Июнь 18th, 2013
Изучение литературы показало, что для каждой из этих областей возможность использования водорода уже рассматривалась.В качестве примера приведем некоторые из используемых и потенциальных возможностей применения водорода:а. Транспорт: автомобили с водородными двигателями, незагрязняющими окружающую среду [6, 7]; самолеты с жидково-дородными двигателями с улучшенными характеристиками [8, 9].б. Домашнее хозяйство: каталитические нагреватели и го-релки [10]; каталитическое водородное освещение [11] (пол-ностью газифицированный дом в противовес полностью элект-рифицированному) .в. Переработка руды: выплавка стали с использованием во-дорода, причем главными стимулами этой технологии являютсямероприятия по охране окружающей среды и уменьшение запа-сов коксующегося угля [12].г. Химическая технология: здесь водород хорошо известен иможет служить сырьем для любых процессов синтеза. Очевид-ным примером является получение аммиака, однако реакцияЗН2 + С02~> СН3ОН + Н20 открывает также путь к нефтехи-мии.Детальный анализ показывает, что практически все энергетические потребности, не удовлетворяемые электричеством, могут быть обеспечены за счет водорода, разумеется, при определенных условиях относительно его цены [13].IV. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ВОДОРОДНАЯ СИСТЕМАПопытаемся с помощью элементарного системного анализа увидеть, какие особенности накладывают свойства водорода на структуру системы, производящей и распределяющей водород точно так же, как производится и распределяется электроэнергия. Возможность накопления и хранения накладывает существенный отпечаток на работу производящего оборудования: резервные и пиковые мощности не являются более необходимыми и водородные станции могут работать как обычные химические заводы, например по 8000 ч в год, а их размеры будут определяться средней годовой нагрузкой. Важность этого из соображений капитальных вложений можно оценить, если вспомнить, что для электрической системы установленная мощность (по производству и распределению энергии) приблизительно в два раза превышает среднюю мощность, т. е. в среднем простаивает 50% оборудования. Дешевизна транспортировки и гибкость в использовании существенно сказываются и на размерах производящих установок. Взяв электрическую систему в качестве модели, мы обнаружили, что мощность генераторов удваивалась каждые 6—7 лет со времен Эдисона до наших дней. Такому удивительному постоянству роста мощностей в течение столь длительного промежутка времени может быть дано весьма простое объяснение, проливающее свет на механизм взаимодействия технологии с рынком. Так как потребление электроэнергии удваивается каждые 9—10 лет, интенсивность сети распределения возрастает приблизительно с той же скоростью. С другой стороны, рационализация передачи электроэнергии приводит к удвоению (линейных) размеров сети каждые 20—25 лет. Если мы примем, что мощность новой машины составляет некую постоянную часть, например 10% мощности энергетической сети на данный момент времени, то найдем, что время удвоения мощности генераторов составляет 6—7 лет. Электрическая энергия покрывает около 10% энергетических потребностей (но на ее производство расходуется 25% первичной энергии). Таким образом, рынок, остающийся для водорода, примерно в десять раз шире электрического, и то же самое справедливо для расстояния, на которое экономически целесообразно передавать водород с помощью трубопроводов.
