва от следващата, кой знае какво, „смърт на Русия“до оптимизма, че именно нашата страна ще може да стане световният лидер на този нов пазар. Има много информация, невъзможно е да се нарече систематизирана, така че си струва да се опитате да я поставите в ред.

Ако водородът твърди, че замества всички енергийни ресурси наведнъж, тогава той ще трябва да "поеме" всичко, което днес се отнася до алгоритъма за използване на всяко изкопаемо гориво. За да се използват по един или друг начин въглища, газ и нефт, те преди всичко трябва да бъдат извлечени, а при водорода първият въпрос е технологията на неговото производство. След извличането, изкопаемото гориво подлежи на предварително пречистване - същата процедура ще се изисква при производството на водород, също така трябва да се почисти максимално от вредни примеси. Освен това горивото трябва да бъде транспортирано до мястото на неговото използване или по-нататъшна обработка - това се отнася изцяло за водорода. Е, и последната точка от веригата е използването на гориво по предназначение, изгаряне по една или друга технология. Всъщност именно поради тази причина на всички ни е заповядано да изпитваме ентусиазъм и духовен ентусиазъм - в края на краищата, когато горивото се изгаря, въглеродният диоксид не се образува, единственият продукт от неговото изгаряне е водата, чиста като бебе късам. Лесно и естествено ще избегнем глобалното затопляне, градските улици ще бъдат изчистени от смог, щастлива Грета Тунберг, освободена от тревоги и тревоги, ще тръгне отново на училище, цветя ще цъфтят, пеперуди ще пърхат по тях, айсберги и ледени полета в Арктика ще започне да расте отново океан, през Финския залив ще може отново да се кара ски през зимата, а ние ще пеем и се смеем като деца.

Извиняваме се, че се отдалечаваме от традиционното разказване на водородната енергия и започваме от края. Но изключителният банкер на нашето време уверява, че обществото се нуждае преди всичко от висококачествени потребители - така че ние ще „останем“като такива за известно време. Когато качествен консуматор бъде попитан откъде идва електричеството, той уверено дава безупречно точен отговор: "От контакта!" Изхвърляме всички детайли на първите три етапа на използване на водорода - производство, пречистване, транспортиране, рисуваме картини на възхитително щастие във въображението си. Има много водород, има го, всички превозни средства без изключение се движат по него, в близост до всяка електроцентрала вече са изградени каскади от басейни с топла и чиста вода, благодарение на които във Воркута цъфтят банани, събират се две реколти от ананас в Магадан, а на огради вместо врабчета вече седят пуйките. Как иначе? Ето я, заветната формула за изгаряне на водород:

2Н2 + О2 --а 2Н2О

И тази прекрасна химическа реакция е придружена от отделяне на много топлина. Така че нека си представим за минута, че живеем в свят, в който е реализирана всяка една водородна програма – немската, американската, програмата на ЕС и всички останали, сега има много. Всичко, всички успяха и успяха, те хвърлиха капачките си във въздуха - и вече няма нито петрол, нито газ, нито въглища с уран в употреба, навсякъде и навсякъде само водород: в електроцентрали, в резервоари за автомобили и дори в печки в нашите кухни. Как точно ще се произвежда водород, всички нюанси на разликите между водорода "зелен", "син" и дори "кафяв", ще разгледаме следващия път.

Механизъм на Зелдович и азотни оксиди

„Основната формула на водорода“е напълно точна, но ще трябва да започнете със слизането на нашата грешна Земя, чиято атмосфера изобщо не се състои от чист кислород – съдържа много по-малко от азота. Температурата на горене на водорода в кислородна атмосфера може да надвиши 2800 градуса, тоест хиляда градуса по-висока от температурата на горене на метана, основната съставка на природния газ. Първият въпрос вече е узрял - а от кои такива метали са направени пещите на водородните електроцентрали? Кои от тези сплави се държат прилично при, да речем, 2500 градуса? Тази температура е типична за самолетни и ракетни двигатели, съставът на материалите за които, разбира се, е известен, но е известна и цената на такова удоволствие. Добре, нека оставим тази досадна дреболия настрана - имаме много пари, има една стотинка десетина топлоустойчиви метали на Земята - ще попитаме дали ще свикнем, издържаме без пари. Но не можете да се справите с химията на горене на водорода в атмосферния въздух - не става дума за пеперуди по айсберги, това е много по-тежка наука. И както в много други клонове на научното познание, в него има безспорни авторитети, които станаха безспорни, след като всички, които искаха да ги упрекнат, го направиха и бяха убедени, че нищо не се получава - аргументите на водещите фигури са непоклатими като скала. Всичко, което може да се знае за образуването на азотни оксиди, беше казано от Яков Борисович Зелдович през 40-те години на миналия век - той все още имаше свободно време да учи химия, след създаването на Специалния комитет по атомна енергия беше зает до краен предел докато не разработи теория за атомни и ядрени бойни глави. Химични реакции, които неизбежно протичат между азот и кислород в присъствието на високи температури:

N2 + O à NO + N и N + O2 à No + O

Механизмът на образуване на азотни оксиди се нарича механизъм на Зелдович. Малко по-късно беше открит и механизмът Fenimore, кръстен на учения, който го е открил, но този път нямаме нужда от допълнителни тънкости, вече сме добре.

Безкрайните истории за вредността на въглеродния диоксид са полезни, но те заровиха под себе си описанието на онези „радост и щастие“, които ви и аз осигуряваме от наличието на азотен оксид във въздуха около нас. „NO е без мирис, но при вдишване може да се свърже с хемоглобина в кръвта, превръщайки го във форма, която не може да пренася кислород. Азотният оксид във високи концентрации дразни белите дробове и може да причини сериозни последици за здравето. Лесно се комбинира с вода и се разтваря в мазнини и може да проникне в капилярите на белите дробове, където предизвиква възпаление и астматични процеси. Високата концентрация на азотни оксиди първо предизвиква неприятни усещания и усещане за парене, а при по-нататъшно повишаване причинява смърт. По-ниските концентрации могат да причинят главоболие, храносмилателни проблеми, кашлица и белодробни проблеми. Пациентът може да бъде обезпокоен от конюнктивит, ринит и фарингит поради дразнене на лигавиците, което се проявява с кашлица, сълзене и общо неразположение. На следващия етап на отравяне се появява мокра кашлица със слузеста или кървава храчка, задух, цианоза, тахикардия и фебрилна треска. Появява се чувство на страх, психомоторна възбуда и конвулсии. При липса на квалифицирана медицинска помощ това води до смърт."

Достатъчно? Не. Именно наличието на азотни оксиди във висока концентрация във въздуха е причината за киселинните дъждове, за които също обичаме да говорим. Азотните оксиди са няколко пъти по-опасни за хората от въглеродния диоксид, а по-високата температура на горене на водорода неизбежно ще доведе до по-интензивното им образуване. Здравей, прекрасен водороден свят!

На практика това означава, че във всички електроцентрали, които ще използват изгарянето на водород, ще е необходимо допълнително оборудване за извличане на чист кислород от атмосферния въздух. Към разчетът за изграждане на самите електроцентрали, който вече е приятен за окото заради материалите на пещното оборудване, ще бъдат добавени още N инвестиции, като не е изключено това да стане отделен термин - N-инвестиции“. С известно напрежение е възможно такова оборудване да бъде измислено да бъде монтирано на тежки камиони, железопътни локомотиви и дори морски и речни съдове, но няма да работи за оборудването на автомобили с него - тогава автомобилите автоматично ще започнат да се превръщат в камиони. Ето още една, допълнителна посока на необходимото развитие на технологиите - миниатюризирането на оборудването за отделяне на атмосферния въздух. Ние, квалифицираните потребители, сме съгласни или да изчакаме, или да приемем факта, че азотните оксиди в градския въздух ще се увеличат, а киселинните дъждове ще падат по-често. Разбира се, все още можете да опитате да експериментирате със скоростта на подаване на водород към горивната камера, така че температурата да е под праговата стойност, след което механизмът на Zeldovich се активира автоматично. Тогава обаче значението на използването на водород като гориво става по-малко очевидно - ефективността на двигателя ще бъде сравнима с ефективността на конвенционален двигател с вътрешно горене, използващ бензин или дизел. Като потребители към потребителите - сега средната цена на килограм водород е около 8 долара, което, меко казано, значително надвишава цената на традиционните горива.

Експериментални данни от Япония

Ако говорим за енергийни компании, живеещи и работещи в реалния свят, а не във фантастичния свят на европейските чиновници, то сред тях няма хора, които искат да изхвърлят оборудването на електроцентралите в кошчето на историята и да инсталират нови, направени от скъпи сплави с волфрам, молибден, титан. За всеки случай нека припомним, че целта на всяка компания е печалбата за нейните акционери, а не нечии мечти и дори скъпи. Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS) успешно тества газова турбина с висока мощност в една от своите електроцентрали преди няколко години, като подава природен газ с 30% водород в горивната камера. Температурата на газовете на изхода е 1600 градуса, оборудването, макар и не без затруднения, издържа такова натоварване. Ефективността беше незначителна, но се увеличи, но количеството на генерирания въглероден диоксид се оказа по-ниско с 10% наведнъж и японската компания не разкри напълно информация за азотните оксиди, ограничавайки се до фразата „остана на приемливо ниво ниво”. Препоръка на MHPS - икономически оправдано и екологично изгодно е да се използва горивна смес от 80% природен газ и 20% водород. Също в Япония, през 2018 г., Kawasaki Heavy Industries и Obayashi проведоха краткосрочни тестове на турбината със 100% водород, подаван в горивната камера. Нямаше доклад за икономиката на експеримента, но е достатъчно да се знае, че когенерационната централа в Кобе, собственост на консорциум от тези компании, работи със смес от 20% до 80% от водород и природен газ - т.е. в съответствие с препоръките, дадени от MHPS. Експерименти с добавяне на водород към горивната смес за газови когенерационни централи се провеждат, разбира се, не само в Япония, но говорихме за най-оптимистичните резултати, които зависят от националните технически стандарти за оборудване и материали, от които се се произвежда.

Това са, в съответствие със стандартите, допустимото съотношение на водород в природния газ днес: Белгия, Нова Зеландия, САЩ, Великобритания - 0,1%; Германия 10%, Холандия 12%. Днес водородните мечти за пълно изоставяне на използването на традиционни горива се губят от суровата реалност - необходима е цяла поредица от научноизследователска и развойна работа, необходими са промени в националните технически стандарти, проверка на резултатите, получени върху експериментално промишлено оборудване и т.н. На. Зад всеки термин, използван в предходната фраза, невидимо стоят въпроси за финансиране, за квалифициран персонал, за необходимото време – предвид факта, че никой не може да гарантира, че всички експерименти и тестове ще бъдат успешни.

Ако Германия и Европейският съюз наистина искат да приложат своите "водородни програми", тогава тези програми, според нас, трябва да включват графици за научноизследователска и развойна дейност и последващи тестове, трябва да се предвидят подходящи инвестиции, но не трябва да има твърди срокове - в този случай, освен ако екипите за разработка на софтуер не се ръководят от преки потомци на Мишел Ностардамус, разбира се. И не говорим за някакво абстрактно „финансиране като цяло“, а за конкретни изследователски институти, научни групи и техните сдружения. Това обаче не са наши притеснения – ако има резерви от пари в бюджетите на ЕС и в бюджетите на отделните държави, нека харчат както им е удобно. Междувременно, ако без "водородните огнени птици", тогава можете да разчитате на изчисленията на МАЕ, Международната енергийна агенция: създаването на мащабна европейска мрежа от електроцентрали, които да използват смес от газ и водород в пропорции 80/20, ще намали емисиите на въглероден диоксид със 7% или 60 милиона тона. При изчисленията си МАЕ разчита на данни, получени в Япония - по простата причина, че тези данни са били "добирани" в нормален режим за всяка нова технология. А текстът на европейски чиновник за 100% водород, за пълната липса на емисии на въглероден диоксид и пълна склероза по отношение на азотните оксиди се характеризира просто и непретенциозно - популизъм.

Килограми и кубически метри - усетете разликата

Да, тъй като думата "килограм" е отпечатана случайно в текста по-горе, също така е необходимо да се обърне внимание на квалифицираните потребители към това. Тази дума се използва, за да се демонстрира още едно „примамване“от страна на неквалифицирани любители на водородната енергия: „Специфичната топлина на изгаряне на 1 килограм метан е около 50 MJ (мегаджаула), а специфичната топлина на изгаряне на 1 килограм метан водородът е около 130 MJ. Виждате ли колко по-изгоден е водородът?!"

Виждаме, разбира се – виждаме, че килограмът се използва като единица. Погледнете вашата платежна карта, скъпи читатели - има ли там ред „цена на килограм газ“? Нищо подобно - кубически метри и толкова. Може да се претегли един кубичен метър метан, няма проблем - при нормално атмосферно налягане и при 20 градуса по Целзий измервателният уред ще покаже 657 грама. Но един кубичен метър водород също може да бъде претеглен, освен ако не се изисква устройство по-точно, тъй като кубичен метър от този газ тежи 89,9 грама. Същото, но с други думи - водородът тежи 7, 3 пъти по-лек от метана. Ако живеете в къща с газова печка, тогава, за да получите 130 MJ топлина, ще трябва да изгорите 3, 96 кубически метра природен газ и ако по някакво чудо се окажете в къща, построена от европейски бюрократ през 2050 г., тогава за да получите същите 130 MJ ще ви трябват 11, 11 кубически метра водород. Като квалифициран потребител можем да го броим в пари - това е основната задача на това непознато същество. Цената на дребно на газа в различните региони е различна, да вземем района на Москва - 6, 56 рубли на кубичен метър. Това означава, че 130 MJ топлина ще струва 6, 56 * 4, 0 = 26, 24 рубли. Достижими цени на водорода в Европа до 2025 г. според изследователския център ACIL ALLEN Consulting за Европейския съюз - 5,43 $ за килограм. Изчислете долари в рубли по ваш вкус - не знаем какво ще бъде в деня, когато тази статия попадне на очите ви. Вземете, например, някакъв "среден таван" 1 долар за 70 рубли, но няма да умножаваме - мързеливо е, честно казано, все още получавате нещо от 350 до 400 рубли за същите 130 MJ топлина.

В същото време в нашите платежни системи - цени на дребно за вас и мен като крайни потребители, а в ACIL ALLEN калкулирани цени за производители на водород, така че и без това безумната ценова разлика в реалността ще се окаже още по-висока. Транспортни услуги, търговски маржове - всичко това в крайна сметка ще бъде платено от крайния потребител, в този случай - очевидно краен брой пъти. Всичко, което може да се каже за това като коментар е само: "Здравей, прекрасен водороден свят!" Да, почти забравихме: ако чистият водород идва от европейска газова печка през 2050 г., тогава от какъв метал ще бъдат направени тази печка и нейните горелки - нямаме представа, тъй като температурата на пламъка ще бъде поне 2000 градуса. Помислете сами, но докато мислите, мислено се сбогувайте с всичките си тенджери и тигани, тъй като разтопеният им метал ще капе по цялата евро чиния, ще бъдете измъчени да го изтъркате. Ако ЕС възнамерява да се откаже от газификацията на населението си, прехвърляйки целия жилищен фонд изключително на електричество, тенджерите, разбира се, ще оцелеят, но каква ще бъде цената на тока, в прекрасните планове за окончателната победа на водородната енергия, авторите на плановете скромно мълчат. Нека ви напомним, че цената на електроенергията в топлоелектрическите централи зависи от цената на суровините с 90% - можете да направите свои собствени заключения и в същото време ще получите обективна оценка за перспективите за живота на обикновените хора в "водородна" Европа след 2050 г.

Плътността на водорода, заедно с неговите химични и физични свойства, е следващият блок от проблеми, пред които е изправено развитието на водородната енергия. Освен това блокът е силен - именно той в много отношения стана причина интересът към тази тема, който за първи път се засили в Европа през 1974 г., да не надхвърли полуакадемичното ниво. Това се случи точно през 1974 г., тоест по време на същата световна петролна криза, от спомените за която до ден днешен настръхнаха косите на оцелелите. Припомнете си, че настоящата криза през 2020 г. беше причинена от спад в търсенето и последвалия спад на цените наполовина и, както се оказва сега, спадът се оказа толкова значителен за 3-4 месеца. А през 1974 г. цената на петрола в Европа се повиши 3-4 пъти, но никога не се понижи, така че в Европа бяха готови за всяка технология, която поискаха, само и само да се отърват от зависимостта от вноса на петрол. Наред с другите варианти се разглеждаше и водородната енергия, но тогава, освен самото разглеждане, не се стигна до никакви последствия. Водородът, както знаете, е най-разпространеният химичен елемент във Вселената, от него се състои 92% от неговото вещество, но на планетата Земя в чиста форма той просто не съществува - той е толкова химически активен, че взаимодейства с всяка друга с невероятна лекота и скорост.химическо вещество. Затова условията за съхранение на този газ са изключително високи – водородът се стреми да взаимодейства с всички материали, от които са направени съдовете за съхранението му. Подобна е ситуацията, разбира се, с всички тръбопроводи, които съставляват газопреносните и газоразпределителните системи на Европа. Мечтите, че вече съществуващите тръби могат да се използват за транспортиране и разпределение на водород, нямат научна и техническа обосновка за себе си - загубите поради течове ще лишат всеки проект от този вид от икономически смисъл, вътрешната повърхност на тръбите неизбежно ще се влоши до пълно излизане от експлоатация. Между другото, Газпром вече е извършил съответните проучвания, резултатът не е тайна: с изключение на Северния и Турския поток, всички останали тръбопроводи ще функционират правилно, ако към природния газ се добави не повече от 30% водород, най-новата "морските" тръби ще издържат до 70%. Няма информация дали подобни проверки на техните газопроводи са извършени в Европа, а Газпром е доста доволен от резултата, тъй като специалистите на компанията разчитат на данни, получени от Япония. Съдържанието на водород от 20% в горивната смес на газовите електроцентрали е ниво, което няма да изисква трилиони инвестиции за преоборудване на цялото оборудване и ниво, което дава много забележим резултат за намаляване на емисиите на въглероден диоксид с „приемливо съдържание на емисии на азотни оксиди."

Бензин или водород?

Преди да преминем към историята за новите технологии за съхранение на водород, ние, квалифицираните потребители, не можем да не се докоснем до вече появилите се превозни средства на водород, чийто брой постепенно нараства. Като начало, нека преценим колко топлина може да получи собственикът на лек автомобил, като "изстиска сухо" стандартен 50-литров резервоар за газ. Специфичната топлина на изгаряне на килограм бензин е 43,6 MJ, специфичната топлина на изгаряне на килограм дизелово гориво е 42,7 MJ, така че лесно можем да достигнем средно до 43,0 MJ. Плътността на бензина е 710 грама на литър, плътността на дизеловото гориво (лято) е 850 грама на литър, средната е 780 грама, тоест в 50-литрови резервоари на леки автомобили средно 1677 MJ са "скрити “, които ни осигуряват 500-600 км пробег в градски условия. Е, и 50 литра водород при нормално атмосферно налягане са, прости ме, 5 грама и съответно 0,65 MJ, което е 2500 (две хиляди и петстотин, без печатни грешки) пъти по-малко, отколкото в резервоар с традиционно гориво. Какъв ще бъде пробегът или, по-точно, "пълзене" в този случай - предлагаме да го изчислите сами, но повече от 200 метра няма да работи, дори без да се вземе предвид прекомерният разход на гориво в началото. Следователно няма опции - трябва да има повече водород в резервоара, а най-очевидният начин да постигнете това е да увеличите налягането. Увеличаваме налягането - увеличават се и изискванията към материала, от който е направен такъв резервоар. Изискванията са двойни, тъй като е необходима не само здравина, за да издържи натиск, но и способността да се издържа на реактивността на водорода, способността да се избягват течове. В периодичната таблица водородът има почетен номер 1, тоест той е най-малкият атом и по размер, следователно при високо налягане този газ увеличава „желанието за бягство“чрез най-малките дефекти по вътрешната повърхност на резервоара.

В Русия е приет стандарт за маркиране на цилиндри с водород в тях под налягане от 200 атмосфери:

Тъмно зелено, надписът е в червено, но 200 атмосфери е твърде малко, при това налягане е необходим цилиндър от 56,3 литра за съхраняване на 1 кг водород. Следващата стъпка в развитието на технологиите за съхранение на газообразен водород - бутилки, изработени от титан, те вече издържат на 400 атмосфери, но разработчиците не спряха дотук.

Тъй като Япония е световен лидер в леките водородни автомобили, нека вземем водородния резервоар на Toyota за пример:

Всички фигури са ясно видими - резервоарът е проектиран за 700 атмосфери. Материалът е композитен материал, тъй като те са химически изключително стабилни, абсолютно не реагират на присъствието на водород, силата на резервоара се изчислява и осигурява до директен удар на куршуми от малки оръжия и ако танкът не може да се справи с вътрешното налягане, той се "отваря" по целия корпус, осигурявайки моментално освобождаване на целия обем водород. Това се прави, за да се предотврати високата му концентрация във въздуха - водородът е лек, при рязко намаляване на налягането се втурва нагоре, далеч от земята и от хората. Причината вероятно е известна на всички - сместа от водород с кислород е не само пожароопасна, но дори и експлозивна, ако концентрацията на водород е висока. Експлоатационният опит, натрупан вече от японския автомобилен производител, не разкри честотата на произшествия, така че проблемите, ако има такива, са чисто психологически - колко комфортно се чувстват водачът и пътниците в колата, знаейки, че някъде близо до тях има контейнер под налягане 700 атмосфери, който съдържа експлозивно вещество. Но дори и това не осигурява показатели, превишаващи тези на традиционното течно моторно гориво: дори при 700 атмосфери енергийната плътност на водорода е 4,4 MJ на 1 литър, а един литър бензин е 31,6 MJ на 1 литър. Още веднъж бавно: 700 атмосфери, високотехнологичен материал на резервоара, но резултатът е 7, 7 пъти по-нисък от този на най-традиционния бензин. Да, това наистина намалява образуването на въглероден диоксид, но поради повишаването на температурата на горене образуването на азотни оксиди се увеличава. В същото време си струва да припомним, че екологичните изисквания за бензин и дизелово гориво се увеличават, стандартът Евро-5 вече е въведен, но химиците-технолози успешно се справят с тези изисквания - например през юли 2020 г. Газпром нефт завърши модернизация по Евро-5 „Рафинерия Москва. Това, разбира се, не е евтино удоволствие, но тази инвестиция е няколко пъти по-малка от това, което би било необходимо за масовото въвеждане на пътнически автомобили, задвижвани с водород. Въз основа на гореизложеното е достатъчно просто да си представим какво представлява транспортирането на чист газообразен водород в промишлени обеми, какви пари се вливат в оборудването на водородна бензиностанция за автомобили - налягане, реактивност на водорода, опасност от пожар в случай на течове с множество по-високи рискове от течове.

Водородът може да бъде течен, но кой го разбира лесно?

И, може би, последният "консуматор" по отношение на водорода, който също като цяло "виси във въздуха": ако всичко е толкова сложно и скъпо при съхранение и транспортиране на водород като газ, тогава възможно ли е да се направи точно и с него, какво да кажем за природния газ, ако няма възможност да се транспортира до потребителите по тръбопроводи - да се превърне в течност? Има и такава технология, само температурата, при която водородът става течен е "минус" 252, 76 градуса по Целзий при нормално налягане. Нека припомним, че природният газ става течен при минус 161 градуса, но това е повече от достатъчно, за да считаме с право LNG индустрията за най-високотехнологичната от всичко, свързано с индустрията на природния газ. При водорода се изисква да се достигнат температури с 90 градуса по-ниски, отколкото при LNG, а крайният резултат не е впечатляващ - при нормално налягане плътността на течния водород е 77 килограма на кубичен метър. За сравнение, плътността на LNG при същите условия е 7,8 пъти по-висока, около 600 кг на кубичен метър. Така че втечняването на водорода при многократно по-високи разходи за неговото производство, отколкото за производството на LNG, се влошава от необходимостта от поддържане на високо налягане в контейнери с течен водород - в противен случай за неговото транспортиране и съхранение ще бъдат контейнери с огромен обем изисква, при което, припомняме, е необходимо да се поддържа криогенната температура … За съхранение на течен водород се използва висококачествена стомана, резервоарите са оборудвани с фини филтри за течен водород и специално проектирани пробовземачи и, разбира се, високоефективна топлоизолационна система. Ако в случай на резервоари с голям капацитет, изпарението, което не може да бъде избегнато, все още може да се толерира, тогава при резервоарите за автомобили всякакви загуби от изпаряване удрят директно портфейла на собственика на автомобила, така че изискванията тук са още по-високи. Пред цялата планета е BMW, чиито специалисти са разработили 74-литров резервоар за течен водород за BMW Hydrogen 7, чиито загуби от изпаряване са само 1,5% на ден. В абсолютни цифри - 1, 1 литър течен водород на ден от пълен резервоар изчезват безследно.

Изводите според нас са доста очевидни.

Използването на чист водород вместо смес от природен газ и водород в електроцентралите е пътят към многомилиардни инвестиции в преоборудване на съществуващи електроцентрали и високи оценки за изграждане на нови. Цената нараства и във връзка с необходимостта от отделяне на атмосферния въздух, за да се осигури доставката на чист кислород към пещта на електроцентралата, за да се предотврати нарастването на емисиите на азотни оксиди, което е по-опасно за човешкото здраве от въглерода. диоксид.

Изгарянето на водород в двигателите на превозните средства ще намали производството на въглероден диоксид, но ще увеличи производството на азотни оксиди. Доставките на чист водород по съществуващите газопроводи не са възможни, те ще изискват изграждането на изцяло нови системи за „пренос на водород” и „разпределение на водорода”. Съхранението и използването на водорода в газообразно състояние изисква производството на резервоари с различна вместимост от композитни материали - както при електроцентрали, така и при бутилки за автомобилен или друг транспорт. Съхраняването и използването на водород в течна форма изисква абсолютно същото, но подлежи на работа в криогенния температурен диапазон.

За краткост, в края на всяка фраза няма нито едно логично възможно продължение: „Това ще изисква огромна инвестиция“.

Използването на водород в ежедневието, в кухните, е невъзможно поради физичните и химичните характеристики на процеса на неговото изгаряне в атмосферния въздух, следователно отхвърлянето на природен газ ще изисква преход към 100% използване на електричество във всички налични жилищен фонд.

Защо тогава ЕС и отделните му страни решиха да направят прехода към водородна енергия, като същевременно елиминират напълно изкопаемите горива? Въпросът е толкова интересен, че заслужава отделна статия.

Но също така не е необходимо да се смята, че "преходът на водород" от техническа гледна точка е пълна утопия, тъй като учени, дизайнери и инженери не бездействат, се полагат големи усилия, за да се направи използването на водород икономически осъществимо. Преходът от каменната към бронзовата епоха не се случи поради факта, че камъните свършиха, транспортът с коне стана нещо от миналото, отстъпвайки място на автомобилите не поради липсата на овес - причината и в двете случаи беше технологичен пробив.

Но какво е водородната горивна клетка, каква връзка може да има ядрената енергия с водородната енергия също не е този път.

Препоръчано: