Водневі паливні ракети, але що з потужністю для повсякденного життя?

Водневі паливні ракети, але що з потужністю для повсякденного життя? NASA розпочала всі свої космічні човни, використовуючи водень як паливо. НАСА, CC BY

Ви коли-небудь дивилися а запуск космічного човника? Паливо, яке використовується для відштовхування цих величезних споруд від гравітаційного тяжіння Землі, є Гідрування.

Водень також містить потенціал як джерело енергії для наших повсякденних занять - водіння, опалення наших будинків і, можливо, більше.

Цього місяця уряд федеральної коаліції відкрили громадські консультації про національну водневу стратегію. Праця також пообіцяла відкласти фінансування виробляти чистий водень. Засідання міністрів енергетики COAG у грудні 2018 року вказало сильна підтримка водневої економіки.

Але чи готова Австралія дослідити цю конкурентну альтернативу з низьким вмістом вуглецю для житлового, комерційного, промислового та транспортного секторів?

Є два ключові аспекти оцінки нашої готовності до водневої економіки - технологічний прогрес (чи можемо ми реально це зробити?) Та суспільне прийняття (чи будемо ми його використовувати?).

Чи достатньо зріла технологія?

Цикл водневої економіки складається з трьох основних етапів:

  • виробництво водню
  • зберігання та доставка водню
  • споживання водню - перетворення хімічної енергії водню в інші форми енергії.

Виробництво водню

Щоб водень став головним майбутнім паливом, електроліз води, ймовірно, є найкращим методом виробництва. У цьому процесі використовується електроенергія розщеплюються молекули води у водень (H₂) та кисень (O₂).

Ця технологія стає комерційно здійсненний коли електроенергія виробляється за відносно низьких витрат за рахунок поновлюваних джерел, таких як сонячної та вітрової. Витрати можуть знизитися ще більше, оскільки технологія виробництва стане більш ефективною.

Як створюється водень і використовується як джерело живлення.

Зберігання та доставка водню

Ефективне зберігання та доставка життєво важливі для безпечного та ефективного поводження з великою кількістю водню.

Оскільки водень дуже легкий, водень звичайно стискають при високому тиску або зріджують і зберігають при надзвичайно низькій температурі -253 ℃. Для здійснення цих кроків потрібні додаткові інвестиції в енергію, тому ефективність знижується до 40%. Але нинішнє зберігання та подача водню все ще покладається на цих двох технологіях - стисненні та зрідженні - оскільки вони підтверджені та підтримуються налагодженою інфраструктурою та досвідом.

Інший варіант, який досліджується (але потребує подальшої розробки) - поєднувати водень з іншими елементами, а потім випускати його, коли це потрібно для використання.

В даний час більшість автомобілів з водневими паливними елементами використовують резервуари, посилені вуглецевим волокном, для зберігання сильно стисненого водню. Вартість баків потрібно знизити, щоб зробити цей варіант економічнішим (зараз) понад кілька тисяч доларів США за одиницю).

Використання водню в якості палива

Існує два основні способи перетворення хімічної енергії водню в корисну енергію (електричну або теплову енергію). Обидва ці підходи виробляють воду як побічний продукт.

Примітивний і простий спосіб використання водню - спалити його для отримання тепла - так само, як ви використовуєте природний газ для приготування їжі та опалення у вашому домі.

A випробування заплановано для Південної Австралії має на меті генерувати водень, використовуючи поновлювану електроенергію, а потім вводити її в локальну газорозподільну мережу. Такий спосіб «змішування» газів дозволяє уникнути витрат на будівництво дорогої інфраструктури доставки, але понесе витрати, пов’язані з модифікаціями існуючих трубопроводів. Потрібне широке вивчення та тестування цієї діяльності.

При використанні у водневих паливних елементах енергія виробляється при взаємодії водню з киснем. Це технологія, яку використовують NASA та інші оператори в космічних місіях, а також виробники автомобілів у автомобілях з водневими паливними елементами. Це найсучасніший метод використання водню на даний момент.

Увімкніть звук для цього пуску, що працює на водень.

Це працює, але чи приймемо ми його?

Міркування щодо безпеки

Як паливо, водень має деякі властивості, які роблять його більш безпечним у використанні, ніж паливо, яке частіше використовується сьогодні, наприклад, дизель та бензин.

Водень нетоксичний. Він також набагато легший за повітря, що дозволяє швидко розсіюватись у разі витоку. Це контрастує із накопиченням горючих газів у разі витоку дизеля та бензину, що може спричинити вибухи.

Однак водень легко згоряє у повітрі і запалюється легше, ніж бензин чи природний газ. Ось чому водневі машини мають такі надійні резервуари з вуглецевого волокна - для запобігання витоку.

Там, де водень використовується в комерційних умовах як паливо, були встановлені суворі правила та ефективні заходи щодо запобігання та виявлення витоків та випуску водню. Побутові додатки водню для палива також повинні вирішити це питання.

Вплив на навколишнє середовище

З екологічної точки зору ідеальний цикл у водневій економіці передбачає:

  • отримання водню за допомогою електролізу для розщеплення води
  • споживання водню шляхом його реакції з киснем у паливному елементі, утворюючи воду як побічний продукт.

Якщо електроенергія для електролізу виробляється з поновлюваних джерел, весь цей ланцюг вартості має мінімальний вплив на навколишнє середовище і є стійким.

Наближаючись до водневої економіки

Дешева електроенергія з відновлюваних джерел енергії є ключовим фактором для здійснення масштабного виробництва водню шляхом електролізу в Австралії. На міжнародному рівні це вже зрозуміло - наприклад, в Німеччина та Техас - що поновлюваний водень є економічно конкурентоспроможним у нішевих сферах застосування, хоча ще не для промислового масштабу.

Техніку зберігання та доставки потрібно вдосконалити з точки зору собівартості та ефективності, а виробництво водневих паливних елементів потребує просування.

Водень - бажане джерело енергії, оскільки його можна виробляти у великих кількостях і довго зберігати без втрати потужностей. Тому що це так легко, це так економічний спосіб транспортування енергії виробляється відновлюваними джерелами енергії на великих відстанях (включаючи океани).

Підкріплений передовими технологіями, при сильній підтримці урядів та відданості багатьох багатонаціональних енергетичних та автомобільних компаній, водневе паливо зв'язує поновлювані джерела енергії з кінцевими споживачами чисто та стійко.

Давайте подивимось, чи виводить водень.Бесіда

про автора

Чженуо Хуанг, старший викладач, Технологічний університет Сіднея

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

Недолік: Найбільш всеосяжний план, який пропонувався змінити глобальне потепління

Пол Хоукен і Том Стейер
9780143130444В умовах поширеного страху та апатії міжнародна коаліція дослідників, професіоналів та вчених зібралася, щоб запропонувати набір реалістичних та сміливих рішень щодо зміни клімату. Тут описано сто прийомів і практик - деякі добре відомі; про які ви, можливо, ніколи не чули. Вони варіюються від чистої енергії до навчання дівчат у країнах з низьким рівнем доходу до використання методів землекористування, які витягують вуглець з повітря. Рішення існують, є економічно вигідними, і громади в усьому світі в даний час приймають їх з вмінням і рішучістю. Доступний на Amazon

Проектування кліматичних рішень: Посібник з політики щодо енергії з низьким вмістом вуглецю

Гал Харві, Роббі Орвіс, Джефрі Ріссман
1610919564Зважаючи на наслідки змін клімату, необхідність скорочення глобальних викидів парникових газів є не менш нагальною. Це важке завдання, але технології та стратегії їх вирішення існують сьогодні. Невеликий набір енергетичної політики, добре розроблений та реалізований, може поставити нас на шлях низького рівня вуглецю. Енергетичні системи великі та складні, тому енергетична політика повинна бути цілеспрямованою та економічно ефективною. Підходи одного розміру, які просто не підуть на роботу. Політикам потрібен чіткий, всеосяжний ресурс, який визначає енергетичну політику, яка матиме найбільший вплив на наше майбутнє клімату, та описує, як добре розробити цю політику. Доступний на Amazon

Це змінює все: капіталізм проти клімату

автор: Наомі Кляйн
1451697392In Це змінює все Наомі Кляйн стверджує, що зміни клімату - це не лише одна проблема, яку слід акуратно подати між податками та охороною здоров'я. Це тривога, яка закликає нас виправити економічну систему, яка вже багато в чому нас не дає. Клейн ретельно будує випадок того, наскільки масово скорочення викидів парникових газів - це наш найкращий шанс одночасно зменшити розбіжність нерівності, переосмислити наші розбиті демократії та відновити наші поглиблені місцеві економіки. Вона висловлює ідеологічне відчай заперечувачів зміни клімату, месіанські марення потенційних геоінженерів та трагічний дефектизм занадто багатьох зелених ініціатив. І вона точно демонструє, чому ринок не (і не може) виправити кліматичну кризу, а навпаки, погіршить ситуацію із все більш екстремальними та екологічно згубними методами видобутку, що супроводжуються бурхливим капіталізмом катастроф. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.

enafarZH-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

слідкуйте за InnerSelf далі

Facebook-iconщебетати значокrss-значок

Отримайте останні по електронній пошті

{emailcloak = off}

ОСТАННІ ВІДЕО

Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
by Swapnesh Masrani
Уряди Великобританії та Шотландії поставили амбітні цілі, щоб до 2050 та 2045 рр. Перетворитись на нульову економіку вуглецю ...
Весна приходить раніше в США, і це не завжди хороші новини
Весна приходить раніше в США, і це не завжди хороші новини
by Тереза ​​Криммінс
У більшій частині Сполучених Штатів потеплілий клімат сприяв приходу весни. Цей рік не є винятком.
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
by Алан Н Вільямс та ін
В останньому звіті Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) зазначається, що без істотного зниження…
Місто Джорджія отримує половину електроенергії від сонячної ферми президента Джиммі Картера
Місто Джорджія отримує половину електроенергії від сонячної ферми президента Джиммі Картера
by Джонна Крейдер
Рівнина, штат Джорджія, невелике містечко, що знаходиться на південь від Колумба, Макона та Атланти та на північ від Олбані. Це…
Більшість дорослих США вважають, що зміни клімату є найбільш важливим питанням сьогодні
by Американська Психологічна Асоціація
У міру того, як наслідки зміни клімату стають більш очевидними, більше половини дорослих США (56%) кажуть, що кліматичні зміни - це…
Як ці три фінансові компанії могли змінити напрямок кліматичної кризи
Як ці три фінансові компанії могли змінити напрямок кліматичної кризи
by Мангуліна Ян Фіхтнер та ін
Мовчазна революція відбувається в інвестуванні. Це зміна парадигми, яка матиме глибокий вплив на корпорації,…
Інвестування в зміну клімату
by Goldman Sachs
Підкаст «Верх розуму в Goldman Sachs» - У цьому епізоді ми розбираємось у тому, що може бути найважливішим питанням нашого часу:…
Зміна клімату: брифінги з Південної Африки
by Цифрові новини SABC
Зміна клімату впливає на всіх нас, але це може бути заплутаною справою. Три провідні вчені Південної Африки, які мають ...

ОСТАННІ СТАТТІ

Як рослини та тварини поділяють реакцію на зміну клімату
Як рослини та тварини поділяють реакцію на зміну клімату
by Даніель Столте
Рослини та тварини надзвичайно схожі за своєю реакцією на зміни умов навколишнього середовища по всьому світу,…
Чому бідніші околиці більше ризикують у потеплінні містах
Чому бідніші околиці більше ризикують у потеплінні містах
by Джейсон Бірн та Тоні Меттьюз
Багато причин цього включають політику ущільнення міст, зміни клімату та соціальні тенденції, такі як великі будинки ...
Чому кращий світ потребує кращої економіки
Чому кращий світ потребує кращої економіки
by Девід Кортен
Наука попереджає нас, що 2020-ті роки - це остання можливість людства врятувати себе від кліматичної катастрофи.
Друга з нас чаша з пилом вдарила б про світові запаси продовольства
Друга з нас чаша з пилом вдарила б про світові запаси продовольства
by Тім Радфорд
Коли Великі рівнини США знову постраждають від стійкої посухи, світові запаси продовольства відчують спеку.
Піднімаються моря: щоб зберегти людей в безпеці, нехай природа формує узбережжя
Піднімаються моря: щоб зберегти людей в безпеці, нехай природа формує узбережжя
by Іріс Мьоллер
Навіть за найконсервативніших сценаріїв зміни клімату рівень моря на 30 см вище, ніж зараз, здається всім, але певним ...
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
by Swapnesh Masrani
Уряди Великобританії та Шотландії поставили амбітні цілі, щоб до 2050 та 2045 рр. Перетворитись на нульову економіку вуглецю ...
Величезні екосистеми можуть згортатися менше ніж за 50 років
Величезні екосистеми можуть згортатися менше ніж за 50 років
by John Dearing та ін
Ми знаємо, що екосистеми, що переживають стрес, можуть досягти того, що вони швидко руйнуються в щось дуже інше.
Нарешті, Індія серйозно сприймає кліматичну кризу
Нарешті, Індія серйозно сприймає кліматичну кризу
by Ніведіта Хандекар
З фінансовими втратами та великою кількістю загиблих від кліматичних катастроф постійно зростаючи, Індія нарешті ...