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

Два герцога: Ришельё против Бэкингема Два герцога: Ришельё против Бэкингема

Противостояние Англии и Франции в XVII веке — это ещё и противостояние министров

Дилетант
Улица как место для современного искусства. Куратор Николай Палажченко о стрит-арте, вандализме и дворниках Улица как место для современного искусства. Куратор Николай Палажченко о стрит-арте, вандализме и дворниках

Во дворе Музея Москвы появилась новая работа художника Романа Ермакова

СНОБ
Второе отречение Второе отречение

Наполеон умудрился отречься от власти дважды

Дилетант
Крах BlackBerry и триумф Apple: как гибкость мышления помогает предпринимателям создавать великие компании Крах BlackBerry и триумф Apple: как гибкость мышления помогает предпринимателям создавать великие компании

Отрывок из книги Адама Гранта «Подумайте еще раз» — как научиться мыслить гибко

Inc.
Уроки на экваторе Уроки на экваторе

Месяц в деревне в Кении глазами волонтера-учительницы из России

Вокруг света
Метаанализ заставил медиков усомниться во вреде насыщенных жирных кислот Метаанализ заставил медиков усомниться во вреде насыщенных жирных кислот

Высокие уровни насыщенных жирных кислот связаны с уменьшением риска смерти

N+1
Уик-энд среди звезд Уик-энд среди звезд

Именно космический туризм может вдохнуть жизнь в пилотируемую космонавтику

Вокруг света
Десятки миллионов продаж и минималистичный дизайн для родителей: почему переноска-«кенгуру» BabyBjörn стала популярной Десятки миллионов продаж и минималистичный дизайн для родителей: почему переноска-«кенгуру» BabyBjörn стала популярной

BabyBjörn осмыслила дизайн детских товаров так, чтобы они нравились родителям

VC.RU
Соседи из будущего Соседи из будущего

Профессии, которые в будущем могут принадлежать роботам

Вокруг света
Как перестать быть вежливым и полюбить безумное порно Как перестать быть вежливым и полюбить безумное порно

О реконструкции непристойности в фильме Раду Жуде «Безумное кино для взрослых»

Weekend
Великое нашествие Великое нашествие

Вторжение монголов обратило русских государей в деспотов ордынского типа

Дилетант
«Вот тропа, бегите!»: зачем красноярец каждый год проводит спортивный марафон, который обходится в миллион рублей «Вот тропа, бегите!»: зачем красноярец каждый год проводит спортивный марафон, который обходится в миллион рублей

Как устроить спортивный марафон и почему этим можно заниматься в убыток

VC.RU
Город бомбы Город бомбы

Из истории американского атомограда

Вокруг света
Лишения с рождения: что запрещено есть королевским детям Лишения с рождения: что запрещено есть королевским детям

Что и как едят королевские дети?

Cosmopolitan
Часы войны Часы войны

Именно войнам мы обязаны появлением наручных часов

Вокруг света
От почтовых голубей до смарт-часов: как развивалась связь От почтовых голубей до смарт-часов: как развивалась связь

Как начиналась история связи?

Популярная механика
Машина желаний Машина желаний

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

Вокруг света
Из оптически левитирующих частиц предложили сделать гироскоп Из оптически левитирующих частиц предложили сделать гироскоп

Физики изучили поведение левитирующей в оптическом пинцете микрочастицы

N+1
Остановись, мгновенье Остановись, мгновенье

Спустя 2500 лет атлет остается одним из самых мощных образов в истории искусства

Вокруг света
«Неподражаемый песенный каталог»: как стриминг помог Universal Music Group вырасти в шесть раз за восемь лет «Неподражаемый песенный каталог»: как стриминг помог Universal Music Group вырасти в шесть раз за восемь лет

Как Universal Music Group удалось выйти на биржу

VC.RU
Здесь был Чехов… Здесь был Чехов…

Антон Павлович Чехов и его дом на Грачёвке, ныне Трубной улице

Дилетант
Холодные молекулы в трехмерном газе защитили с помощью электрического поля Холодные молекулы в трехмерном газе защитили с помощью электрического поля

Изучение квантовых газов открывает дорогу к наблюдению необычных эффектов

N+1
Лошадь, которой нет Лошадь, которой нет

В центрах реинтродукции лошади Пржевальского занимаются исправлением ошибок

Вокруг света
Спорт, музыка, танцы: как можно без насилия Спорт, музыка, танцы: как можно без насилия

Результата в спорте и музыке можно достичь только через страдания?

Домашний Очаг
Тайный план Гельмута Коля Тайный план Гельмута Коля

26 ноября 1989 года в маленьком местечке в Пфальце вершилась история

Дилетант
Самые известные, но закрытые проекты Google Самые известные, но закрытые проекты Google

Продукты компании Google, о чьем закрытии многие до сих пор жалеют

Maxim
Сибирские арктические собаки скрестились со степными и научились пасти оленей Сибирские арктические собаки скрестились со степными и научились пасти оленей

Генетики исследовали происхождение ненецких лаек

N+1
Дмитрий Бертман: Дмитрий Бертман:

Режиссер Дмитрий Бертман — о работе в театре, "Геликон-опере" и спектаклях

Караван историй
7 мужских способов справиться с осенней хандрой 7 мужских способов справиться с осенней хандрой

Врачи советуют, как справиться с сезонной депрессией

Maxim
Ландшафт Марса может защитить колонистов от смертоносного излучения Ландшафт Марса может защитить колонистов от смертоносного излучения

Особенности марсианского рельефа могут существенно понизить угрозу облучения

Популярная механика
Открыть в приложении