Під знаком "H": воднева енергетика

У США активно обговорюється можливість широкої, хоча і не стовідсоткової заміни вуглеводневих енергетичних ресурсів (нафта, вугілля, природний газ) на чистий водень.

З самого початку індустріальної революції (XVIII сторіччя) основним джерелом енергії служило і служить дотепер вуглеводнева викопна сировина. Станції на вугіллі, газу та рідкому паливі у світовому масштабі генерують 64% електрики; ці види палива майже стопроцентно домінують на транспорті. Перші промислові гідроелектростанції з'явилися в Німеччині і в Англії в 1876-81 роках, тоді як електростанції на ядерному пальному стали будуватися тільки в 1950-і роки. У даний час в 31 країні діють 440 АЕС, на частку яких доводиться 16% світового виробництва електроенергії; внесок гідростанцій в світову енергетику складає 19%. У ряді країн діють приливні, вітрові, сонячні і геотермальні електростанції; крім того, спостерігається помітне зростання темпів використання біомаси рослинного походження для виробництва моторного палива. Проте, у загальносвітовому балансі енергопостачання частка всіх цих відновлюваних джерел енергії поки що незначна.

Проте орієнтація на викопні джерела вуглеводнів не має довготривалої перспективи. До 2050 року світова потреба в енергії, як мінімум, подвоїться у порівнянні з сучасним рівнем. Ресурси невідновлюваних джерел за визначенням обмежені; очікується, що світове виробництво нафти в наступному десятилітті досягне пікових показників, а потім почне знижуватися. Крім того, нафтові і газові поля (і у меншій мірі вугільні родовища) зосереджені лише в окремих регіонах земної кулі, через що безперебійне надходження цих видів палива в інші райони саме по собі вимагає значних зусиль та витрат навіть в умовах політичної і військової стабільності, яка зовсім не гарантована.

При утилізації всіх видів палива, окрім природного або синтетичного горючого газу, в повітряний басейн потрапляють тверді мінеральні частинки, багато з яких токсичні для людей, тварин і рослин. Вже зараз в атмосферу щорічно викидається 25 млрд. тонн двоокису вуглецю (вуглекислого газу), який служить основною причиною парникового ефекту, що викликає всесвітнє потепління. Все це означає, що пошук реальних альтернатив вуглеводневим паливам є виключно актуальною проблемою.

Сьогодні багато фахівців-енергетики, політики, журналісти і активісти суспільних рухів в захист довкілля віддають перевагу водню. Ми пропонуємо огляд статей на цю тему, які з'явилися в журналах Physics Today і Science. Перша робота написана співробітником Аргонської Національної Лабораторії\Argonne National Laboratory Джорджем Кребтрі\George Crabtree в співавторстві з професором фізики Массачусетського Технологічного Институту\Massachusetts Institute of Technology Мілдредом Дрессенхаузом\Mildred Dressenhouse та заступником директора Ок-Ріджської Національної лабораторії\Oak Ridge National Laboratory Мішель Б’юкенен\Michelle Buchanan. Дві статті в Science належать журналісту Роберту Сервісу\Robert Service і співробітнику Національної Лабораторії Відновлюваних Джерел Енергії\National Renewable Energy Laboratory Джону Тернеру\John А. Turner.

У водню є безліч очевидних достоїнств. Водень повністю згорає в кисні, виділяючи велику кількість енергії і залишаючи після себе тільки водяну пару. Його легко транспортувати по трубопроводах практично на будь-які відстані, тим паче, що він не отруйний (хоча і вибухонебезпечний) і не володіє коррозіючою дією. Запаси водню (як компоненту води) практично необмежені і більш менш рівномірно розподілені по всіх континентах. Водень уявляється ідеальним пальним для відносно малопотужних і в той же час численних силових установок, розміщених на рухомих платформах - перш за все для автомобільних та авіаційних двигунів.

Проте при всіх цих безперечних перевагах водню його масове використання як палива буде зв'язане з безліччю складних проблем. Їх рішення буде вимагати дуже великих коштів, які доведеться витратити як на розробку високоефективних технологій отримання та утилізації водню, так і на створення інфраструктури для його промислового виробництва, доставки, зберігання і розподілу. Ці засоби неминуче доведеться відбирати у інших нагальних важливих проектів, що зажадає чималої політичної волі і готовності ухвалювати ризиковані рішення. Автори всієї статті єдині у тому, що створення водневої економіки в принципі можливе, але легкою справою воно не буде.

За матеріалами Washprofile, 25 грудня 2005

Висловити думку у Форумі

Споріднені публікації:

• Як козаки газ купували
• Винайдено революційний спосіб отримання газу
• Вугілля: повернення аутсайдера
• Патент Антигравітаційного двигуна викликає гнів фізиків
• Створено вічну батарейку

Інші публікації рубрики "Інноватика"