Водень проти нафти

Водород проти нефти

США є найбільшим споживачем нафти у світі і його найбільшим імпортером. За даними Американського інституту нафти, 43% нафтопродуктів використовують у ролі палива для автомобілів. Тому наголос робиться до пошуку речовини, здатного замінити традиційний бензин. Американський інститут нафти також прогнозує, що 95% доступних джерел нафти у світі вичерпаються у найближчі 56 років, решта 5% вичерпаються через 88 років. Отже, людству дано максимум 30…50 років, щоб знайти заміну традиційної нефти.

Ричард Кэммак, автор дослідження «Водень як паливо», вважає, що водень потенційно може бути ідеальним паливом. Зокрема, що у природі існує такий механізм — відомі бактерії, використовують водень як єдиного джерела енергії. Водень набув значного поширення Землі, його не так важко добувати (із води водень видобувається з допомогою реакції електролізу), зберігати і перевозити. З водню можна провести втричі більше енергії, ніж із аналогічного кількості бензину. Водень дуже вибухонебезпечне, але, за даними National Hydrogen Association, ймовірність вибуху водню не вище ймовірності вибуху бензину. Останні десятиліття на дослідження, у цій галузі державні та приватні організації США витратили більш 15 млрд долл.

По даним Центру технологій та політики у сфері національної стратегії безпеки США, перші дослідження з використанню водню були розпочаті 1944 року, та його курировало міністерства оборони США, що було зацікавлене у створенні водневого палива для ракет. У 1950;ті роки були спроби побудувати реактивні літаки на водневих двигунах. У 1970;ті роки, коли у світі вибухнув безпрецедентний нафтової криза, аналогічні дослідження став проводити флот США. Всі ці експерименти закінчилися неудачей.

Подобные дослідження нині активно проводять автомобілебудівні компанії. Honda Motor, General Motors, Ford Motor, Mazda, Toyota, DaimlerChrysler почали випуск експериментальних автомобілів, працівників водневих двигунах (США їх називають «автомобілі на паливних елементах» — fuel-cells cars). Паливні елементи, винайдені більш як півтори століть тому, це електрохімічні устрою, які отримують електроенергію з допомогою реакцій взаємодії водню і кисню. Єдиним викидом, що утворюється внаслідок роботи подібних двигунів, є вода. Останніми роками вартість паливних елементів значно знизилася. За оцінками Rocky Mountain Institute, 1998 року, коли створили перший сучасний паливний елемент, його собівартість становила кілька тисяч доларів на кіловат. Нині впала до 500…800 долл., і якщо буде розпочато масове виробництво подібних пристроїв, то ціна впаде до 50…100 долл. за киловатт.

Власти США створили також кілька програм, які заохочували американців пересаджуватися на «екологічні» автомобілі - приміром, федеральна влада та влади деяких штатів надають їм значні податкові пільги. Зусилля робляться на рівні окремих штатів. Каліфорнія, у якій традиційно найвищі ціни на всі бензин США, планує протягом найближчих кількох років створити «водневі автомагістралі» — з мережею АЗС, у яких буде продаватися водневе паливо. Муніципалітети у містах, чиї жителі потерпають проблеми в місці для паркування, створюють спеціальні стоянки, призначені лише заради таких автомобілів. Пільги надаються компаніям, що створює станції заправки альтернативним топливом.

Однако і сьогодні немає жодних гарантій, що США зможуть позбутися нафтової залежності, роблячи ставку водневе паливо. Сьогодні, в значно більше виграшному становищі перебувають «гібридні» автомобілі - поєднують у собі традиційні бензинові і електричні двигуни. За оцінками Джозефа Ромма, колишнього помічника міністра енергетики США, автора книжки «Водневе окозамилювання», швидше за все, автомобілі, працівники водні, досягнуть показників (вартість машини, вартість однієї заправки, рівень безпеки, кількість шкідливих викидів тощо.), що нині демонструють гібридні автомобілі (наприклад, Toyota Prius) не раніше 2030 года.

Современный рівень розвитку технологій Демшевського не дозволяє використовувати водень ефективно. Виготовлення водневого палива для автомобілів нині у в чотири рази дорожче, ніж виробництво автомобільного бензину на кількості, достатньому для аналогічного кількості енергії. З іншого боку, залишається проблемою створення «водневої інфраструктури» — мережі заправних станцій та сервісних центрів необхідні обслуговування автомобілів працівників водневому паливі. По оцінкам Аргоннской національної лабораторії, США при цьому потрібно затратити більш 600 млрд долл.

Кроме того, водень вимагає особливо уважного звернення. У 2001 року Массачусетський технологічний інститут опублікував результати дослідження, за якими збереження і транспортування водневих автомобільних двигунів на 100 раз дорожче, ніж їх бензинових аналогов.

Исследование Каліфорнійського технологічного інституту показало, якщо водень стане популярним автомобільним паливом, його кількість у атмосфері значно збільшиться. Це можуть призвести до знищення озонового шару, защищающегося Землю від ультрафіолетового проміння, глобальному зміни клімату і активному розмноженню небезпечних мікробів. З іншого боку, водневі двигуни у процесі роботи виділяють набагато більше газів, що руйнують озоновий шар Землі (в частковості, оксидів азоту), ніж сучасні моделі традиційних бензинових автомобілів. До цього висновку 2003 року прийшли дослідники Массачусетського технологічного института Добывать водень із води дуже дороге, у США 95% водню виготовляються зі газу (метану). Це своє чергу, робить водневе паливо дорожче, ніж найдешевший сьогодні енергоносій — природного газу. Джозеф Ромм прогнозує, що й США перейдуть на водневі автомобілі, то замість залежність від постачальників нафти Сполучені Штати потраплять залежить від постачальників газа.

Впрочем, технологічні і екологічні перешкоди використання водню як палива є чимось унікальним. Колись схожі проблеми було у газу, бензину, і сонячної енергії. Приміром, минуло не більше двох десятиліть з початку виробництва сонячних батарей до виведення їх у рівень комерційної окупаемости.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.