Гамбургский научно-технический семинар
Das wissenschaftlich-technische Seminar in Hamburg
Доклад "Основные направления развития водородной энергетики"
Дата: 12.08.2021 в 18:00 |
Основные направления развития водородной энергетики.
1. Водород – универсальный энергоноситель: его достоинства, недостатки, характеристики водорода
как топлива.
2. Производство водорода.
3. Хранение и транспорт водорода.
4. Использование водорода.
5. Производство топливных элементов и энергоустановок на их основе.
6. Топливный элемент: устройство и принцип его работы; виды топливных элементов; основные
характеристики топливных элементов. Области применения топливных элементов.
7. Водородная безопасность.
В широком диапазоне температур водород имеет наибольшую теплопроводность, которая, например, при температуре 25 ºС и атмосферном давлении примерно в 7 раз больше, чем у воздуха. Водород проводит тепло в 7 раз лучше воздуха. Благодаря такому свойству водород преобладает в системах охлаждения мощных электрогенераторов.
- При повышенных температурах водород вступает в соединения со многими элементами.
- «Водородное охрупчивание»: проблема использования газотранспортных магистралей для водорода связана с его негативным воздействием на металл.
- Водород обладает широким диапазоном воспламенения, высокой температурой сгорания, тем самым создает проблемы для применения в привычных двигателях внутреннего сгорания.
- Скорость распространения ламинарного пламени для водорода в 10 раз выше, а минимальная энергия, необходимая для индуцирования воспламенения в 16 раз меньше, чем у метана; за счет этого достигается высокая равномерность зоны воспламенения и уменьшается нерегулируемый выброс вредных примесей.
- Важным достоинством водорода как топлива является отсутствие в продуктах сгорания окиси углерода и радикалов CHx. При сжигании водорода в чистом кислороде единственными продуктами являются высокопотенциальное тепло и вода, из которой этот водород опять же можно получать.
- Высокая весовая теплотворная способность водорода (она составляет 28630 ккал/кг), что в 2,8 раза
выше по сравнению, например, с бензином.
Однако, ни один вид топлива не может не иметь недостатков или скрытых опасностей при
использовании.
8. Водородная технология в будущем:
- способен покрыть 85% всех энергетических потребностей в секторе индустрии,
- способен покрыть 92% всех потребностей в области бытового сектора и сектора мелких потребителей,
- способен заменить любой вид горючего в различных отраслях производства, в промышленности,
на транспорте, в энергетике.
9. Использование водорода в различных областях:
- использование вместо бензина в двигателях внутреннего сгорания,
- замена природного газа для бытовых целей,
- применение в ракетных двигателях,
- применение в ряде микробиологических процессов,
- использование в металлургических процессах,
- использование в процессах сварки металлов,
- использование в процессах, требующих восстановителя,
- использование на передвижных и стационарных энергетических установках,
- для сжигания в газовых турбинах, в крупных топках и печах, в целях получения электроэнергии,
- как топливо в топливных элементах.
Назревающая научно – техническая революция XXI века диктует новые формы взаимодействия человека с природой.
Создание нового универсального энергоносителя – водорода - не частная задача какой-то отдельной отрасли. Развитие водородной технологии должно происходить при тесном взаимодействии всех областей современной техники, промышленности и т.д
Процесс будет происходить также, как и развитие электроники – прорыв в одной отрасли, вызывает отклик в нескольких других.
О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.
10. Основные источники и пути получения водорода.
В Германии построят крупнейший в мире хаб для хранения водородного топлива.
Завод будет использовать технологию LOHC – жидкие органические накопители водорода, чтобы запасать энергию, выработанную близлежащими ветряками и
солнечными батареями.
В Германии компания HPS Home Power Solutions GmbH начала приём заказов на компактные системы под названием «Picea», предназначенные для обеспечения полной (круглогодичной) энергетической автономии индивидуальных и двухквартирных жилых домов.
