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

Подарок Гитлеру Подарок Гитлеру

Чтобы вручить этот подарок фюреру германская армия торопилась войти в Сараево

Дилетант
Квантовая суперпозиция помогла измерить тонкое расщепление в ионах Квантовая суперпозиция помогла измерить тонкое расщепление в ионах

Физики продемонстрировали применимость метода спектроскопии с преобразованием

N+1
Двухсотлетний Тарас Двухсотлетний Тарас

Что не так в гоголевской хронологии истории Тараса Бульбы

Дилетант
Тонкий человек: Фридерик Шопен и его недуги Тонкий человек: Фридерик Шопен и его недуги

Шопен прожил короткую и яркую жизнь, а причина его смерти вызывает дискуссии

Вокруг света
Отсечь и отпустить Отсечь и отпустить

Принципы жизни Бурятии

Вокруг света
Топоры и тесла из Карелии в эпоху энеолита оценили в Северо-Восточной Европе Топоры и тесла из Карелии в эпоху энеолита оценили в Северо-Восточной Европе

Археологи исследовали каменные артефакты, обнаруженные на стоянке Фофаново XIII

N+1
Машина желаний Машина желаний

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

Вокруг света
10 неожиданных способов согреться 10 неожиданных способов согреться

Как почувствовать себя теплее до того, как ты сдашься и начнешь варить глинтвейн

Maxim
Уроки на экваторе Уроки на экваторе

Месяц в деревне в Кении глазами волонтера-учительницы из России

Вокруг света
Муж и жена спят раздельно: как это сказывается на отношениях в семье Муж и жена спят раздельно: как это сказывается на отношениях в семье

Могут ли супруги спать в разных кроватях?

Psychologies
Уик-энд среди звезд Уик-энд среди звезд

Именно космический туризм может вдохнуть жизнь в пилотируемую космонавтику

Вокруг света
Обратная диета: ешь больше с каждым днем, чтобы похудеть и удержать вес Обратная диета: ешь больше с каждым днем, чтобы похудеть и удержать вес

Обратная диета: чтобы похудеть, надо есть больше

Cosmopolitan
Первый телефон Первый телефон

В начале XIX века в жизнь человечества вошел электрический телеграф

Вокруг света
Осеннее равноденствие — 2021: как правильно подготовиться к долгой зиме Осеннее равноденствие — 2021: как правильно подготовиться к долгой зиме

В осенней части года тоже есть свое очарование и прелесть

Cosmopolitan
Часы войны Часы войны

Именно войнам мы обязаны появлением наручных часов

Вокруг света
Привычка к лучшему Привычка к лучшему

Легендарный парижский гранд-отель, ставший героем фильма Вуди Аллена

GQ
Город бомбы Город бомбы

Из истории американского атомограда

Вокруг света
Как пользоваться хайлайтером для лица: пошаговая инструкция Как пользоваться хайлайтером для лица: пошаговая инструкция

Как правильно наносить хайлайтер на лицо?

VOICE
Сэр Энтони Блант, хранитель и агент Сэр Энтони Блант, хранитель и агент

Агент и обладатель рыцарского титула Энтони Блант

Дилетант
Я слышу голоса: общительный массив для дружелюбного робота Я слышу голоса: общительный массив для дружелюбного робота

Что кроется за понятием общения для робота, рассказали инженеры

Популярная механика
Походная кровать Наполеона Походная кровать Наполеона

Наполеон Бонапарт хоть и не погиб на поле боя, но почил на походной кровати

Дилетант
5 признаков того, что в детстве вы подвергались газлайтингу 5 признаков того, что в детстве вы подвергались газлайтингу

Как понять, что вы воспитывались незрелыми родителями?

Psychologies
Не царский сын? Не царский сын?

Рождение Павла Петровича вызвало много пересудов при дворе

Дилетант
Избавилась от прыщей, молочницы и 7 кг: я месяц сидела на диете для микрофлоры Избавилась от прыщей, молочницы и 7 кг: я месяц сидела на диете для микрофлоры

Микроорганизмы управляют нами сильнее, чем мы думаем

Cosmopolitan
Амурские волны Амурские волны

Путешествия и открытия морского офицера Геннадия Невельского

Вокруг света
Подтяжка манекенщицы: новый и простой тренд в пластике, который делает моложе Подтяжка манекенщицы: новый и простой тренд в пластике, который делает моложе

Высокие скулы и объемные губы Анджелины Джоли давно неактуальны!

Cosmopolitan
Экс-сотрудница крематория рассказала, что бывает с имплантами при кремации Экс-сотрудница крематория рассказала, что бывает с имплантами при кремации

Что ждёт имплантаты и другие человеческие «запчасти» после смерти их владельцев

Cosmopolitan
Эпигенетическую регуляцию в мозге увидели с помощью диеты и МРТ Эпигенетическую регуляцию в мозге увидели с помощью диеты и МРТ

Разработана методика неинвазивной визуализации эпигенетических маркеров в мозге

N+1
Рестораторы. Lucky Group Рестораторы. Lucky Group

Трио рестораторов Lucky Group – и их маленькая революция в гастрономическом мире

GQ
Мобильное здоровье: что такое медицинские приложения и кто ими пользуется Мобильное здоровье: что такое медицинские приложения и кто ими пользуется

Какие сегодня существуют медицинские мобильные приложения и кому они нужны

Популярная механика
Открыть в приложении