Но несмотря на все это, преимущества водорода как топлива для транспортных двигателей очевидны. Более того, при условии исчерпания ресурсов ископаемых топлив «водородный» двигатель может оказаться, наряду с электродвигателем, единственной альтернативой. Уже сегодня такие двигатели (как и электромобили) могут применяться в ограниченном количестве в условиях предельно жестких ограничений на состав отработавших газов. Необходимо вести их разработки и исследования в расчете на перспективу, пусть даже отдаленную.
Однако прежде чем серийно производить транспортные средства, работающие на водороде, предстоит решить ряд серьезных проблем. В первую очередь, необходимо обеспечить производство водорода в достаточных количествах. В большинстве технологий, используемых для этой цели в химической промышленности, сырьем являются ископаемые топлива - природный газ, нефть. При этом затрачивается большое количество энергии, получаемой за счет части теплоты сгорания исходных углеводородов. В качестве сырья может использоваться также и уголь, но и в этом случаи потери энергии больше, чем при получении коксового, светильного или генераторного газа (по своим «моторным» свойствам мало уступающих водороду). Кроме того, при восстановлении водорода из воды с помощью угля высвобождаемый кислород окисляет углерод, что приводит к образованию СО2 - основного фактора парникового эффекта. Чтобы обеспечить водородным топливом значительный парк автомобилей, потребуется увеличить в несколько раз производство угля.
Универсальна и экологически безопасна технология получения водорода, основанная на электролизе воды. Правда, это предполагает наличие излишков электрической энергии, которых в глобальном понимании нет и не предвидится, поскольку энергопотребление растет быстрее, чем вводятся в строй новые электростанции. Однако в локальном аспекте такие излишки реально существуют - это прежде всего гидростанции и ядерные энергоустановки. Сложность регулирования мощности на таких электростанциях заставляет искать пути использования избыточной энергии в периоды снижения нагрузки, в частности в ночные часы. При условии достаточно широкого спроса эта энергия могла бы использоваться в производстве водородного топлива. Еще один резерв связан с ядерными энергоустановками, где водород образуется в системах охлаждения реакторов.
Необходимо также решить вопрос о рациональных способах хранения водорода, предназначенного для использования в качестве топлива. Свободный водород, как и другие горючие газы, может храниться либо в сжатом, либо в сжиженном виде. Кроме того, существуют способы хранения в химически связанном виде, предусматривающие выделение водорода непосредственно на борту транспортного средства перед подачей в двигатель. Сравнение различных вариантов показано в табл. В качестве основного показателя для сравнения выбрана удельная энергоемкость - количество энергии, которое при 100-процентном использовании может быть получено в расчете на 1 кг массы системы хранения.
Как показывает таблица, из-за малой плотности водорода для хранения запаса, обеспечивающего получение равной работы с двигателем жидкого топлива, требуется значительно большая масса. В 1970-80-х гг., когда в распоряжении разработчиков были только стальные баллоны, вариант с хранением водорода в баллонах всерьез не рассматривался. А криогенный способ хранения в тот период еще не был доведен до уровня, допускающего его применение на автомобилях. Основное внимание обращалось на гидридные аккумуляторы и реакторы на основе гидрореагирующих сплавов.
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.