Американский институт нефти провел исследования в Соединенных Штатах, которые установили, что нефть в 43% случаев используется как источник энергии для транспортной отрасли. Кроме того, известно, что около 95% современных месторождений нефти исчерпаются через 50-60 лет. Всю же нефть на планете человечество израсходует в течение текущего столетия.
Исходя из таких неблагоприятных прогнозов, проблема поиска альтернативы нефти заостряется. В первую очередь необходимо решить проблему нехватки продуктов переработки нефти, таких как дизельное топливо и бензин.
Одним из веществ, которое могло бы эффективно заменить бензин и дизельное топливо является водород. В пользу водорода можно привести несколько фактов. Поскольку водород является составной часть воды, то его запасы на нашей планете неисчерпаемы. Энергопотенциал водорода более чем в три раза превосходит бензин. При использовании водорода в качестве топлива не выделяется вредных веществ, загрязняющих природу. Результат горения водорода – пар или вода.
Удивительно, но впервые в качестве источника энергии водород попытались использовать сразу после окончания Второй мировой войны. Это была эпоха зарождения ракетостроения, и поиск высокоэффективного по энергетическим показателям топлива был особенно актуален. Водород пытались использовать как топливо для реактивных двигателей, им интересовались и военно-морские силы.
Попытки найти применение водороду окончились безрезультатно, хотя над этой проблемой работали лучшие умы ведущих государств.
Новая веха в развитии водородной энергетики приходится на 70-е годы прошедшего столетия. Именно в это время грянул нефтяной кризис. К решению проблемы были подключены многочисленные научно-исследовательские центры и институты, государственные и частные организации.
Активные исследования ведутся крупнейшими автопроизводителями, например, такие гиганты своей отрасли как Honda, Toyota, Mazda, Ford и концерн General Motors в течение последних нескольких лет обозначили направление своей деятельности в сторону активного изучения, создания и реализации проектов автомобилей, работающих на водороде. В ходе таких программ были произведены многочисленные опыты со стандартными двигателями внутреннего сгорания, работающими на водороде и специальными автомобилями, которые используют так называемые топливные элементы. Однако, не смотря на огромные финансовые и ресурсные вливания, широкого распространения водородные автомобили на сегодняшний день не получили. Хотя все чаще и чаще на дороге можно заметить автомобили с надписями «hybrid» или буквой «H» на кузове, что говорит об использовании комбинированной (ДВС + электродвигатель) силовой установки на автомобиле. Стоимость подобных автомобилей гораздо выше их аналогичных образцов, работающих только на бензине. Даже при массовом выпуске водородных автомобилей их стоимость будет высокой – порядка 70-90$ за кВт используемой энергии. В настоящее время в лабораторных условиях на опытных экземплярах зафиксирован минимум в 290$ за кВт.
Одним из дополнительных задерживающих факторов для производства водородных автомобилей, помимо высокой цены, является и производство самого топлива – водорода. В настоящее время число предприятий по производству водорода не сможет удовлетворить водородом хотя бы 10% отрасли автомобилестроения, учитывая тот факт, что при расчете учитывалось производство водорода исключительно для транспорта.
Если приравнивать количество энергии водорода и бензина, то получается, что стоимость производства водорода будет в четыре раза превышать стоимость получения бензина.
Сейчас наиболее эффективным источником водорода служит метан. Организация такого производства минимальна с точки зрения финансов. Сегодняшние методы получения водорода из воды очень дорогие.
Внедрение водородной энергетики очень серьезная с инженерной точки зрения тема. Помимо увеличения числа производств водорода необходимо построить сеть водородных заправок, проработать вопросы логистики. Аргоннская национальна лаборатория провела исследования в этой области и вердикт её трудов таков: понадобится около 600 млрд $ для покрытия сетью водородных заправок территории лишь одних только Соединенных Штатов.
Помимо многочисленных плюсов и минусов внедрения водорода в повседневную жизнь есть одни нюанс – повышенная взрывоопасность этого вещества. Многие лаборатории, например, National Hydrogen Association, практически доказали то, что опасность водорода не намного превышает показатели бензина в этом вопросе.
На данном этапе развития человечества и технологий полноценный переход на водородную энергетику экономически неоправдан. Возможно, что за то время, пока человечество активно использует нефть, ученые и исследователи предложат дешевые методы получения водорода, упрощение строительства заправочных сетей и производств, хранения и транспортировки.
{odnaknopka}