Не сочтите за грубость, однако это можно сказать и про бензин, однако при массовом производстве бензина затраты снижены.
Кроме того, в топливных элементах, как я понимаю не происходит сжигание водорода.
а в чем собственно большая проблема-то? Поясните, пожалста.
Помню. Что же касается названных Вами агрегатов - то на это кроме металла есть синтетические материалы, тот же углепластик. Места он будет занимать ровно столько, сколько нужно на определенный пробег (например как это сделали товарищи из Mersedes). Да и в топливных элементах вроде нет риска образования "гремучего газа"
Хорошо. Поясню.
Преимуществ использования водорода в качестве топлива немало. В самом деле, при сжигании водорода мы получаем лишь тепло и воду. То есть, не образуются не только токсичные вещества, но и парниковые газы. Запасы водорода неисчерпаемы, весь мировой океан к нашим услугам: раcщепив воду, можно использовать водород как топливо, а технологии расщепления разработаны давно. Имеющиеся в огромном количестве двигатели внутреннего сгорания не трудно переделать под водородное топливо. Теплотворная способность водорода почти в пять раз выше, чем у бензина и других углеводородов, а это значит, расход водородного топлива будет меньшим.
Технологии хранения водорода на борту ТС разработаны давно - с середины 60-х, в СССР. Тогда разработали криогенный самолет на водородном топливе Ту-155. Впервые он поднялся в воздух более 20 лет назад, 15 апреля 1988 года.
Радужность водородного будущего портят некоторые мелочи. Основная незадача в том, что водорода на Земле в свободном виде нет, а ближайшие месторождения имеются на Юпитере и Сатурне. Значит, его придется производить. То есть, водород для жителей Земли вовсе не источник энергии, а лишь ее носитель, вроде аккумулятора. Чтобы получать из батареи ток, ее надо сначала зарядить. Точно так же, прежде, чем сжечь водород в двигателе (или не сжигать, а использовать другим способом - все равно), его надо
сначала извлечь из другого вещества, причем на это придется
потратить энергию. Причем затратить только на производство водорода энергии придется больше, чем ее выделится потом при сгорании в двигателе. Сжижение водорода съест еще около 75 процентов энергии, выделяемой при его сгорании. Для получения водорода и его сжижения нужна электроэнергия, а ее производят в основном на тепловых электростанциях, сжигающих либо газ, либо уголь, либо мазут. КПД современной ТЭЦ около 30%. Выходит, что
для получения единицы энергии от сгорания водорода надо затратить от 4-10 единиц, сжигая другие виды топлива.
А вот что пишет о водородной проблеме американский журнал «Скептик»
http://www.skeptic.com/eskeptic/08-03-12.html, который специализируется на разоблачении научных мифов:
Более 90% водорода получают, расщепляя природный газ с хорошей эффективностью – около 72%. При этом на процесс выделения водорода теряется лишь 28% энергии, содержащейся в газе. Однако в ходе расщепления в атмосферу попадают очень вредные окислы азота, которые, к тому же разогревают ее в 58 раз сильнее, чем углекислый газ. Примерно с такой же эффективностью и такими же последствиями водород получают из нефти (6% водорода). Но ведь метан и нефть сами по себе удобные энергоносители, и на них ДВС прекрасно работает.
Около 4% водорода получают, расщепляя воду, чтобы получить особо чистый газ. КПД электролиза – около 70%. Электричество, необходимое, для расщепления, можно получить с электростанции, сжигая углеводороды. КДП электростанции около 30%. Так что общий КПД получается 70 * 30% = 21%. То есть конечному потребителю достанется только пятая часть от энергии сожженной нефти или газа. Может быть, все же проще использовать в качестве топлива саму нефть?
С электричеством, полученном на гидро-, атомных и других станциях картина столь же удручающа. Например, общий КПД получения водорода с помощью ветрогенератора – около 25%, а от солнечных батарей – 10%.
Использование особых бактерий или микроводорослей, выделяющих водород, еще менее эффективно их КПД 0,1%.
Однако получить водород – еще полдела, его надо в чем-то хранить. Чтобы сжать водород до 700 атм, надо истратить 15% заключенной в нем энергии, а чтобы превратить в жидкость – до 40%. Стандартный 40-литровый баллон для водорода весит пустой почти 70 кг, а наполненный под завязку – 70 кг и 53 грамма.
Бензобак Хонды Аккорд, к примеру, весит 11 кг, вмещает 65 л бензина и стоит 100 долларов. С полной заправкой можно проехать без малого 800 км. Баллон с водородом под давлением 200 Атм будет весить 400 кг, стоить 2000 долларов и займет собой практически весь объем багажника. Проехать на нем можно всего 265 км.
Головной болью окажется доставка водорода на АЗС. Бензин развозят в цистернах, газ транспортируют по трубопроводам. Автоцистерны с бензином хватает на заправку около 800 автомобилей, Цистерна с водородом сможет заправить только 60. Значит для заправки того же количества машин количество цистерн надо увеличить более чем в 10 раз!
В США имеется около 200 000 миль трубопроводов природного газа. Но для водорода эти трубы не годятся – нужны другое сечение и другой материал (обычная сталь по действием водорода становится хрупкой). Новые трубопроводы обойдутся в 200 миллиардов долларов.
Таким образом, на выработку, хранение и транспортировку литра водорода всегда придется тратить значительно больше энергии, чем в нем имеется. Поэтому смысл использовать водород в качестве топлива весьма сомнителен.
С сказанному добавим, что кроме бака придется устанавливать весьма дорогие системы подачи газа высокого давления, а также системы контроля утечки газа. Вспомним хотя бы какие системы пришлось разрабатывать в ОКБ Туполева для переделки обычного Ту-154 в водородный самолет:
- топливный бак с высокоэффективной теплоизоляцией для размещения жидкого водорода с температурой -253С;
- топливный комплекс включал в себя заново разработанные: систему подачи топлива в двигатель, систему поддержания давления в баке с аварийным предохранительным устройством, систему циркуляции, наддува бака, систему аварийного слива криогенного топлива; система подачи топлива состояла из центробежных и струйных насосов, теплоизолированных трубопроводов, криогенных агрегатов и клапанов;
- На самолете установили азотную систему, замещающую азотную атмосферу в отсеках самолета и предупреждающую экипаж при утечки водорода задолго до взрывоопасной концентрации.
Конечно, все эти страшно дорогие системы внедрять в автомобиль нет нужды, но без некоторых, к примеру, контроля утечки, не обойтись – гремучая смесь водорода с воздухом взрывается не хуже динамита. А кто захочет ездить на динамите?
Риск образования гремучего газа есть в любой системе, в которой содержится водород и возможна его утечка.
Можно, конечно, использовать новые, прогрессивные материалы. Но тогда бак для той де Хонды будет стоить не 2000 долларов, а все 5000, а то и 10000.
Помню. Что же касается названных Вами агрегатов - то на это кроме металла есть синтетические материалы, тот же углепластик. Места он будет занимать ровно столько, сколько нужно на определенный пробег (например как это сделали товарищи из Mersedes). Да и в топливных элементах вроде нет риска образования "гремучего газа"
Почему, собственно, ажиотаж именно вокруг водорода? Можно использовать метан - запасы его огромны, он дешев, хранить его намного проще, и вообще проблем меньше на несколько порядков. В одной молекуле метана содержится один атом углерода и четыре атома водорода. (СН
4). Но - не греет метан автокорпорации. Почему?
