Водородная энергетика - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Водород, самый простой и легкий из всех 'химических элементов, можно считать идеальным топливом. Он имеется всюду, где есть вода. При сжигании водорода образуется вода, которую можно снова разложить на водород и кислород, причем этот процесс не вызывает никакого загрязнения окружающей среды. Водородное пламя не выделяет в атмосферу продуктов, которыми неизбежно сопровождается горение любых других видов топлива: углекислого газа, окиси углерода, сернистого газа, углеводородов, золы, органических перекисей и т. п. Водород обладает очень высокой теплотворной способностью:при сжигании 1 г водорода получается 120 Дж тепловой энергии, а при сжигании 1 г бензина - только 47 Дж.
Водород можно транспортировать и распределять по трубопроводам, как природный газ. Трубопроводный транспорт топлива _ самый дешевый способ дальней передачи энергии. К тому же, трубопроводы прокладываются под землей, что не нарушает ландшафта. Газопроводы занимают меньше земельной площади, чем воздушные электрические линии. Передача энергии в форме газообразного водорода по трубопроводу диаметром 750 мм на расстояние свыше 80 км обойдется дешевле, чем передача того же количества энергии в форме переменного тока по подземному кабелю. На расстояниях, более 450 км, трубопроводный транспорт водорода дешевле, чем использование воздушной линии электропередачи постоянного тока.
Водород - синтетическое топливо. Его можно получать из угля, нефти, природного газа либо путем разложения воды. Согласно оценкам, сегодня в мире производят и потребляют около 20 млн. тонн водорода в ГОД. Половина этого количества расходуется на производство аммиака и удобрений, а остальное - на удаление серы из газообразного топлива, в металлургии, для гидрогенизации угля и другого топлива. В современной экономике водород остается скорее химическим, нежели энергетическим сырьем.
Сейчас водород производят главным образом (около 80 %) из нефти. Но это неэкономичный для энергетики процесс, потому что энергия, получаемая из такого водорода, обходится в 3,5 раза дороже, чем энергия от сжигания бензина. К тому же, себестоимость такого водорода постоянно возрастает по мере повышения цен на нефть.
Небольшое количество водорода получают путем электролиза. Производство водорода методом электролиза воды обходится дороже, чем выработка его из нефти, но оно будет расширяться и с развитием атомной энергетики станет дешевле. Вблизи атомных электростанций можно разместить станции электролиза воды, где вся энергия, выработанная электростанцией, пойдет на разложение воды с образованием водорода. Правда, цена электролитического водорода останется выше цены электрического тока, зато расходы на транспортировку и распределение водорода настолько малы, что окончательная цена для потребителя будет вполне приемлема по сравнению с ценой электроэнергии.
Сегодня исследователи интенсивно работают над удешевлением технологических процессов крупнотоннажного производства водорода за счет более эффективного разложения воды, используя высокотемпературный электролиз водяного пара, применяя катализаторы, полунепроницаемые мембраны и т. п.
В 1969 г. в итальянском отделении "Евратома" была пущена в эксплуатацию установка для термолитического получения водорода, работающая с КПД 55% при температуре 730°С. При этом использовали бромистый кальций, воду и ртуть. Вода в установке разлагается на водород и кислород, а остальные реагенты циркулируют в повторных циклах. Другие сконструированные установки работали при температурах 700-800°С. Как полагают, высокотемпературные реакторы позволят поднять. КПД таких процессов до 85 %. Сегодня мы не в состоянии точно предсказать, сколько будет стоить водород. Но если учесть, что цены всех современных видов энергии проявляют тенденцию к росту, можно предположить, что в долгосрочной перспективе энергия в форме водорода будет обходиться дешевле, чем в форме природного газа, а возможно, и в форме электрического тока.
Когда водород станет столь же доступным топливом, как сегодня природный газ, он сможет всюду его заменить. Водород можно будет сжигать в кухонных плитах, в водонагревателях и отопительных печах, снабженных горелками, которые почти или совсем не будут отличаться от современных горелок, применяемых для сжигания природного газа.
Как мы уже говорили, при сжигании водорода не остается никаких вредных продуктов сгорания. Поэтому отпадает нужда в системах отвода этих продуктов для отопительных устройств, работающих на водороде. Более того, образующийся при горении водяной пар можно считать полезным продуктом - он увлажняет воздух (как известно, в современных квартирах с центральным отоплением воздух слишкомсух). А отсутствие дымоходов не только способствует экономии строительных расходов, но и повышает КПД отопления на 30 %.
Водород может служить и химическим сырьем во многих отраслях промышленности, например, при производстве удобрений и продуктов питания, в металлургии и нефтехимии. Его можно использовать и для выработки электроэнергии на местных тепловых электростанциях.
Похожие статьи
-
Введение - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Вести разговор о путях решения проблемы энергосбережения невозможно без обращения к истории. Кратко историю энергопотребления можно изложить так:...
-
Атомные электростанции - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Атомная электростанция (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является...
-
В настоящее время вопрос коренного улучшения использования природных ресурсов и ресурсообеспечения человечества имеет большую остроту. Потребности в...
-
Солнечная энергия - Исследование экономических особенностей использования природных ресурсов
Один из источников энергии - Солнце. По классификации астрономов, Солнце - желтый карлик очень "средняя" для Галактики звезда по своим параметрам: массе,...
-
Тепловые электростанции Тепловая электростанция (ТЭС) - электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой...
-
Совершенствование ресурсных циклов базируется на ряде общих принципов, на основе которых строится природопользование в любой отрасли производства...
-
Гидроэлектростанции - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Гидроэлектростанция (ГЭС) - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС...
-
Три минуса современной энергетики Энергетика оказалась первой крупной отраслью мировой экономики, которая столкнулась с ситуацией, когда традиционная...
-
Энергия морских течений - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Неисчерпаемые запасы кинетической энергии морских течений, накопленные в океанах и морях, можно превращать в механическую и электрическую энергию с...
-
Тепловая энергия океана - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности (361 млн. км ) занимают моря и океаны - акватория Тихого...
-
Геотермальная энергия - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Энергетика Земли - геотермальная энергетика - базируется на использовании природной теплоты Земли. Верхняя часть земной коры имеет термический градиент,...
-
А. Введение Гармоничное сотрудничество человека с природой, его разумная общественная деятельность, которая регулирует и контролирует обмен веществ между...
-
Рациональное использование земель - Развитие природных ресурсов на Дальнем Востоке
Почвенные методы очистки проводят на полях орошения. При почвенной очистке помимо бактерий в очистке участвуют простейшие беспозвоночные микроорганизмы....
-
Природные ресурсы - солнечная энергия, энергия приливов и отливов, внутриземное тепло, водные, земельные, минеральные (в т. ч. топливно-энергетические),...
-
Краснодарский край - Жемчужина России - Природные ресурсы и условия их рационального использования
Недра Краснодарского края содержат более 60 видов полезных ископаемых: нефть, природный газ, йодобромные воды, мергель, мрамор, известняк, песчаник,...
-
В. Геоэнергополитика России - Рациональное использование природных ресурсов
Геоэнергополитика России исходит из посылки - глобального дефицита энергоносителей и будущей "ожесточенной борьбы Европы, США, Японии, Китая, Индии" за...
-
Совершенствование ресурсных циклов базируется на ряде общих принципов, на основе которых строится природопользование в любой отрасли производства. К ним...
-
А. Введение Специфика белорусской энергетики - значительная ее зависимость от природного газа, что при отсутствии собственных запасов природного газа и...
-
Заключение - Проблема охраны и рационального использования природных ресурсов в Республике Казахстан
На основании изученного материала можно сделать следующие выводы: 1) Рост масштабов хозяйственной деятельности человека, бурное развитие...
-
Принцип международного сотрудничества в настоящее время является одним из основополагающих в международно-правовом регулировании охраны окружающей среды....
-
Богатейшие природные ресурсы Казахстана - это огромный потенциал для его динамичного развития. Однако мировой опыт показывает, что многие страны,...
-
Закон об ООС в ст. 1 определяет мониторинг ОС (экологический мониторинг) как комплексную систему наблюдений за состоянием ОС, оценки и прогноза изменений...
-
Человечество пришло к пониманию, что дальнейшее развитие технического прогресса невозможно без оценки влияния новых технологий на экологическую ситуацию....
-
А. Введение Природа не только более сложна, чем мы о ней думаем, она гораздо сложнее, чем мы можем себе это представить. Природные и техногенные системы...
-
Структура и направления использования природных ресурсов - Технологии природопользования
Природные ресурсы Земли делят на неисчерпаемые и исчерпаемые. Последние, в свою очередь, делят на возобновимые и невозобновимые. К неисчерпаемым...
-
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные...
-
20-е столетие характеризовалось интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн....
-
Веками люди размышляли над причиной морских приливов и отливов. Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное явление - ритмичное движение морских...
-
Геотермальная энергия - Исследование экономических особенностей использования природных ресурсов
Геотермальные месторождения эксплуатируют в 70 с лишним странах мира (почти в 50 освоено их промышленное использование). В 1996 г. более чем в 20 странах...
-
В соответствии со ст. 18 Закона об ООС в России осуществляется обязательное и добровольное экологическое страхование предприятий, учреждений,...
-
За последние годы в понимании экологических проблем и их оценке определенное место отводится влиянию военной деятельности на состояние окружающей среды....
-
Планирование и прогнозирование использования природных ресурсов Управление природопользованием предполагает рациональное расходование природных ресурсов...
-
Рациональное природопользование - теория и практика воздействия человека на природную среду в процессе ее использования с целью удовлетворения...
-
Альтернативная энергетика Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным изменением...
-
Использование энергии солнца - Экологические проблемы энергетики
Солнечная энергия обладает неоспоримыми преиму-ществами перед традиционными органическим и ядер-ным горючим. Это исключительно чистый вид энер-гии,...
-
Биологический метод - Рациональное использование водных ресурсов
Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и...
-
Естественная очистка водоемов Загрязненную воду можно очистить. При благоприятных условиях это происходит естественным путем в процессе природного...
-
Органические отбросы, биогенные вещества и тепло становятся помехой для нормального развития пресноводных экологических систем только тогда, когда они...
-
Кислородное голодание как фактор загрязнения водоемов - Рациональное использование водных ресурсов
Как известно, круговорот воды состоит из нескольких стадий: испарения, образования облаков, выпадения дождя, стока в ручьи и реки и снова испарения. На...
-
20-е столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн. человек....
Водородная энергетика - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов