Водородная энергетика

Понятие – «водородная энергетика» сформировалось в середине 70-х г. XX столетия. Водородную энергетику можно определить как научно- техническое направление, охватывающее проблемы получения, хранения, транспортировки и использования водорода. По мере развития этого направления становились все более очевидными экологические и энергоресурсосберегающие преимущества водородных технологий в различных областях экономики. Успехи в развитии ряда водородных технологий (в первую очередь, таких как топливные элементы и системы хранения и получения водорода) продемонстрировали, что использование водорода приводит к качественно новым показателям в работе установок и систем, а выполненные технико-экономические исследования показали, что хотя водород является вторичным энергоносителем, его применение во многих случаях экономически оправдано и эффективно.

В настоящее время уже сформировался и нашел широкое распространение термин «водородная экономика». Под этим понимается экономика, построенная путем полной замены углеводородного топлива, получаемого из невозобновляемых ископаемых источников энергии, водородным топливом, позволяющим уменьшить выброс парниковых газов в окружающую среду. Наблюдаемое в мире в последние десятилетия резкое увеличение интереса к водороду как к горючему и энергоносителю определяется следующими его основными особенностями: - во-первых, запасы водорода практически не ограничены; - во-вторых, водород – универсальный вид энергоресурса, он может использоваться в качестве горючего для производства электричества в рабочих циклах различного типа и в качестве энергоносителя для транспортировки в газообразном, жидком и связанном состояниях; - в-третьих, при помощи водорода возможна аккумуляция энергии; - в-четвертых, среди прочих видов органического топлива водород отличается наибольшей теплотворной способностью на единицу массы и наименьшим отрицательным воздействием на окружающую среду.

Свойства водорода как горючего и энергоносителя

Водород имеется повсюду в мире, правда, в природе он не встречается в чистом виде. Его необходимо извлекать или из углеводорода, или из воды. Вместе с тем, запасы водорода, связанного в органическом веществе и в воде, практически неисчерпаемы. Энергосодержание 1 г водорода эквивалентно энергосодержанию около 3 г бензина. При использовании водорода в топливных элементах вследствие высокого КПД топливного элемента (в 1,5–3 раза больше, чем у двигателя внутреннего сгорания) эффективность водорода как топлива оказывается еще выше (примерно в 4–10 раз).

Вместе с тем, при переходе на водородное топливо неизбежно появление новых технических проблем, поскольку водород представляет собой искусственный энергоноситель, который должен быть получен из существующих в природе веществ. В водородной экономике водород, подобно любому другому коммерческому продукту, проходит несколько стадий между получением и использованием. После получения он должен быть упакован путем сжатия или сжижения, транспортирован наземными или морскими транспортными средствами и сохранен в системах хранения до передачи потребителю. Жизненный цикл водорода заканчивается после его полного использования потребителем.