Воднева енергетика: переваги та перспективи

Експерти багатьох країн світу пророкують велике майбутнє водню. За деякими прогнозами, він стане одним з найперспективніших видів палива в XXI столітті.

Країни ЄС, США, Канада, Японія, Китай вже більше 30 років освоюють безмежний потенціал водневої енергії. В Європі водневий сектор енергетики в найближчі роки оцінюють в мільярди євро інвестицій, мільйони нових робочих місць і тисячі ТВт в рік. І це тільки для балансування енергетичної системи.

Мала мобільна електростанція H2One від Toshiba забезпечує електрикою та гарячою водою залізничну станцію в місті Кавасакі, Японія. Джерело: https://habr.com/

Маючи низький показник в’язкості, водень легко транспортується по трубах. Його можна зберігати в зрідженому, газоподібному стані. Він досить легкий, а термін його зберігання –  тривалий.

Воднева енергетика сформувалася як один із напрямів розвитку науково-технічного прогресу в середині 70-х років XX століття. Із розширенням області досліджень, пов’язаних з отриманням, зберіганням, транспортуванням і використанням водню, екологічні переваги водневих технологій ставали все очевиднішими.

У чому ж переваги водневої енергетики?

Різке збільшення інтересу до водню як до пального й енергоносія пояснюється такими його особливостями:

  • запаси водню практично необмежені, легкодоступні та відновлювані. Його добувають шляхом розкладання молекул води. Фактично, схема отримання енергії з водню – це «Вода – Водень – Енергія і знову Вода»;
  • водень – універсальний вид енергоресурсу, оскільки він може використовуватися як пальне для виробництва електрики в робочих циклах різного типу та в якості енергоносія для транспортування в газоподібному, рідкому і зв’язаному станах;
  • за допомогою водню можна акумулювати енергію;
  • водень має високий ККД генерації та високу ефективність. Якщо його переробляти в електроенергію, а це можна здійснювати з ККД 80-90%, то сумарний ККД від початку до кінця буде вище 60%. Водень на 50% (а іноді і на 200%) ефективніший за природний газ або похідні нафти. Серед інших видів органічного палива водень вирізняється найбільшою теплотворною здатністю на одиницю маси і найменш негативним впливом на навколишнє середовище;
  • основнною перевагою водню є його екологічність, адже в результаті його генерації утворюється звичайна вода, яку можна використовувати в господарських цілях і навіть пити.

Сьогодення та майбутнє

Два основних ринки споживання водню сьогодні – це виробництво аміаку та метанолу, на які припадає до 80% загального обсягу споживання. У хімічній промисловості водень також використовують у виробництві карбаміду, мила та пластмас. У газопереробці водень необхідний для отримання сумішей, наприклад, з метанолом, етиленом і пропиленом.

Джерело: https://www.forbes.com/

Очікується істотне підвищення попиту на водень в нафтопереробній промисловості – за його допомогою будуть підвищувати якість нафти.

Серед галузей, готових до переходу на водень, основну увагу багато десятиліть поспіль привертав автотранспорт. Восени 2014 року в одному з автосалонів Лос-Анджелесу корпорація Toyota представила першу серійну легкову автівку на водневих паливних елементах Toyota Mirai. Основна мотивація виробників і покупців таких машин – нульові викиди шкідливих речовин.

У перспективі водень буде використовуватися в якості палива на транспорті. Автогіганти вже зараз активно експериментують з водневими двигунами. Як мінімум три з них серійно випускають легкові автомобілі на водневих паливних елементах: Hyundai ix35 Fuel Cell коштує $ 53 тис., Toyota Mirai – $ 57 тис., а Honda Clarity – $ 59 тис.

Водневі заправки вже працюють в США, Японії, Китаї та деяких країнах Євросоюзу.

Воднева заправка Shell, Великобританія. Джерело: https://cikavosti.com/

Розвитком водневої заправної інфраструктури займається низка європейських компаній, серед яких – Danish Hydrogen Fuel, H2 Logic, Hydrogen Link, Hydrogen Sweden, Icelandic New Energy, Linde, McPhy.

Проте, поширення водневої енергетики поки що обмежене відсутністю інфраструктури. Найстарішому водневого трубопроводу в районі міста Рур (Німеччина) всього 50 років, а найдовший трубопровід такого типу простягається лише на 400 км.

У звіті аналітичної і консалтингової компанії Navigant Research йдеться про те, що до 2024 року кількість транспортних засобів із водневими паливними елементами в світі зросте до 580 тис., до 2026 року їх вже буде 800 тис., а до 2030 року – близько 1,5 млн. Але навряд чи цю технологію впровадять масово в найближчому майбутньому, оскільки ще слід вирішити низку проблем, пов’язаних із виробництвом та експлуатацією спеціальних енергоустановок, а також знизити їх вартість.

 

Джерела:

https://biz.liga.net/all/all/novosti/aleksandr-repkin-vodorodnaya-energetika-uje-v-ukraine

http://atomicexpert.com/hydrogen_energy

https://postnauka.ru/video/95574

https://metallurgy.zp.ua/vodorod-i-vodorodnaya-energetika/

https://promvesti.com/vodorodnaya-energetika/

https://www.thegreenage.co.uk/future-hydrogen-power/

https://habr.com/ru/company/toshibarus/blog/428511/

 

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *