Реферат: Водородная энергетика
Реферат: Водородная энергетика
На
наших глазах набирает силу новая отрасль промышленности -
и технология. Потребность экономики в водороде идет по нарастающей. Ведь это
простейшее и легчайшее вещество может использоваться не только как топливо, но
и как необходимый сырьевой элемент во многих технологических процессах. Он
незаменим в нефтехимии для глубокой переработки нефти, без него не обойтись, скажем
в химии при получении аммиака и азотных удобрений,а в черной металлургии с его
помощью восстанавливается железо из руд.
Такие
существующие виды органического топлива, как газ, нефть и уголь, тоже служат
сырьем в этих или подобных процессах,но еще полезнее извлечь из них самый
экономный и чистый энергоноситель- тот же водород.
Водород
- идеальный экофильный вид топлива. Очень высока и его калорийность - 33
тыс.Ккал/кг,что в 3 раза выше калорийности
бензина.
Он легко транспортируется по газопроводам,потому что у
него
очень малая вязкость. По трубопроводу диаметром 1,5м с ним
передается
20тыс. Мегаватт мощности. Перекачка легчайшего газа на расстояние в 500км.
почти вдесятеро дешевле, чем передача такого же количества электроэнергии по
линиям электропередачи. Как и природный газ, водород пригоден на кухне для
приготовления пищи, для отопления и освещения зданий. Чтобы продемонстрировать его
возможности, американские ученые построили "водородный дом",в котором
для освещения использовался водород. Передавать водород в жидком виде-
удовольствие очень дорогое, т.к. для его сжижения нужно потратить почти
половину энергии, содержащейся в нем самом. Кроме того, должна быть обеспечена
идеальная теплоизоляция трубопровода, так как темпера тура жидкого водорода
очень низка.
Как
топливо водород сжигается в двигателях ракет и в топливных элементах для
непосредственного получения электроэнергии при соединении водорода и кислорода.
Его можно использовать и как топливо для авиационного транспорта.
Водородная
энергетика сулит ряд выгод. Поэтому появилось много
энтузиастов
водородной энергетики, возникли их ассоциации, в том числе международная.
Сейчас
в мире получают около 30 миллионов тонн водорода в год,
причем
в основном из природного газа. Согласно прогнозам за 40 лет производство
водорода должно увеличиться в 20-30 раз. Предстоит с помощью атомной энергетики
заменить нынешний источник водорода - природный газ- на более дешевое и
доступное сырье - на воду. Здесь возможны два пути.
Первый
путь - традиционный, с помощью электрохимического разложения воды.
Второй
путь менее известен. Если нагреть пары воды до 3000-3500 C, то водные молекулы
развалятся сами собой.
Оба
способа получить водород из воды пока дороже, чем из природного газа. Однако
природный газ дорожает, а методы разложения воды совершенствуются. Через
какое-то время водород из воды станет дешевле. В отдельных случаях и сейчас
выгодно получать водород с помощью электролиза в ночные часы, когда имеется
лишняя и дешевая электроэнергия.
Водородная
энергетика бурно развивается, но недаром все чаще говорят об атомно-водородной
энергетике. Требуются большие энергетические расходы для получения водорода.
Тандем "ядерный реактор-водородный генератор"- претендует ныне на
роль энергетического лидера в экономике XXI века.
|