Переходный этап на пути к новой энергетике, основанной на водороде

Вокруг светаHi-Tech

Новый газ

Весь мир ускоренными темпами внедряет электромобили, солнечные и ветряные электростанции. Но очень вероятно, что все эти технологии – лишь переходный этап на пути к новой энергетике, основанной на водороде

Текст: Александр Сергеев

Автомобильный мир готовится к отказу от двигателя внутреннего сгорания

Автомобильный мир готовится к отказу от двигателя внутреннего сгорания (ДВС). С 2025 года Audi прекращает разработку бензиновых машин. Volvo и MercedesBenz завершат их производство в 2030 году. Volkswagen – к 2035-му. А Норвегия объявила, что уже с 2025 года в стране запрещается продажа новых машин с ДВС.

У электромобилей много преимуществ: они проще в обслуживании, быстрее разгоняются, меньше шумят, а главное, не выбрасывают в атмосферу углекислый газ, вызывающий глобальное потепление климата. И все же сами электромобили не гарантируют перехода к устойчивому развитию нашей технологической цивилизации. Вероятно, это лишь промежуточная, переходная технология, на смену которой вскоре придет другая – водородная.

Запасы электричества

Сегодня электричество, которым заряжают электромобили, по большей части вырабатывается на тепловых электростанциях. Так что выбросы CO2 не прекращаются, а лишь снижаются, поскольку у современных парогазовых установок КПД раза в два выше, чем у автомобильного двигателя.

Для полного избавления от выбросов CO2 надо повсеместно отказаться от сжигания ископаемого топлива. Такую возможность дает атомная энергетика, но доверие к ней упало после аварий в Чернобыле и на АЭС «Фукусима-1». Поэтому упор делается на развитие возобновляемых источников энергии.

Совокупная мощность солнечных и ветряных электростанций растет в мире на 15–20% в год. Они уже дают 8% глобального производства электричества, а в некоторых европейских странах – более 30%. Однако солнце и ветер – нестабильные источники энергии, зависящие от погоды и времени суток. Чтобы уйти от ископаемого топлива, надо энергию сохранять про запас, а с этим пока проблемы.

Типичная батарея электромобиля весом полтонны хранит около 100 киловатт-часов энергии – примерно как 10 литров бензина. Понадобилось бы 20 млн таких батарей, чтобы держать месячный запас электроэнергии для Москвы, – по две штуки на каждого жителя. Их бы хватило, чтобы сложить пирамиду Хеопса. И стоила бы такая батарейка как все российские атомные электростанции, вместе взятые.

Типичная батарея электромобиля хранит около 100 киловаттчасов энергии – это примерно как 10 литров бензина

Подсмотрено у природы

Подход к решению этой проблемы подсказывает сама природа. За счет фотосинтеза растения запасают солнечную энергию в химической форме, и потом она расходуется по мере необходимости. Кстати, наше ископаемое топливо – это тоже древняя органика, захороненная в осадочных породах. Биохимики давно пытаются реализовать искусственный фотосинтез. А естественный тем временем используется для производства биотоплива. И не страшно, что при сгорании этанола, биодизеля и биогаза выделятся CO2, ведь он не добыт из-под земли, а захвачен растениями из воздуха, куда и возвращается. Вот только справиться с нестабильностью солнечно-ветровой энергетики биотопливо не особо помогает: в нем не получается аккумулировать электроэнергию.

Однако не обязательно во всем повторять природу и запасать энергию в форме органики. Технологически удобнее использовать для этого чистый водород, получая его электролизом воды, то есть ее разложением на элементы под действием электрического тока. Обратную задачу решают топливные элементы, в которых водород, окисляясь, сразу дает электроэнергию, причем без горения и подвижных механических деталей. При этом в атмосферу выделяется лишь безвредный водяной пар.

Производить водород из воды можно там, где есть избыток чистой энергии – возле крупных ГЭС, офшорных ветропарков или в пустынных районах и на южных склонах гор, где максимально эффективны солнечные батареи. К месту использования его можно доставлять как обычное топливо. При этом водород универсален: можно не только получать из него электроэнергию, но и использовать его для отопления, в двигателях, в химической промышленности. Все это выглядит очень элегантно, но на практике оказывается несколько сложнее.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Часы войны Часы войны

Именно войнам мы обязаны появлением наручных часов

Вокруг света
Весь мир - театр: маски, которые носят знаки зодиака Весь мир - театр: маски, которые носят знаки зодиака

Что скрыто под маской знаков зодиака

Cosmopolitan
Маэстро механики Маэстро механики

Самоучка-часовщик, который идет наперекор правилам и создает драконов и фей

Вокруг света
«Муж начал рыдать на моих родах, и мне пришлось его выгнать из палаты» «Муж начал рыдать на моих родах, и мне пришлось его выгнать из палаты»

Иногда успокаивать приходится вовсе не рожениц, а будущих отцов

Psychologies
Машина желаний Машина желаний

Фантастический рассказ о том, что бы было, если бы существовала машина желаний

Вокруг света
Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор Зачем российским учёным виртуальный ядерный реактор

НИЯУ МИФИ разрабатывают комплексный цифровой двойник учебного ядерного реактора

Популярная механика
Невидимый остров Невидимый остров

Куда только не занесет нас, друзья мои, Муза Дальних Странствий

Вокруг света
10 правил для первого секса с новым партнером 10 правил для первого секса с новым партнером

Первый секс с новым любовником всегда волнителен

Psychologies
Первый телефон Первый телефон

В начале XIX века в жизнь человечества вошел электрический телеграф

Вокруг света
Странное поведение истребителя F-35: почему пилотам становится плохо? Странное поведение истребителя F-35: почему пилотам становится плохо?

Необъяснимые случаи ухудшения самочувствия пилотов в ходе испытаний F-35

Популярная механика
«…Страдающему от голода и болезней народу России» «…Страдающему от голода и болезней народу России»

Иностранная помощь голодающим в Поволжье в 1921–1923 годах

Дилетант
Хвостик на контроле. Скандалы из-за «внешнего вида» школьников напоминают взрослым о базовых свободах Хвостик на контроле. Скандалы из-за «внешнего вида» школьников напоминают взрослым о базовых свободах

Школьные скандалы из-за «внешнего вида учащихся» стали нормой для начала осени

СНОБ
Двухсотлетний Тарас Двухсотлетний Тарас

Что не так в гоголевской хронологии истории Тараса Бульбы

Дилетант
Ревела, орала, напилась: как я приняла свой диагноз и вылечилась от рака груди Ревела, орала, напилась: как я приняла свой диагноз и вылечилась от рака груди

Наша героиня рассказала о своем опыте борьбы с раком молочной железы

Cosmopolitan
Город бомбы Город бомбы

Из истории американского атомограда

Вокруг света
Дима Зицер: «Будьте на стороне ребенка, даже когда тот не прав» Дима Зицер: «Будьте на стороне ребенка, даже когда тот не прав»

Как помочь детям верить в себя и избежать провалов в воспитании?

Psychologies
Уик-энд среди звезд Уик-энд среди звезд

Именно космический туризм может вдохнуть жизнь в пилотируемую космонавтику

Вокруг света
Ламинария – суперфуд Ламинария – суперфуд

Ламинария – бурая морская водоросль, богатый источник йода и цинка и еще кое-что

Здоровье
Занимательная критика Занимательная критика

Остатки древней цивилизации: встреча с настоящими минойцами на острове Крит

Вокруг света
Дым, в котором я живу Дым, в котором я живу

Если есть в кармане пачка сигарет — значит все плохо

Men’s Health
Одомашнивание: новый цикл Одомашнивание: новый цикл

До конца нынешнего десятилетия произойдет очередная революция

Популярная механика
Месячные в 20, 30, 40 лет: что нормально, а что должно насторожить Месячные в 20, 30, 40 лет: что нормально, а что должно насторожить

Выясняем, как должны протекать месячные в разном возрасте

Cosmopolitan
Литовцы или литвины? Литовцы или литвины?

Кто в большей степени имеет право считаться наследниками Великого княжества?

Дилетант
Настройки яркости Настройки яркости

Что нужно делать родителям, чтобы их ребенок стал талантливым?

Harper's Bazaar
Вооружение Вооружение

Первая часть ответов на вопросы о вооружении стран времен Второй мировой войны

Дилетант
5 секретов красоты японок, которые позволят тебе выглядеть моложе 5 секретов красоты японок, которые позволят тебе выглядеть моложе

Выглядеть моложе своего возраста — одна из особенностей азиатской красоты

VOICE
Бытовая магия: как справиться с бессонницей Бытовая магия: как справиться с бессонницей

Ритуал для входа в изумрудный сон

Cosmopolitan
«Дочь должна замаскировать татуировку или съехать из моего дома» «Дочь должна замаскировать татуировку или съехать из моего дома»

Родители не могут смириться с тем, что их дети принимают собственные решения

Psychologies
Французская писательница Кристин Анго издала серию книг об инцесте с отцом Французская писательница Кристин Анго издала серию книг об инцесте с отцом

Французская писательница Кристин Анго написала серию книг об инцесте

Cosmopolitan
Иглы, таблетки, операции, развод: как певица похудела на 50 кг ради роли мечты Иглы, таблетки, операции, развод: как певица похудела на 50 кг ради роли мечты

Своей личной историей похудения поделилась певица и актриса Наталья Сидорцова

Cosmopolitan
Открыть в приложении