Pentru prima dată, atenția sa concentrat asupra utilizării hidrogenului ca motor de combustibil în anii 1970, în timpul crizei energetice care a adus America și țările din Europa de Vest. În acea perioadă, problema a fost reducerea rezervelor mondiale de transportatori de hidrocarburi, astăzi amenințarea crizei ecologice în continuă creștere pe planeta noastră.
Prin urmare, utilizarea combustibilului pe bază de hidrogen este considerată în multe proiecte ca un factor de reducere a presiunii asupra mediului înconjurător, deoarece rezultatul arderii de hidrogen cu oxigen este vapori de apă. Apa este, de asemenea, o sursă esențială de hidrogen.
Situația deosebit de critică a poluării aerului se află în centrele industriale și orașele mari. În ciuda unui mic consum între soldul total al transportatorilor energetici ai carburanților (14%), principala sursă de poluare a mediului (60-70%) este vehiculele urbane. În același timp, majoritatea emisiilor nocive sunt în flotele de autocamioane și camioane. Prin urmare, problemele legate de ecologie sunt legate în primul rând de funcționarea autovehiculelor sau, mai degrabă, de utilizarea combustibililor pe bază de motorină.
Datorită urgenței problemei de mediu din orașele mari, multe țări depun eforturi pentru a reduce toxicitatea emisiilor de automobile. Se iau în considerare câteva domenii: producția de combustibili artificiali și modificări ale benzinei, care corespund unui nivel mai scăzut de toxicitate (California Standard, EURO-1, EURO-2, etc.).
Costurile financiare pentru aceste scopuri numai în SUA sunt măsurate în sute de milioane de dolari. Pentru a reduce toxicitatea gazelor de eșapament, utilizați arzătoare catalitice și filtre, ceea ce duce la creșterea semnificativă a costului autovehiculului, dar în funcționarea vehiculelor rusești nu sunt suficient de eficiente. Guvernul de la Moscova intenționează să transfere motoare diesel pe dimetileter. Produsele sale de combustie sunt mai puțin toxice în comparație cu motorina, în special în ceea ce privește conținutul de NOx.
Cu toate acestea, în ciuda costurilor ridicate ale acestor proiecte, acestea nu pot garanta toxicitate excluderea absolută a produselor de ardere și conduce la acumularea de dioxid de carbon în atmosferă înconjurătoare, care se referă la o descărcare de gaze cu efect de seră. O îmbunătățire semnificativă a situației mediului în orașele mari ar putea fi cauzată de utilizarea combustibilului pe bază de hidrogen în sistemele de transport urban.
Eficacitatea și specificitatea utilizării combustibilului pe bază de hidrogen este confirmată de o multitudine de studii experimentale, inclusiv în condiții de condus urban. Rezultatele arată că hidrogenul poate fi utilizat ca motor de combustibil fără a necesita un motor nou pentru acest lucru. Caracteristicile arderii pe bază de hidrogen (temperatură ridicată și viteza flacării) sunt corectate de o mică modificare structurală a motorului și de ajustarea acestuia.
Hidrogenul poate fi utilizat în formă pură sau amestecat cu combustibil de hidrocarburi. Întrucât activitatea fizico-chimică a hidrogenului este mică (5-10% în greutate), aditivul său la benzină reduce toxicitatea gazelor de evacuare cu 65-75%.
Combustibilul de hidrogen ca materie primă utilizată în cantități mari (sute de milioane pe an), în industria chimică (pentru producerea de amoniac, metanol), petrochimice (hidrocracare hidrotratare, sinteza petrochimic, reformarea catalitică, pregătirea de combustibil sintetic) și alte tipuri de fabricație industrii.
În transportul și energia, hidrogenul nu a găsit utilizarea pe scară largă, cu excepția ingineria spațială, unde este folosit drept combustibil și pentru răcirea generatoarelor electrice de mare putere (mai puțin de 0,01% din consumul total). Materialele prime Brutul în principal folosit (tehnic) hidrogen, care este obținut prin reformarea cu abur a gazelor naturale, direct la locul de consum, care nu necesită infrastructură specială pentru sale de depozitare, lichefiere, purificare, pansamente, etc.
Prin urmare, o astfel de hidrogen nu este foarte scump, dar utilizarea sa ca purtător de energie și lichefierea ulterioară necesită o curățare suplimentară (până la 99,995% H2), care mărește costul conversiei hidrogenului și de 5-7 ori mai mult echivalând-l la un hidrogen pur prin electroliză valoare.
Utilizarea combustibilului pe bază de hidrogen în transport necesită căutarea unor resurse mari de energie și de producție. Scara lor poate fi estimată luând, de exemplu, un oraș cu o populație de 1 milion de locuitori (care corespunde unui număr de 250 mii de unități de transport rutier). Având în vedere eficiența și intensitatea energetică ridicată a hidrogenului în comparație cu benzina, ar fi nevoie de aproximativ 500 de tone de hidrogen pe zi. Costurile de energie pentru producerea hidrogenului electrolitic și lichefierea sa ulterioară ar fi fost de aproximativ 15 miliarde kWh pe an. În calculul pentru întreaga lume (500 de milioane de unități de transport rutier), acest lucru ar însuma 30 000 de miliarde kWh pe an. Producția mondială de electricitate este de aproximativ 15.000 miliarde kWh. Exemplul arată că utilizarea pe scară largă a hidrogen combustibil pentru vehicule (în cazul în care nu sunt utilizate pentru producția de materii prime de hidrocarburi), în prezent lipsite de realitate, nu au fost încă surse de energie ieftine și nelimitate sunt găsite.
Cu toate acestea, există o oportunitate fundamentală de a începe acum, cel puțin pe o scară mică, dezvoltarea treptată a hidrogenului în motoarele vehiculelor. Acesta este utilizat pentru a elibera supracapacității hidrogen cea mai mare putere (TPP, HPP, NPP). Această capacitate în exces este o consecință a doi factori: necesitatea de a reduce puterea pe timp de noapte, week-end și de sărbători (descărcare dispecer), din cauza o scădere accentuată a consumului de energie electrică în aceste perioade, precum și în reducerea în ultimii ani, nevoile energetice ale unor întreprinderi industriale.
Capacitatea de energie poate fi utilizată neutilizate pentru producerea hidrogenului electrolitic, este aspect rezonabil și economic, din punct de vedere al siguranței unităților centrale electrice, centrale electrice nucleare în primul agregat. De exemplu, în LNPP expedierea datorită reglarea cantitatii pierderilor de energie la circa 400 mln. KWh pe an, și, în general, în regiunea de nord-vest a indicatorului 20 de miliarde. KWh.
Aplicarea singură supracapacității SELA făcut posibilă obținerea de aproximativ 7,2 tone de hidrogen în formă pură anual, ceea ce este suficient pentru a furniza 6 mii de unități de transport (și în cazul folosirii hidrogenului ca aditiv de 5% la combustibil principal - .. Până la 50 mii. unități).
Prețul hidrogenului electrolitic depinde atât de costul energiei electrice, cât și de costurile de capital pentru obținerea unei infrastructuri speciale (lichefiatori, electrolizi, mijloace de transport etc.). De exemplu, astfel de costuri, calculate pentru utilizarea capacității excesive a SELA, sunt de aproximativ 75-80 milioane de dolari. Prin urmare, vom obține costul de hidrogen - 93 ruble / kg. Costul unitatii energetice produse de hidrogen va fi de 2,8 ruble / kWh. La benzină, este egal cu 1,3 ruble / kWh și este în continuă creștere. Prin acest calcul al costului hidrogenului, nu a fost luată în considerare reducerea daunelor aduse mediului înconjurător, care, la o scară a orașului cu o populație de 1 milion de locuitori, este estimat la 800-900 mii de dolari pe an.
Prin urmare, în prezența mecanismelor economice necesare, toate cheltuielile de capital ar fi rambursate în câțiva ani prin economisirea benzinei și reducerea nivelului daunelor aduse mediului.
E interesant.
- Surse de energie geotermală. Partea 2 Construirea și justificarea primului GTS cu fracturarea hidraulică a rocilor fierbinți în țara noastră se bazează, de asemenea, pe rezultatele cercetărilor efectuate de cercetători străini. simultan
- Surse de energie geotermală. Partea 1 Energia geotermală - energia conținută în regiunile interioare ale Pământului. Erupția vulcanilor ilustrează clar temperatura imensă din interiorul planetei. Temperatura de bază
- Obținerea de biocombustibili la domiciliu Pentru a produce biocombustibil acasă, de exemplu, biodiesel, aveți nevoie de orice fel de uleiuri vegetale - rapiță, floarea-soarelui, semințe de in, etc. biodiesel,
- Încălzirea casei cu o pompă de căldură În condițiile climatice ale țării noastre, utilizarea unei pompe de căldură pentru încălzire este problematică (cu excepția sudului țării și a Caucazului de nord)
Ultimele știri și articole:
Trimiteți-le prietenilor: