Водородный транспорт: технология будущего или полный провал?

Цель нашей компании - разработка, производство и внедрение эффективных и экологичных систем электропитания.


Водородный транспорт: технология будущего или полный провал?
1 Августа 2017

В минувшем апреле премьер-министр Японии Синдзо Абэ заявил о намерениях своего правительства начать переход к водородной экономике при постепенном отказе от углеводородного топлива. К 2030 году в стране Восходящего солнца должно быть уже 800 000 машин с водородными двигателями. Интересно, как будет происходить эта революция? 

На самом деле перевести автомобили, самолеты, корабли и локомотивы на водородное топливо — весьма привлекательная идея. Применение H2 не оставляет «углеродного следа». Легковой автомобиль Toyota Mirai, работающий на водородных топливных батареях, проезжая 100 км, производит около полуведра воды. И все! Никаких парниковых газов. Никаких токсичных выбросов. Разве это не прекрасная замена углеводородному топливу? Замена отличная, но проблема в том, что природа создала нам обширные месторождения нефти и газа, а вот месторождений водорода не существует. Самый легкий элемент таблицы Менделеева обильно наличествует в окружающем мире, но в виде соединений — в основном с углеродом и кислородом. Чтобы получить водород в свободном виде, требуется эти соединения разрушить, для чего необходимо затратить энергию, причем при нынешнем уровне развития технологий энергию намного бóльшую, чем мы сможем потом получить, утилизировав водород. 

Излучение Солнца, приливы, ветер называют сегодня альтернативными источниками энергии, но водород в их ряду не стоит. H2 — это экологически чистое топливо, которое по сути является аккумулятором энергии, затраченной на его производство (за вычетом неизбежных потерь). Есть целый ряд ныне применяемых и перспективных технологий производства водорода, но основные подразделяются на два типа: оторвать водород от углерода и оторвать водород от кислорода.

Как устроен автомобиль Toyota Mirai

1. Блок топливных элементов
Использованы первые серийно производимые концерном Toyota топливные элементы с высокой удельной мощностью на единицу объема (3,2 кВт/л)
Максимальная мощность: 124 кВт

2. Повышающий преобразователь превращает постоянный ток, вырабатываемый топливным элементом, в переменный с повышением напряжения до 650 В

3. Никель-металл-гидридный аккумулятор запасает энергию, рекуперируемую при торможении. При трогании с места питает двигатель совместно с топливным элементом

4. Баллоны высокого давления
Рабочее давление внутри: 700 атм. 
Внутренний объем: 
 60 л (передний баллон)
 62,4 л (задний баллон)

5. Электрический мотор
Синхронный электродвигатель переменного тока:
 максимальная мощность — 113 кВт (153,6 л.с.)
 максимальный крутящий момент — 335 Нм

6. Блок управления управляет топливным элементом, а также зарядкой/разрядкой аккумуляторной батареи

7. Дополнительные приспособления
Насос для подкачки водорода и проч.


Грязное чистое топливо?

Более половины водорода в мире производится методом паровой конверсии метана — это самый дешевый и доступный способ. В многоэтапном процессе с применением высоких температур и катализаторов молекулы метана разлагаются на водород и угарный газ (моноксид углерода). Поскольку в процессе используется ископаемое топливо, назвать полученный таким путем водород не дающим «углеродного следа» как-то не получается. 

Другой достаточно распространенный промышленный процесс — это электролиз, знакомый всем еще по школьным химическим опытам. Здесь уже нет ни нефти, ни газа, ни угля — на кислород и водород разлагается обычная вода при приложении к ней электрической энергии. Но откуда эта энергия? Если рядом с водородным производством чадит тепловая электростанция на мазуте, то и здесь с «углеродным следом» будет все не очень хорошо. Визионеры энергетики будущего говорят о водородных фабриках, питающихся электричеством исключительно от ветропарков, солнечных электростанций и других возобновляемых источников. В этом случае появится действительно безуглеродная цепочка выработки топлива, но это потребует колоссального прироста генерирующих мощностей в сфере «зеленой» энергетики.

Источник https://www.popmech.ru/technologies/371842-vodorodnyy-transport-tehnologiya-budushchego-ili-polnyy-proval/