1.Що таке воднева енергетика
Водень, елемент номер один у періодичній таблиці, має найменшу кількість протонів, лише один. Атом водню також є найменшим і найлегшим з усіх атомів. Водень зустрічається на Землі переважно у зв'язаній формі, найпоширенішою з яких є вода, яка є найпоширенішою речовиною у Всесвіті.
Водень має дуже високу коефіцієнт згоряння. Порівняйте кількість теплоти, що виділяється при спалюванні однакової маси природного газу, бензину та водню:
За тих самих умов,
Спалювання 1 грама природного газу, згідно з вимірюванням, виробляє близько 55,81 кілоджоулів тепла;
Спалювання 1 грама бензину виділяє близько 48,4 кілоджоулів тепла;
Спалювання 1 грама водню виділяє близько 142,9 кілоджоулів тепла.
Спалювання водню виділяє в 2,56 раза більше тепла, ніж природний газ, і в 2,95 раза більше тепла, ніж бензин. З цих даних неважко побачити, що водень справді має основні властивості ідеального палива – високу ступінь згоряння!
Воднева енергія переважно належить до вторинної енергії, ключове питання полягає в тому, чи її логіка, технологія та економіка мають значення та цінність для екологічного балансу, екологічного управління та зміни клімату. Вторинна енергія належить до проміжної ланки між первинною енергією та споживачами енергії та може бути розділена на дві категорії: одна - «джерело продуктивності процесу», інша - «енергія, що містить енергію тіла». Немає сумнівів, що електрична енергія є найширше використовуваним «джерелом продуктивності процесу», тоді як бензин, дизельне паливо та гас є найширше використовуваним «енергетичним джерелом енергії».
З логічної точки зору, оскільки «джерела продуктивності процесів» важко безпосередньо зберігати у великих кількостях, сучасні транспортні засоби з високою мобільністю, такі як автомобілі, кораблі та літаки, не можуть використовувати велику кількість електроенергії від електростанцій. Натомість вони можуть використовувати лише велику кількість «енерговмісних джерел енергії», таких як бензин, дизельне паливо, авіаційний гас та зріджений природний газ.
Однак традиції можуть тривати не завжди, і традиції можуть не завжди бути логічними. Зі зростанням і розвитком електромобілів і гібридних електромобілів, «джерело продуктивності процесу» також може замінити «енергію, що містить енергію». Згідно з логічними міркуваннями, з постійним споживанням викопного палива ресурси зрештою вичерпаються, і неминуче з'являються нові «енергії, що містять енергію», серед яких воднева енергетика є основним представником.
Водень поширений у природі, складаючи приблизно 75 відсотків маси Всесвіту. Він широко присутній у повітрі, воді, викопному паливі та всіх видах вуглеводів.
Водень має хороші характеристики горіння, високу температуру займання, широкий діапазон горючості та високу швидкість горіння. З точки зору теплотворної здатності та горіння, водень, безумовно, є високоякісним та ефективним джерелом енергії. Крім того, сам водень нетоксичний. Окрім утворення води та невеликої кількості нітриду водню після згоряння, він не утворює шкідливих забруднювачів для екології та навколишнього середовища, а також не викидає вуглекислий газ. Таким чином, воднева енергетика належить до чистої енергії, що має велике значення для екологічного управління та зменшення викидів вуглекислого газу.
2. Роль водневої енергетики
Воднева енергетика має величезний промисловий ланцюг, що охоплює підготовку, зберігання, транспортування та заправку водню, паливні елементи та термінальні застосування.
У виробництві електроенергії воднева енергія може бути використана для виробництва чистої енергії, щоб збалансувати попит на електроенергію та вирішити проблему дефіциту енергопостачання в години пік.
В системах опалення водневу енергію можна змішувати з природним газом, який є одним з небагатьох низьковуглецевих джерел енергії, що можуть конкурувати з природним газом у майбутньому.
В авіаційному секторі, який щороку викидає понад 900 мільйонів тонн вуглекислого газу, воднева енергетика є основним способом розвитку низьковуглецевої авіації.
У військовій галузі водневі паливні елементи можуть бути використані у військовій галузі, мають такі переваги, як тиха робота, можливість виробляти безперервний струм, високий рівень перетворення енергії, що є важливою умовою малопомітності підводного човна.
Водневі транспортні засоби, що працюють на водневій енергії, мають хороші характеристики згоряння, швидке займання, високу теплотворну здатність, значні запаси та інші переваги. Воднева енергія має широкий спектр джерел та застосувань, що може ефективно зменшити частку викопного палива.
Підвищення рівня чистого розвитку та розвиток водневої енергетики є важливим носієм для побудови «багатоенергетичної взаємодоповнюючої» системи енергопостачання, а також основною рушійною силою для трансформації та модернізації енергії.
Час публікації: 19 квітня 2023 р.