Основы водородной энергетики

Новая энергетика - Водородная энергетика

основы водородной энергетики

1. Использование водорода в качестве топлива положительно скажется на энергетической безопасности, экологии и экономическом росте.

a.Водород поможет увеличить энергетическую безопасность, так как его можно производить из множества первичных энергетических источников, включая восстанавливаемые. Таким образом, водород может стать полноценной альтернативой нефтяному топливу.

Доказательства:

• Водород можно добывать, используя самые разнообразные природные ресурсы: природный газ, уголь, воду, газы из органических отходов, биотопливо (например, этанол) и другие сельскохозяйственные продукты.

- Исторически, большая часть коммерческого водорода добывалась из природного газа, но предвидется увеличение доли других источников в производстве водорода.

• Для добычи водорода можно использовать самые разные источники энергии – сжигание ископаемого топлива, ядерную энергию и восстанавливаемые технологии, включая солнечную, ветряную, гидроэнергию, биоэнергию и геотермальную.

- Благодаря такому разнообразию ресурсов и технологий, водород можно будет производить в разных регионах страны и по всему миру.

• На сегодняшний день, из 50 миллионов тонн добываемого водорода, примерно половина получается конверсией водяного пара с природным газом (48%). Также водород производят из нефти (30%), угля (18%) и воды (4%). Источник: National Academy of Engineering, “The Hydrogen Economy: Opportunities, Costs, Barriers, and R&D Needs”(2004), Fig 7-1; Air Products ( 2003)

• По прогнозам, разрабатываемые технологии позволят в будущем существенно снизить цену на водород, которая составит $1.25-$4.25/кг. (Этот диапазон включает использование более эффективных автомобилей на топливных элементах, затраты на производство, распространение, без учета налогов). Источник: National Academy of Engineering, “The Hydrogen Economy: Opportunities, Costs, Barriers, and R&D Needs”(2004), Fig. 5-3

• Дополнительные источники информации (на английском):

www.hydrogen.energy.gov/production.html

www.nrel.gov/learning/eds_hydrogen.html

www.hydrogenassociation.org (production fact sheets)

http://www.nap.edu/books/0309091632/html/

b. Развитие водородной энергетики способствует защите окружающей среды, так как технологии его производства и использования сохраняют чистоту воздуха и уменьшают выброс парниковых газов.

Доказательства:

• Выбросы в атмосферу при производстве водорода зависит от исходного ресурса и используемой технологии.

• Так при электролизе воды с использованием возобновляемых источников энергии (солнечной, ветряной гидро и геотермальной) получается водород без загрязнения воздуха и при нулевом выбросе парниковых газов.

- На данный момент эти методы производства водорода не составляют конкуренции более дешевым технологиям, но ведущиеся исследования могут помочь уменьшить их стоимость.

• Водород можно получить с практически нулевым загрязнением воздуха из природного газа, угля или другого ископаемого топлива отделяя диоксид углерода прямо в местах водородного производства.

- Потенциально опасные углеродсодержащие вещества отделяются от водорода и захороняются под землей. Их устойчивость и поведение с течением времени всё ещё изучается, но предварительные исследования показали обнадёживающие результаты.

• Выбросы диоксида углерода присутствуют, когда водород производят из природного газа или с помощью энергии тепловых электростанций на ископаемом топливе.

- Локальное улавливание диоксида углерода в цехах по производству водорода намного легче, чем улавливание выбросов каждого из 600 миллион автомобилей по всему миру.

• Выброс диоксида углерода в атмосферу при производстве водорода из биомассы можно снизить до нуля в зависимости от типа энергии, используемой для питания производственного оборудования.

• Когда водород используют в качестве энергоносителя в топливном элементе для прозводства электричества для коммунальных целей или в автомобилях, отсутсвуют выбросы парниковых газов и загрязнение атмосферы.

- Такие устройства с нулевыми выбросами в атмосферу могут быть исключительно ценными для снижения риска для здоровья в местах с повышенным уровнем загрязнённости воздуха.

• Если водород используют в качестве топлива в системах сгорания, например двигатели внутреннего сгорания, водород сгорает чисто с минимальными выбросами.

- Ультра низкие выбросы оксидов азота и близкие к нулю выбросы летучей органики и монооксида углерода.

• Как показали промышленные и государственные исследования воздействия водорода, как топлива для дорожного транспорта, на окружающую среду (“well-to-wheel analysis”), выбросы диоксида углерода в атмосферу существенно ниже для водорода, произведённого и затем использованного в транспортном средстве на топливных элементах, по сравнению с переработкой нефти в бензин с последующим использованием в обычных машинах на двигателях внутреннего сгорания или электрических гибридах.

Источник: National Research Council 2004

c. Водород может вносить клад в экономический рост обеспечивая новые рабочие места, привлекая инвестиции и создавая постоянный, стабильный источник энергии.

Доказательства:

• Водород представляет собой общий элемент в растущем рынке технологий, который охватывает множество основных секторов экономики (например, бизнесс, энергоснабжение, портативная электроника, транспортный сектор и др.)

- Сетевое и автономное электропитание: создание сети электропитания для строений, автономное питание, электричество для парков и отдаленных мест, телекоммуникации и тд.

- Портативная электроника на микро топливных элементах: компьютеры, мобильные телефоны, устройства видеонаблюдения, портативные центры связи, военное оборудование и тд.

- Транспорт: двигатели для небольших транспортных средств, пассажирских машин и грузовых автомобилей.

· Водород сможет обеспечить экономическое развитие, предоставляя постоянный и надежный источник энергии в мире с постоянно растущим спросом на энергоносители.

2. Устройства, использующие водород в качестве основного источника питания, уже используются в промышленности и быту. По мере развития технологий и инфраструктуры расход водорода активно возрастет в ближайшем будущем (5-15 лет)
a. В ключевых областях, таких как сетевое и автономное электропитание, портативная электроника и транспорт, наблюдается появление новых продуктов.
- Сетевое и автономное электропитание: различные генераторы для обеспечения питания для дома, работы или в качестве резерва.
- Портативная электроника: компьютеры, камеры в мобильных телефонах, приборы видеонаблюдения, портативные центры связи, военное оборудование и тд.
- Транспорт: двигатели для небольших транспортных средств, пассажирских машин и грузовых автомобилей
Доказательства:
• Сетевое и автономное электропитание: Первые коммерческие электроустановки на водородных топливных элементах уже введены в эксплуатацию и обеспечивают бесперебойное, надежное питание и обогрев различным постройкам (школы, коммерческие здание, жилые дома), а также служат в качестве резервного источника питания на случай экстренных ситуаций.
- В то время как, оборудование работающие от сети должно быть в соответствии с установленными коммунальными нормами.
- Автономные устройства могут быть установлены независимо, в соответствии с потребностями пользователя.
• Портативная электроника: На сегодняшний день у многих компаний имеются устройства, питаемые микротопливными элементами (ноутбуки, мобильные телефоны, аудио-видео проигрыватели). Их коммерческий запуск планируется в течении ближайших нескольких лет.
• Транспорт: Несколько сотен водородных машин участвуют в демонстрационных проектах и имеют возможность заправляться в более чем 50 заправках по всему миру. Автомобили и погрузчики работающие на водороде представляются альтернативой их электрическим аналогам в тех случаях, когда использование двигателя внутреннего сгорания нежелательно и производительность электрических батарей ограничена временными рамками между подзарядками.
- Различные демонстрационные проекты с участием автомобилей, автобусов, такси и грузовиков вместе с соответствующими заправочными технологиями помогают развивать нужнуые технологии и инфраструктуру, которая позволит сделать вождение водородного транспортного средства удобным, экономичным и экологически чистым.
- Гибридные машины и автомобили на природном газе стимулируют производителей улучшать способы доставки электроэнергии и газового топлива, которые также используются в водородных транспортных средствах.
b. Технология производства водорода из различных ресурсов, включая возобновляемые, находится в постоянном развитии.
Доказательства:

• Водородная инфраструктура уже существует. На сегодняшний день мощностей водородного производства хватит для обеспечения топливом как минимум 1 миллиона машин. Источник: Air Products
• Водородная инфраструктура развивается и организуется в различных регионах в соответствии с присутствующими ресурсами.
- Водород можно получать из разнообразных ресурсов. Любой регион может использовать комбинацию ресурсов для водородного производства, которая будет наиболее выгодна в экономическом и экологическом плане.
- Исторически, основная доля коммерческого водорода производилась из природного газа. Однако, ожидается значительное увеличение доли других ресурсов в обеспечении водородом, например из воды с помощью электричества от возобновляемых источников энергии или атомных электростанций.

- Сегодня мировое производтсво водорода оценивается в более чем 50 миллионов тонн за год. Около 60% используется в производстве аммиака для удобрений, 23% используется для очистки бензина от серосодержащих примесей, 9% используется для производства метанола и остаток уходит на производство металлов, электронику и космические исследования. Источник: Oakridge
National Laboratory, 2003

c. Государственная поддержка является необходимой в передовых исследованиях касающихся водородных технологий, а также поможет продемонстрировать способы примениния производства, распространения и использования водородного топлива.
Доказательства:
• Федеральное финансирование исследований и сотрудничество с промышленными фирмами привело к снижению стоимости коммерческого водорода, уменьшило цены топливных элементов и увеличило их срок годности.
• Начиная с 2003 года, благодаря исследованиям профинансированным DOE (US Department of Energy, Госдепартамент Энергии США) был удвоен срок эксплуатации топливных ячеек – от 1000 часов до 2000 часов, а также на 60% уменьшена стоимость произведённой с их помощью электроенергии – от 275$ за киловатт в 2002 году до 110$ сегодня. Источник: US Department of
Energy
- Для обеспечения конкурентоспособности на рынке топливные ячейки в автомобилях должны иметь выгодные характеристики в плане цены и производительности, по сравнению с существующими транспортными технологиями.
- Также топливные ячейки должны функионировать более 5000 часов (эквивалент более 160 000 км) в широко изменяющихся условиях, с частыми стартами и остановками.
• Исследдования финансируемые DOE снизили стоимость водорода произведённого из природного газа с 5,00$ в 2003 до примерно 3,00$ в 2005. Данный проект также достиг прогресса в производстве водорода из возобновляемых ресурсов. Источник: US Department of Energy
- Стоимость водорода (которая включает стоимость производства и доставки) должна конкурировать с традиционными топливами и технологиями.
- Это означает что стоимость килограмма водорода должна быть в пределах 0.5-0.85$ за литр в бензиновом эквиваленте.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Каталог энергетических компаний:

Александровская ГЭС

News image

Александровская ГЭС (укр. Олександрiвська ГЕС) — гидроэлектростанция расположенная в г. Южноукраинске, Николаевская область,Укра...

Богучанская ГЭС

News image

Богуча нская гидроэлектроста нция — строящаяся ГЭС на реке Ангаре, на территории Красноярского края. Расположена в 367 км ниже п...

Киевская ГЭС

News image

Киевская ГЭС (укр. Киϊвська ГЕС) — первая (верхняя) ступень каскада гидроэлектростанций на территории Украины, построенная ...

Энергоатом

News image

Общие сведения. 17 октября 1996 года постановлением Кабмина Украины было создано государственное предприятие Национальная атомн...

ГЭС Три ущелья

News image

Три ущелья (кит. трад. 三峽, упр. 三峡, пиньинь Sānxiá — «Три ущелья») — строящаяся ГЭС вКит...

Зейская ГЭС

News image

Зейская гидроэлектростанция — ГЭС на реке Зея в Амурской области, у города Зея. Плотина станции имеет большое противопаводковое ...

http://inwhitemedical.ru/ заказ и доставка продуктов наш магазин. . Подробная информация дистанционные держатели для оргстекла здесь.

Авторизация

Login Register