Германия суутек энергиясын талап кылат

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

2020-жылдын июль айынын башында Европанын энергетика боюнча комиссары Кадри Симсон кыска, бирок кыска билдирүү жасады: «Евробиримдиктин максаты - 2050-жылга чейин климаттык бейтарап болуу. Бул ошол убакытка чейин биз бардык күйүүчү майларды этап менен жок кылабыз дегенди билдирет жана Евробиримдиктин бардык жеткирүүчүлөрү муну эске алышы керек ». Суутек көмүргө, мунай жана мунай продуктыларына, жаратылыш газына жалгыз жана уникалдуу альтернатива болуп саналат.

Ошол эле учурда, бул демилге Симсон айымдын жеке өзүнөн эмес экени көрүнүп турат - ал жөн гана Германия эң көп талап кылган нерсени айтты, анын өкмөтү буга чейин суутек энергиясы боюнча амбициялуу улуттук программаны жарыялаган, ага ылайык, мисалы, 2030-жылга чейин., өлкөдө 20 ГВт кошумча электр станцияларын куруу керек, алардын максаты бир гана – «жашыл» суутек деп аталган нерсени өндүрүү. Теманы көптөгөн жаңылыктар, атүгүл аналитикалык агенттиктер жигердүү колго алып, кайталап жатышат, алардын баа берүү диапазону кийинкисинен башталат, ким билет, “Россиянын өлүмү” биздин өлкө боло алат деген оптимизмге чейин. бул жаңы рыноктун дүйнөлүк лидери. Маалыматтар көп, аны системалаштырылган деп айтуу мүмкүн эмес, ошондуктан аны иретке келтирүүгө аракет кылуу керек.

Эгерде суутек бир эле учурда бардык энергетикалык ресурстарды алмаштырууну талап кылса, анда ал бүгүнкү күндө ар кандай казылып алынган отундарды колдонуу алгоритмине тиешелүү нерселердин бардыгын "өз ээлигине алышы" керек болот. Кемурду, газды, нефтини тигил же бул жол менен пайдалануу учун биринчи кезекте аларды казып алуу керек, ал эми водороддо болсо, биринчи маселе - аны алуунун технологиясы. Алынгандан кийин, казылып алынган отун алдын ала тазалоодон өткөрүлөт - суутек өндүрүүдө ушундай эле жол-жобо талап кылынат, ошондой эле мүмкүн болушунча зыяндуу аралашмалардан тазаланышы керек. Андан ары, күйүүчү май, аны пайдалануу же андан ары кайра иштетүү жерге ташуу керек - бул толугу менен суутек тиешелүү. Ооба, чынжырдын акыркы пункту - бул же тигил же бул технологияны колдонуу менен күйүүчү майды максаттуу пайдалануу. Чындыгында, мына ушундан улам баарыбыз шыктануу жана руханий энтузиазмды сезүүгө буйруганбыз – анткени күйүүчү май күйгөндө көмүр кычкыл газы пайда болбой, анын күйүү продуктусу – наристедей таза суу гана. көз жаш. Биз глобалдык жылуулуктан оңой жана табигый жол менен кутулабыз, шаардын көчөлөрү түтүндөн тазаланат, бактылуу Грета Тунберг, тынчсыздануулардан жана тынчсыздануулардан кутулуп, кайрадан мектепке барат, гүлдөр ачылат, көпөлөктөр учуп, Арктикадагы айсбергдер жана муз талаалары океан кайра өсө баштайт, Финляндия булуңунан кышында кайрадан лыжа тебүүгө болот, биз балдардай ырдап, күлүп калабыз.

Суутек энергиясынын салттуу баяндоосунан алыстап, аягынан баштап кеткенибиз үчүн кечирим сурайбыз. Бирок биздин замандын көрүнүктүү банкири коомго биринчи кезекте жогорку сапаттагы керектөөчүлөр керек деп ишендирүүдө - ошондуктан биз дагы бир нече убакытка "калабыз". Сапаттуу керектөөчүдөн электр энергиясы кайдан келет деп сурашканда, ал ишенимдүү түрдө кынтыксыз так жооп берет: «Резеткадан!». Биз суутекти колдонуунун алгачкы үч этабынын – өндүрүү, тазалоо, ташуу – бардык майда-чүйдөсүнө чейин таштайбыз, фантазиябызга жагымдуу бакыттын сүрөттөрүн тартабыз. Суутек көп, ал бар, анын үстүндө бардык унаалар жүрүшөт, ар бир ГЭСтин жанында жылуу жана таза суу менен бассейндердин каскаддары курулган, ошонун аркасында Воркутада банан гүлдөп, ананастын эки түшүмү жыйналды. Магадан, тосмолордо таранчылардын ордуна үндүктөр отурушат. Башка кантип? Мына, суутекти күйгүзүү үчүн эң сонун формула:

2Н2 + О2 --а 2Н2О

Жана бул кереметтүү химиялык реакция көп жылуулуктун чыгышы менен коштолот. Келгиле, бир мүнөткө элестетип көрөлү, биз ар бир водород программасы ишке ашырылган дүйнөдө жашап жатабыз - Германиянын, Американын, Евробиримдиктин жана башкалардын бардыгы, азыр алар абдан көп. Баары ийгиликке жетишти жана башкарды, алар капкактарын асманга ыргытып жиберишти - азыр нефть, газ жок, ураны бар көмүр жок, бардык жерде жана бардык жерде суутек гана жок: электр станцияларында, автоцистерналарда жана ал тургай мештерде биздин ашканаларда. Кантип так суутек өндүрүлөт, суутектин "жашыл", "көк" жана ал тургай "күрөң" ортосундагы айырмачылыктардын бардык нюанстарын кийинки жолу карап чыгабыз.

Зельдович механизми жана азот оксиддери

"Негизги суутек формуласы" толугу менен так, бирок сиз биздин күнөөкөр Жерибизге түшүүдөн баштооңуз керек, анын атмосферасы такыр эле таза кычкылтектен турбайт - ал азотко караганда азыраак. Кычкылтек атмосферасында суутектин күйүү температурасы 2800 градустан ашат, башкача айтканда жаратылыш газынын негизги курамы болгон метандын күйүү температурасынан миң градуска жогору болот. Биринчи суроо бышып жетилди - жана суутек электр станцияларынын мештери кайсы металлдардан жасалган? Бул эритмелердин кайсынысы, айталы, 2500 градуста өзүн татыктуу алып жүрөт? Бул температура учак жана ракета кыймылдаткычтары үчүн мүнөздүү, алар үчүн материалдардын курамы, албетте, белгилүү, бирок мындай ырахаттын баасы да белгилүү. Макул, бул тажатма майда-чүйдө нерселерди четке кагалы - бизде акча көп, жер бетинде ысыкка чыдамдуу ондогон тыйындар бар - биз көнүп калабызбы деп сурайбыз, акча жок кармап жатабыз. Бирок сиз атмосфералык абада суутектин күйүү химиясын көтөрө албайсыз – кеп айсбергдердеги көпөлөктөр жөнүндө эмес, бул бир топ катаал илим. Ал эми илимий билимдин башка тармактарындай эле, бул жерде да талашсыз бийликтер бар, алар аларды жемелегиси келгендердин баары муну жасап, эч нерседен майнап чыкпаганына ынангандан кийин талашсыз болуп калышты – алдыңкы инсандардын аргументтери аскадай бекем.. Азот оксиддеринин пайда болушу жөнүндө биле турган нерселердин бардыгын өткөн кылымдын 40-жылдарында Яков Борисович Зельдович айткан - анын химияны окууга дагы бош убактысы бар болчу, атомдук энергия боюнча атайын комитет түзүлгөндөн кийин ал чегине чейин алек болгон. ал атомдук жана ядролук дүрмөттөрдүн теориясын иштеп чыкканга чейин. Жогорку температурада азот менен кычкылтектин ортосунда сөзсүз боло турган химиялык реакциялар:

N2 + O à NO + N жана N + O2 à No + O

Азот оксиддеринин пайда болуу механизми Зельдович механизми деп аталат. Бир аздан кийин Фенимор механизми да ачылып, аны ачкан окумуштуунун ысымы менен аталган, бирок бул жолу бизге кошумча кылдаттыктын кереги жок, ансыз деле жакшыбыз.

Көмүр кычкыл газынын зыяндуулугу жөнүндө түгөнгүс аңгемелер пайдалуу, бирок алар бизди курчап турган абада азот кычкылынын болушу менен камсыз кылынган "кубаныч менен бакыттын" сүрөттөлүшүн өздөрүнө көмүп коюшкан. "NO жытсыз, бирок дем алганда кандагы гемоглобин менен байланышып, аны кычкылтек ташый албаган формага айландырат. Азот оксиди жогорку концентрацияда өпкөнү дүүлүктүрөт жана ден-соолукка олуттуу таасирин тийгизет. Суу менен оңой биригип, майга эрийт жана өпкөнүн капиллярларына кирип, сезгенүүнү жана астматикалык процесстерди пайда кылат. Азот оксиддеринин жогорку концентрациясы адегенде жагымсыз сезимдерди жана күйүү сезимин берет, андан ары көбөйсө өлүмгө алып келет. Төмөнкү концентрациялар баш ооруну, тамак сиңирүү көйгөйлөрүн, жөтөлдү жана өпкө көйгөйлөрүн жаратышы мүмкүн. Оорулуу былжырлуу челдин дүүлүгүүсүнөн конъюнктивит, ринит жана фарингит менен тынчын алышы мүмкүн, жөтөлүү, лакримация жана жалпы начарлоо. Уулануунун кийинки стадиясында былжырлуу же кан аралаш какырык менен нымдуу жөтөл, дем алуусу, цианоз, тахикардия жана ысытма пайда болот. Коркуу сезими, психомотордук толкундануу жана конвульсиялар пайда болот. Квалификациялуу медициналык жардамдын жоктугу өлүмгө алып келет».

Жетишет? Жок. Кислота жамгырынын пайда болушуна абада азот оксиддеринин жогорку концентрацияда болушу себеп болот. Азот оксиддери адамдар үчүн көмүр кычкыл газына караганда бир нече эсе коркунучтуу жана суутектин жогорку күйүү температурасы сөзсүз түрдө алардын интенсивдүү пайда болушуна алып келет. Салам, кереметтүү суутек дүйнөсү!

Практикада бул водороддун күйүшүн колдоно турган бардык электр станцияларында атмосфералык абадан таза кычкылтек алуу үчүн кошумча жабдуулар талап кылынат дегенди билдирет. Меш жабдууларынын материалдарынан улам көзгө жагымдуу болгон электр станцияларынын өздөрүн куруу сметасына дагы N инвестиция кошулат жана бул өзүнчө термин болуп каларын жокко чыгарууга болбойт - N-инвестициялар». Кээ бир чыңалуу менен, мындай жабдууларды оор жүк ташуучу унааларга, темир жол локомотивдерине, жада калса деңиз жана дарыя кемелерине орнотуу үчүн ойлоп табууга болот, бирок аны менен вагондорду жабдуу иштебейт - ошондо машиналар автоматтык түрдө жүк ташуучу унааларга айлана баштайт. Технологияларды зарыл иштеп чыгуунун дагы бир, кошумча багыты - атмосфералык абаны белуп алуу учун жабдууларды кичи-руу. Биз, квалификациялуу керектөөчүлөр, шаардын абасындагы азот оксиддери көбөйүп, кислота жамгырлары тез-тез жаай турганын күтүүгө же кабыл алууга макулбуз. Албетте, сиз дагы эле температура босого маанисинен төмөн болушу үчүн, күйүү камерасына суутек берүүнүн ылдамдыгы менен эксперимент жасоого аракет кылсаңыз болот, андан кийин Зелдович механизми автоматтык түрдө ишке кирет. Бирок, анда отун катары суутекти колдонуунун мааниси азыраак айкын болуп калат - кыймылдаткычтын эффективдүүлүгү бензин же дизельди колдонгон кадимки ички күйүүчү кыймылдаткычтын эффективдүүлүгү менен салыштырууга болот. Керектөөчүлөр үчүн керектөөчүлөр катары - азыр бир килограмм суутектин орточо баасы болжол менен 8 долларды түзөт, бул, жумшак айтканда, салттуу отундун өздүк наркынан кыйла ашып кетет.

Япониядан алынган эксперименталдык маалыматтар

Эгерде кеп европалык чиновниктердин фантастикалык дүйнөсүндө эмес, реалдуу дүйнөдө жашап жана иштеп жаткан энергетикалык компаниялар жөнүндө болсо, анда алардын арасында ТЭЦ жабдууларын тарыхтын таштандысына ыргытып, жаңыларын орнотууну каалагандар жок. вольфрам, молибден, титан менен кымбат баалуу эритмелерди. Кандай болгон күндө да, кандайдыр бир компаниянын максаты кимдир бирөөнүн кыялы эмес, ал тургай кымбат баалуусу эмес, анын акционерлери үчүн пайда көрүү экенин эскерте кетели. Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS) бир нече жыл мурун күйүүчү камерага 30% суутек менен жаратылыш газын берүү аркылуу өзүнүн электр станцияларынын биринде жогорку кубаттуу газ турбинасын ийгиликтүү сынаган. Чыгуудагы газдардын температурасы 1600 градус, жабдуулар кыйынчылыксыз болбосо да, мындай жүктү көтөрдү. Натыйжалуулугу анча деле чоң эмес, бирок көбөйдү, бирок өндүрүлгөн көмүр кычкыл газынын көлөмү дароо 10% га аз болуп чыкты жана жапон компаниясы азот оксиддери тууралуу маалыматты толугу менен ачкан жок, "алгылыктуу деңгээлде калды" деген сөз айкашы менен чектелди. деңгээл”. MHPS сунушу - 80% жаратылыш газынан жана 20% суутектен турган отун аралашмасын колдонуу экономикалык жактан негизделген жана экологиялык жактан пайдалуу. Ошондой эле Японияда 2018-жылы Kawasaki Heavy Industries жана Obayashi күйүүчү камерага 100% суутек келген турбинанын кыска мөөнөттүү сыноолорун өткөрүштү. Эксперименттин экономикасы боюнча эч кандай отчет болгон эмес, бирок бул компаниялардын консорциумуна таандык болгон Кобедеги ЖЭБ 20%дан 80%ке чейин суутек менен жаратылыш газынын аралашмасы менен иштей турганын билүү жетиштүү. MHPS тарабынан берилген сунуштарга ылайык. Газ менен иштеген ЖЭБ үчүн отун аралашмасына суутекти кошуу боюнча эксперименттер, албетте, Японияда гана эмес, жүрүп жатат, бирок биз эң оптимисттик натыйжалар жөнүндө сүйлөштүк, алар улуттук техникалык стандарттарга жана жабдууларга көз каранды. чыгарылат.

Булар, стандарттарга ылайык, бүгүнкү күндө жаратылыш газындагы суутектин уруксат берилген үлүшү: Бельгия, Жаңы Зеландия, АКШ, Улуу Британия - 0,1%; Германия 10%, Нидерланды 12%. Бүгүнкү күндө суутектин салттуу күйүүчү майларды колдонуудан толугу менен баш тартуу кыялдары катаал чындыкка утулуп баратат - илимий-изилдөө жана конструктордук иштердин бүтүндөй сериясы талап кылынат, улуттук техникалык стандарттарга өзгөртүүлөр керек, эксперименталдык өнөр жай жабдууларында алынган натыйжаларды текшерүү жана башкалар. боюнча. Мурунку сөз айкашында колдонулган ар бир терминдин артында көзгө көрүнбөгөн түрдө каржылоо, квалификациялуу кадрлар, талап кылынган убакыт жөнүндө суроолор турат - бардык эксперименттер жана сыноолор ийгиликтүү болоруна эч ким кепилдик бере албайт.

Эгерде Германия менен Евробиримдик чындап эле өздөрүнүн “суутек программаларын” ишке ашырууну кааласа, анда бул программалар, биздин оюбузча, илимий-изилдөө жана кийинки сыноолордун графиктерин камтышы керек, тиешелүү инвестициялар каралышы керек, бирок катуу мөөнөттөр болбошу керек – мындай учурда, программалык камсыздоону иштеп чыгуу топторун, албетте, Мишель Ностардамустун түздөн-түз урпактары башкарбаса. Ал эми кеп кандайдыр бир абстрактуу «жалпысынан финансылоо» женунде эмес, конкреттуу илимий институттар, илимий топтор жана алардын бирикмелери женунде болуп жатат. Бирок, булар бизди тынчсыздандырбайт - эгерде ЕБ бюджеттеринде жана айрым мамлекеттердин бюджеттеринде акча резервдери бар болсо, алар каалагандай жумшашсын. Ошол эле учурда, эгерде «водороддук оттуу чымчыктар» болбосо, анда МЭАнын, Эл аралык энергетикалык агентствонун эсебине таянууга болот: ири европалык электр станцияларынын тармагын түзүү, ал үчүн газ-водород аралашмасы пайдаланылат. 80/20 пропорциялары көмүр кычкыл газынын эмиссиясын 7% же 60 миллион тоннага азайтат. Эсептөөлөрүндө IEA Японияда алынган маалыматтарга таянган - бул маалыматтар кандайдыр бир жаңы технология үчүн кадимки режимде "казылып алынган" деген жөнөкөй себеп менен. Ал эми европалык чиновниктин 100% суутек жөнүндө, көмүр кычкыл газынын эмиссиясынын толук жоктугу жана азот оксиддерине карата толук склероз жөнүндө тексти жөнөкөй жана жөнөкөй - популизм менен мүнөздөлөт.

Килограмм жана куб метр - айырманы сезиңиз

Ооба, жогорудагы текстте «килограмм» деген сөз кокустан басылып калгандыктан, буга квалификациялуу керектөөчүлөрдүн көңүлүн буруу зарыл. Бул сөз суутек энергиясынын квалификациясы жок күйөрмандары тарабынан дагы бир «азгырыкты» көрсөтүү үчүн колдонулат: «1 килограмм метандын күйүүдөгү салыштырма жылуулук болжол менен 50 МДж (мегаджоуль), ал эми 1 килограмм металлдын салыштырма күйүү жылуулугу. суутек болжол менен 130 МДж. Суутек канчалык пайдалуу экенин көрүп жатасыңбы?!"

Биз, албетте, көрүп жатабыз - килограмм бирдик катары колдонулганын көрүп жатабыз. Төлөм картаңызды карап көрүңүз, урматтуу окурмандар – ал жерде “бир килограмм газдын баасы” деген сызык барбы? Мындай эч нерсе жок - куб метр, ушуну менен бүттү. Метандын кубометрин таразалоого болот, эч кандай көйгөй жок - нормалдуу атмосфералык басымда жана 20 градус Цельсийде өлчөөчү аппарат 657 граммды көрсөтөт. Бирок бир куб метр суутек да таразага тартылышы мүмкүн, эгерде бул газдын бир куб метринин салмагы 89,9 грамм болгондуктан, тагыраак аспап талап кылынбаса. Ошол эле, бирок башка сөз менен айтканда - суутек метан караганда 7, 3 эсеге жеңил. Эгерде сиз газ плитасы бар үйдө жашасаңыз, анда 130 МДж жылуулук алуу үчүн 3, 96 кубометр жаратылыш газын күйгүзүшүңүз керек болот, ал эми кандайдыр бир керемет менен сиз өзүңүздү 100 миң куб метр газ менен курулган үйдө тапсаңыз. 2050-жылы европалык бюрократ, анда ошол эле 130 МДж алуу үчүн 11, 11 куб суутек керек болот. Квалификациялуу керектөөчү катары биз аны акча менен эсептей алабыз - бул белгисиз жандыктын негизги милдети. Газдын чекене баасы ар кайсы аймактарда ар башка, Москва облусун алалы – 1 куб метри 6, 56 рубль. Бул жылуулук 130 MJ 6, 56 * 4, 0 = 26, 24 рублга турат дегенди билдирет. Европа Биримдигинин ACIL ALLEN Consulting изилдөө борборунун маалыматы боюнча 2025-жылга чейин Европада суутектин жетүүгө боло турган баалары – килограммына 5,43 доллар. Долларды рублга чейин өзүңүз каалагандай эсептеңиз - бул макала көзүңүзгө түшкөн күнү кандай болорун билбейбиз. Мисалы, кандайдыр бир "орто шыпты" 1 долларды 70 рублга алалы, бирок биз көбөйбөйбүз - бул жалкоо, чынын айтсам, сиз дагы эле 130 МДж жылуулук үчүн 350дөн 400 рублга чейин бир нерсе аласыз.

Ошол эле учурда, биздин төлөм системаларыбызда - акыркы керектөөчүлөр катары сиз жана мен үчүн чекене баалар, ал эми ACIL ALLENде суутек өндүрүүчүлөрү үчүн эсептелген баалар, чындыгында ансыз деле жинди болгон баанын айырмасы андан да жогору болуп чыгат. Транспорттук кызмат көрсөтүүлөр, коммерциялык маржалар - мунун баары акыр аягында акыркы керектөөчү тарабынан төлөнөт, бул учурда - так чектүү санда. Бул тууралуу комментарий катары гана айта алабыз: "Салам, кереметтүү суутек дүйнөсү!" Ооба, биз дээрлик унутуп калдык: эгер таза суутек 2050-жылы европалык газ плитасынан чыкса, анда бул меш жана анын күйгүчтөрү кайсы металлдан жасалат - бизде эч кандай түшүнүк жок, анткени жалындын температурасы 2000 градустан кем эмес болот. Өзүңүз ойлонуп көрүңүз, бирок ойлонуп жатып, бардык казан-аяктарыңыз менен коштошуңуз, анткени алардын эриген металлы евро табакка тамчылайт, сиз аны жууп салуу үчүн кыйнашат. Эгерде ЕБ өз калкын газдаштыруудан баш тартса, бардык турак жай фондун жалаң электр энергиясына өткөрүп берсе, казандар, албетте, аман калат, бирок электр энергиясынын баасы кандай болот, суутек энергиясынын акыркы жеңиши үчүн сонун пландарда, пландардын авторлору жупуну унчукпай. Эскерте кетсек, ТЭЦтеги электр энергиясынын баасы чийки заттын баасынан 90% көз каранды – өзүңүз тыянак чыгарсаңыз болот, ошол эле учурда сиз карапайым калктын жашоосунун келечегине объективдүү баа бересиз. 2050-жылдан кийин "водороддук" Европадагы адамдар.

Суутектин тыгыздыгы анын химиялык жана физикалык касиеттери менен бирге суутек энергиясын өнүктүрүүнүн алдында турган проблемалардын кийинки блогу болуп саналат. Анын үстүнө, блок күчтүү - бул көп жагынан 1974-жылы Европада биринчи жолу күчөгөн бул темага кызыгуу жарым академиялык деңгээлден чыкпай калганына дал ошол себеп болгон. Бул так 1974-жылы, башкача айтканда, дал ошол дүйнөлүк мунай кризисинин учурунда болгон, ал окуядан ушул күнгө чейин аман калгандардын чачы тиккен. Эске салсак, 2020-жылдагы азыркы кризис суроо-талаптын төмөндөшүнөн жана анын натыйжасында баанын эки эсеге төмөндөшүнөн келип чыккан жана азыр белгилүү болгондой, төмөндөө 3-4 айга ушунчалык олуттуу болуп чыкты. Ал эми 1974-жылы Европада мунайдын баасы 3-4 эсе өскөн, бирок ал эч качан төмөндөгөн эмес, ошондуктан Европада мунай импортуна көз карандылыктан кутулуу үчүн гана каалаган технологияга даяр болушкан. Башка варианттардын арасында суутек энергиясы да каралып, бирок андан кийин кароонун өзүнөн башка эч кандай кесепеттер болгон жок. Суутек, сиз билгендей, Ааламдагы эң кеңири таралган химиялык элемент, анын затынын 92% андан турат, бирок Жер планетасында анын таза түрүндө ал жөн эле жок - ал химиялык жактан активдүү болгондуктан, ал өз ара аракеттенет. укмуштуудай жеңил жана ылдамдык менен башка ар кандай химиялык зат менен. Ошондуктан, бул газды сактоо үчүн шарттар өтө жогору - суутек аны сактоо үчүн контейнерлер жасалган бардык материалдар менен өз ара аракеттенет. Албетте, Европанын газ өткөргүч жана газ бөлүштүрүүчү системаларын түзгөн ар кандай куурларда да абал ушундай. Бар болгон түтүктөр суутекти ташуу жана бөлүштүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн деген кыялдардын илимий-техникалык жактан эч кандай негизи жок - агып кетүүдөн улам болгон жоготуулар бул түрдөгү ар кандай долбоорду экономикалык мааниден ажыратат, түтүктөрдүн ички бети сөзсүз түрдө 200 миң сомго чейин бузулат. кызматтан толук чыгуу. Айтмакчы, «Газпром» буга чейин тиешелүү изилдөөлөрдү жүргүзгөн, натыйжасы жашыруун эмес: Түндүк жана Түркия агымдарын кошпогондо, жаратылыш газына суутек 30%дан ашпаса, башка бардык түтүктөр жакшы иштейт. "деңиз" түтүктөрү 70% га чейин чыдайт. Алардын газ түтүктөрүн мындай текшерүү Европада болгонбу же жокпу, эч кандай маалымат жок жана Газпром жыйынтыкка абдан ыраазы, анткени компаниянын адистери Япониядан алынган маалыматтарга таянышат. Газ электростанцияларынын отун аралашмасындагы 20% суутектин көлөмү бардык жабдууларды кайра жабдууга триллиондогон инвестицияны талап кылбаган деңгээл жана көмүр кычкыл газынын эмиссиясын азайтууда өтө байкаларлык натыйжа берген деңгээл. азот оксиддерин чыгаруу».

Бензин же суутек?

Суутекти сактоонун жаңы технологиялары жөнүндөгү окуяга өтүүдөн мурун, биз, квалификациялуу керектөөчүлөр, буга чейин эле пайда болгон, акырындык менен саны өсүп жаткан суутек унааларына токтолбой коё албайбыз. Баштоо үчүн, келгиле, жеңил унаанын ээси стандарттуу 50 литрлик бензин багын “сыктырып” канча жылуулук ала аларын эсептеп көрөлү. Бир килограмм бензиндин салыштырма күйүү жылуулугу 43,6 МДж, дизелдик отундун бир килограммынын күйүүдөгү салыштырма жылуулугу 42,7 МДж, ошондуктан биз оңой эле орточо 43,0 МДжга жете алабыз. Бензиндин тыгыздыгы литрине 710 грамм, дизелдик күйүүчү майдын (жайкы) тыгыздыгы литрине 850 грамм, орточо 780 грамм, башкача айтканда, жеңил унаалардын 50 литрлик цистерналарында орточо эсеп менен 1677 МДж «катылган. ", бул бизге шаардык шарттарда 500-600 км чуркоо менен камсыз кылат. Ал эми нормалдуу атмосфералык басымда 50 литр суутек, мени кечирип коюңуз, 5 грамм жана ошого жараша 0,65 МДж, бул салттуу күйүүчү майы бар резервуардагыдан 2500 (эки миң беш жүз, катасы жок) эсе аз. Пробег кандай болот же тагыраак айтканда, "жөрмөлөп", бул учурда - биз аны өзүңүз эсептеп чыгууну сунуштайбыз, бирок 200 метрден ашык жол башталгычта күйүүчү майдын ашыкча чыгымдалышын эске албаганда да иштебейт. Демек, эч кандай варианттар - резервуарда суутек көбүрөөк болушу керек жана буга жетишүүнүн эң ачык жолу - басымды жогорулатуу. Биз басымды жогорулатабыз - мындай резервуар жасалган материалга талаптар да жогорулайт. Талаптар эки эселенген, анткени басымга туруштук берүү үчүн күч гана эмес, ошондой эле суутектин реактивдүүлүгүнө туруштук берүү, агып кетүүдөн качуу жөндөмдүүлүгү керек. Мезгилдик таблицада суутек ардактуу саны 1ге ээ, башкача айтканда, ал көлөмү боюнча да эң кичинекей атом, ошондуктан, жогорку басымда бул газ резервуардын ички бетиндеги эң кичинекей кемчиликтер аркылуу "качууну каалоону" күчөтөт.

Россияда 200 атмосфера басымы астында суутек менен баллондорду белгилөө үчүн стандарт кабыл алынган:

Кочкул жашыл, жазуусу кызыл, бирок 200 атмосфера өтө аз, бул басымда 1 кг суутек сактоо үчүн 56,3 литрлик баллон керектелет. Газ түрүндөгү суутекти сактоо үчүн технологияларды өнүктүрүүнүн кийинки кадамы - титандан жасалган цилиндрлер, алар буга чейин 400 атмосферага туруштук беришкен, бирок иштеп чыгуучулар муну менен эле токтоп калышкан эмес.

Япония жеңил салмактагы суутек унаалары боюнча дүйнөдө лидер болгондуктан, мисалы, Toyota компаниясынын суутек багын алалы:

Бардык цифралар ачык-айкын көрүнүп турат - танк 700 атмосферага ылайыкталган. Материал композиттик материалдар болуп саналат, алар химиялык жактан өтө туруктуу болгондуктан, алар суутектин болушуна такыр реакция бербейт, танктын күчү эсептелинет жана ок атуучу куралдын окторунун түздөн-түз соккусуна чейин камсыз кылынат, ал эми танк туруштук бере албаса. ички басым, ал суутектин бүт көлөмүн заматта бошотууну камсыз кылуу, бүт корпусту бойлото "ачылып". Бул абада анын жогорку концентрациясын алдын алуу үчүн жасалат - суутек жеңил, басымдын кескин төмөндөшү менен, ал жерден жана адамдардан өйдө көтөрүлөт. Себеби, балким, баарына белгилүү - кычкылтек менен суутектин аралашмасы өрт коркунучу гана эмес, ал тургай, суутектин концентрациясы жогору болсо, жарылуу коркунучу бар. Жапон автоөндүрүшчүсү тарабынан буга чейин топтолгон эксплуатациялоо тажрыйбасы кырсыктын деңгээлин аныктаган эмес, андыктан көйгөйлөр, эгер бар болсо, психологиялык жактан гана мүнөздөлөт - айдоочу жана унаанын жүргүнчүлөрү өздөрүн канчалык ыңгайлуу сезишет, анткени алардын жанында бир жерде контейнер бар экенин билишет. 700 атмосфера, анын ичинде жарылуучу зат бар. Бирок бул да салттуу суюк мотор отундарынан ашкан көрсөткүчтөрдү бербейт: 700 атмосферада суутектин энергетикалык тыгыздыгы 1 литрге 4,4 МДж, ал эми бензиндин литри 1 литрге 31,6 МДж түзөт. Дагы бир жолу, жай: 700 атмосфера, резервуардын жогорку технологиялык материалы, бирок натыйжасы эң салттуу бензинге караганда 7, 7 эсеге төмөн. Ооба, бул чындап эле көмүр кычкыл газынын пайда болушун азайтат, бирок күйүү температурасынын жогорулашына байланыштуу азот оксиддеринин пайда болушу көбөйөт. Ошол эле учурда бензинге жана дизелдик отунга экологиялык талаптар жогорулап жатканын, Евро-5 стандарты киргизилгенин эстен чыгарбоо керек, бирок химик-технологдор бул талаптарды ийгиликтүү аткарып жатышат – мисалы, 2020-жылдын июль айында Газпром Нефть Евро-5 алкагында модернизациялоо «Москва нефтини кайра иштетүүчү завод. Бул, албетте, арзан ырахат эмес, бирок бул инвестиция суутек менен иштеген жүргүнчүлөрдү ташуучу унааларды массалык түрдө ишке киргизүү үчүн талап кылынгандан бир нече эсе аз. Жогоруда айтылгандардын негизинде, өнөр жайлык көлөмдө таза газ түрүндөгү суутектин ташуу деген эмне экенин, унаалар үчүн суутек куюучу станциянын жабдыктарына кандай акчалар куюлганын - басым, суутектин реактивдүүлүгү, агып кеткен учурда өрт коркунучун элестетүү жетиштүү. агып кетүү коркунучу көп.

Суутек суюк болушу мүмкүн, бирок аны ким оңой алат?

Жана, балким, суутекке карата акыркы "керектөөчү", ал да жалпысынан алганда, "абада илинип турат": эгерде суутекти газ катары сактоодо жана ташууда баары ушунчалык татаал жана кымбат болсо, анда аны так аткарууга болобу? аны менен да ушундай эле?.. Жаратылыш газы жөнүндө эмне айтууга болот, эгерде аны керектөөчүлөргө трубопроводдор аркылуу жеткирүү - суюктукка айландыруу мүмкүнчүлүгү жок болсо? Мындай технология дагы бар, суутек суюктукка айланган температура гана нормалдуу басымда Цельсий боюнча «минус» 252, 76 градус болот. Жаратылыш газы минус 161 градуста суюктукка айланаарын эске сала кетели, бирок бул LNG тармагын табигый газ тармагына байланыштуу эң жогорку технологиялуу деп эсептөө үчүн жетиштүү. Суутек учурда СУГГга караганда 90 градус төмөн температурага жетүү талап кылынат, ал эми төмөнкү сызык таасирдүү эмес - нормалдуу басымда суюк суутектин тыгыздыгы бир куб метрге 77 килограммды түзөт. Салыштыруу үчүн, ошол эле шарттарда LNG тыгыздыгы 7,8 эсе жогору, болжол менен 600 кг куб метр. Ошентип, суутекти суюлтуу суюк суутек менен контейнерлерде жогорку басымды кармап туруу зарылчылыгы менен, аны өндүрүү үчүн бир нече эсе көп чыгымдар менен суюктукту өндүрүүгө караганда күчөйт - антпесе, аны ташуу жана сактоо үчүн чоң көлөмдөгү контейнерлер болот. талап кылынат, мында, биз эсибизде, криогендик температураны сактоо зарыл … Суюк водородду сактоо үчүн жогорку сапаттагы болот колдонулат, резервуарлар суюк суутек үчүн жакшы фильтрлер жана атайын жасалган үлгү алгычтар менен жабдылган жана, албетте, жогорку эффективдүү жылуулук изоляциялоо системасы. Эгерде чоң сыйымдуулуктагы резервуарларда бууланууну болтурбоо мүмкүн эмес болсо, анда унаалар үчүн цистерналар менен буулануу жоготуулары түздөн-түз унаа ээсинин капчыгына тийет, ошондуктан бул жерде талаптар дагы жогору. Бүткүл планетадан алдыда BMW турат, анын адистери BMW Hydrogen 7 үчүн суюк суутек үчүн 74 литрлик резервуарды иштеп чыгышты, анын буулануудагы жоготуулары суткасына болгону 1,5% түзөт. Абсолюттук сандарда - суткасына 1, 1 литр суюк суутек толук резервуардан изи жок жоголот.

Корутундулар, биздин оюбузча, абдан ачык-айкын.

Электр станцияларында жаратылыш газы менен водороддун аралашмасынын ордуна таза водородду пайдалануу - иштеп жаткан электростанцияларды кайра жабдууга миллиарддаган долларлык салымдарды жана жацыларын курууга жогорку баа беруу жолу. Көмүртектен да адамдын ден соолугу үчүн коркунучтуу болгон азот кычкылдарынын эмиссиясынын өсүшүнө жол бербөө үчүн ТЭЦтин мешине таза кычкылтек менен камсыз кылуу максатында атмосфералык абаны бөлүп алуу зарылчылыгына байланыштуу да нарк өсүп жатат. диоксид.

Унаалардын кыймылдаткычтарында суутектин күйүшү көмүр кычкыл газынын өндүрүшүн азайтат, бирок азот кычкылынын өндүрүшүн көбөйтөт. Таза водородду иштеп жаткан газ проводдору аркылуу беруу мумкун эмес, алар таптакыр жаны «водородду ташуу» жана «водородду белуштуруу» системаларын курууну талап кылат. Суутекти газ абалында сактоо жана пайдалануу композиттик материалдардан ар кандай сыйымдуулуктагы резервуарларды - электр станцияларында да, авто же башка транспорттор үчүн цилиндрлерде да жасоону талап кылат. Суутекти суюк формада сактоо жана колдонуу так ошондой талап кылынат, бирок криогендик температура диапазонунда иштөөгө тийиш.

Кыскасы, ар бир сөз айкашынын аягында бир дагы логикалык уландысы жок: «Бул чоң инвестицияны талап кылат».

Күнүмдүк жашоодо, ашканаларда суутекти колдонуу атмосфералык абада анын күйүү процессинин физикалык жана химиялык мүнөздөмөлөрүнөн улам мүмкүн эмес, ошондуктан жаратылыш газын четке кагуу үчүн электр энергиясын 100% колдонууга өтүүнү талап кылат. турак-жай фондусу.

Анда эмне үчүн ЕБ жана анын айрым өлкөлөрү казылып алынган отундарды толугу менен жок кылып, суутек энергиясына өтүүнү чечишти? Суроо ушунчалык кызыктуу болгондуктан, ал өзүнчө макалага татыктуу.

Бирок «суутектин өтүшүн» техникалык жактан алганда толук утопия деп эсептештин кажети жок, анткени илимпоздор, конструкторлор жана инженерлер бош жүрбөй, суутекти экономикалык жактан максатка ылайыктуу кылуу үчүн көп аракеттер көрүлүүдө. Таш доорунан коло дооруна өтүү таштар түгөнүп, атчан транспорт тарыхта калгандыктан, сулунун жоктугунан эмес, унааларга орун бошоткондуктан болгон эмес - экөө тең себеп. учурларда технологиялык ачылыш болду.

Бирок суутек отун клеткасы деген эмне, атомдук энергиянын суутек энергиясы менен кандай байланышы бар, бул жолу да эмес.