Отопление дома водородом своими руками видео: Отопление дома водородом своими руками видео

Водородная установка для отопления дома своими руками: пошаговая инструкция

Содержание:

1. Принцип работы водородного обогрева
2. Важные преимущества использования водородных генераторов
3. Можно ли сделать такую установку самостоятельно
4. Каково будущее этого направления альтернативной энергетики
5. Видео о водородных установках для отопления дома

Водородное отопление дома – альтернативный вариант, который может стать выгодной заменой привычным газовым и твердотопливным отопительным котлам. Как ясно из названия, в основе этого метода лежит использование водорода – уникального лёгкого газа, обладающего способностью вступать в химическую реакцию с кислородом с выделением тепла. Сегодня эта технология только начинает развиваться, но можно ожидать, что уже в недалеком будущем водородные генераторы займут важное место в мировой энергетике.

Принцип работы водородного обогрева

Водородная установка для отопления дома предполагает получение водорода путём расщепления воды. Для этой цели используется электрический заряд: в результате воздействия электротока вода распадается на кислород и водород, который, при соединении с воздухом может превратиться во взрывоопасное вещество.

Соединение атомов водорода и кислорода происходит с выделением огромного количества тепла – оно в десятки раз превосходит количество тепловой энергии, получаемой при сгорании органического топлива. Тепло прогревает воду в теплообменнике и позволяет отапливать дом.

Схема устройства водородного котла выглядит следующим образом:

• Ёмкость с топливом – водой. Топливом воду называть не вполне верно, так как она не сгорает, а разлагается на составляющие в результате электролиза. На неё воздействуют два электрода – катод и анод, которые подключаются к электросети.
• Двухступенчатый предохранительный блок. Водород через него попадает в камеру сгорания, где происходит каталитическая реакция с выделением тепла. Её результатом становится обычная вода: нет процесса горения, а значит, не будет никаких токсичных продуктов сгорания. Предохранительный блок позволяет сделать систему стабильной и безопасной.
• Теплообменник. Выделившееся в процессе реакции тепло прогревает теплоноситель, и он поступает в систему обогрева дома. С помощью такого метода можно отапливать даже здания большой площади, и при этом система будет очень эффективной.

Водородный генератор для отопления частного дома пока что многим кажется экзотикой, хотя именно такая техника сегодня активно применяется при разработке новых экологичных автомобилей. Поскольку водород является одним из самых распространённых веществ на земле, он является и самым доступным видом топлива, не требующим сложной добычи и переработки.

Важные преимущества использования водородных генераторов

Водородное отопление дома своими руками – мечта многих домовладельцев, которая сегодня может стать реальностью. Это возможность больше не зависеть от постоянно растущих цен на топливо, обеспечив независимую систему теплоснабжения, которая будет максимально эффективной.

Современные водородные генераторы имеют КПД до 95%, и ни одна современная система обогрева не может похвастаться такими же показателями. У них есть ещё несколько преимуществ:

1. Абсолютная экологичность. В отличие от дров, угля, нефти, бензина и других привычных видов топлива, водород не выделяет совершенно никаких токсичных веществ.

Фактически, в данном случае нет и самого процесса горения, а единственным результатом проведённой реакции становятся пары воды. В доме с таким отоплением не будет дыма, сажи, не нужно обустраивать дымоход и пользоваться прочими неудобными приспособлениями.

2. Поскольку нет пламени, водородная система является максимально пожаробезопасной. Но при этом нужно помнить, что водород в сочетании с кислородом превращается во взрывоопасную смесь, поэтому реакцию нужно держать под контролем.
3. Горелка для водорода для отопления дома работает совершенно бесшумно и не причиняет никаких неудобств жильцам. Процесс можно сделать практически бесконечным, так как не возникнет никаких проблем с получением топлива. Обустроив водородный котёл, можно забыть о таких проблемах, как покупка, доставка и хранение дров, получение разрешений для подключения газа, чистка дымоходов и топочных камер и т. д.

Есть ли недостатки у водородных котлов? Да, пока технология только продолжает развиваться, и пока что она не лишена некоторых минусов. В России пока что очень сложно найти и приобрести такое оборудование, а значит, при любых поломках будет крайне трудно найти запчасти.

Баллоны с водородом неудобны в транспортировке: при комнатной температуре он представляет собой очень лёгкий летучий газ, работать с которым не слишком удобно. Даже приобрести такое топливо в России пока что проблематично, а сделать камеру для электролиза воды своими руками не каждому по силам. Кроме того, самодельные установки могут быть небезопасными, так как нет гарантии, что реакция будет полностью контролируемой.

Однако все эти минусы в основном являются временными: постепенно человек найдёт способ быстро получать и легко транспортировать водород, чтобы использовать его для постоянного получения энергии в доме. Применение водородных установок постепенно расширяется, и из фантастической экзотики они превращаются в реальность. Однако пока нет примеров успешного применения генераторов для отопления в частных домохозяйствах: промышленные установки остаются слишком редкими и потому очень дорогими.

Можно ли сделать такую установку самостоятельно

Водородная установка для отопления дома своими руками пока что относится к области фантастики: до сих пор очень сложно найти постоянно работающую установку, которая бы полностью реализовывала свой потенциал. Проблема в том, что, для того чтобы разложить воду на смесь водорода и кислорода, приходится использовать электроэнергию, и эти затраты не окупаются количеством тепловой энергии, которое удаётся собрать. В промышленных технологиях такая проблема успешно решается, что подтверждает существование электромобилей, а в домашних условиях получить такую установку проблематично.

При определённых знаниях и навыках такой котёл можно попытаться смонтировать своими силами. Водородный генератор использует горение смеси водорода и кислорода с использованием катализаторов.

Нагрев горелки при этом может достигать 3000 градусов, поэтому нужно позаботиться о материалах, способных выдерживать столь высокие тепловые нагрузки. Основными элементами такой системы являются:

• Ёмкость с электролитом, в которой он будет разлагаться на водород и кислород. Чтобы получить максимальное количество газов, используются электроды большой площади, которые объединяются в ячейки. Полученные водород и кислород не требуется разделять.
• К крышке герметичной ёмкости подсоединяется штуцер, который должен будет отводить полученный газ Брауна – смесь водорода и кислорода. Это опасное горючее топливо, поэтому работу систему нужно будет тщательно контролировать.
• Штуцер присоединяется к горелке и теплообменнику, чтобы можно было получить достаточное количество тепла и предать его носителю.

На этом этапе возникают сложности, которые не позволяют собрать полностью работающий водородный обогреватель в домашних условиях, Во-первых, крайне сложно подготовить подходящий электролит. Для разложения не подходит чистая вода, в ней должно содержаться определённое количество солей, ускоряющих процесс. То есть электролит придётся готовить специально, а это дополнительные затраты.

Во-вторых, любой котёл отопления не может работать равномерно, поэтому придётся создать хранилище готового к использованию газа. В домашних условиях такие опыты просто опасны, так как любая неосторожность может привести к взрыву. В-третьих, несмотря на множество «домашних» разработок, пока что сложно найти действительно стабильно работающий образец.

Работа теплообменника требует постоянного поддержания уровня температуры и давления в системе, а домашние водородные установки его обеспечить не смогут. Эксперименты продолжаются, и на основе уже изученной технологии народные умельцы стараются собрать рабочие генераторы, которые будут достаточно стабильными, чтобы их можно было использовать для постоянного обогрева.

Каково будущее этого направления альтернативной энергетики

Сегодня человечество ведёт активный поиск новых источников энергии, которые смогут заменить стремительно истощающиеся запасы нефти, газа и угля. Водородное топливо является не только экологичным, но и практически неисчерпаемым – вода остаётся одним из самых распространённых веществ на земле. Альтернативная «зелёная» энергетика даст возможность защитить планету от вредных выбросов и тем самым избавить человечество от большинства экологических проблем.

Пока что водородная энергетика остаётся убыточной, и всё же её применение становится всё более широким. Экологичные автомобили без вредных выбросов получили распространение в Европе, очень скоро первые образцы начнут появляться в России. Основное направление на данный момент – не поиск альтернативного отопления, а создание новых двигателей, которые смогут заменить ДВС.

Привычные технологии постепенно уступят место новым разработкам, если человек найдёт решение и сможет повысить надёжность водородных генераторов. С учётом того, что технология развивается и совершенствуется быстро, можно ожидать, что переворот в энергетике произойдёт в ближайшие несколько десятилетий.

устройство, принцип работы, плюсы и минусы, как выбирать, эксплуатация, как сделать самому

Экономия топлива при отоплении дома – задача не из легких. Самый эффективный вариант – газовый котел. Но не во все дома газ проведен, особенно загородные. Дрова, уголь, солярка и электричество не решают проблему экономии. Но есть вариант, который подойдет для этой цели – это водородный котел.

Свойства водорода как топлива

Содержание статьи

• 1 Свойства водорода как топлива
• 2 Принцип работы водородного котла
• 3 Критерии выбора модели
• 4 Особенности эксплуатации
• 5 Преимущества и недостатки водородного котла
• 6 Как сделать водородный котел своими руками
  • 6.1 Этап создания генератора водорода
  • 6.2 Этап создания и сборки водородного котла

Водород – это газ, не имеющий ни запаха, ни цвета. Он не является токсичным даже при сгорании. Использовать его в качестве топлива можно. И если подходить к этому вопросу со стороны экономии, то это на самом деле выгодно. К примеру, при сгорании водород выделяет 121 МДж/кг или 33,2 кВт/м³. А природный газ, он же метан, всего 50 МДж/кг или 9 кВт/м³.

Но для выделения такой энергии необходимо нагреть водород до +6000 ℃. Но современные технологии позволяют снизить температуру сгорания до +300 ℃. Для этого нужно использовать катализаторы.

Другие критерии, подтверждающие выгодность использования водорода в качестве топлива:

1. Это один из самых распространенных химических элементов на планете. 10 место это подтверждает.
2. Газ легче воздуха в 14 раз. Если происходит утечка водорода, то он не скапливается, а быстро улетучивается.
3. При сгорании в атмосферу не выделяются токсичные вещества.

Принцип работы водородного котла

Чистого водорода в природе не существует. Он присутствует только в соединении с другими химическими элементами. Самое распространенное соединение – вода или Н₂О, по-другому – окисленный водород. Разделить воду на два газа реально. Для этого используется реакция электролиза, в процессе которой жидкость переходит в газообразное состояние. Она носит название гремучий газ.

Основа котла на водородном топливе – электролизер, где происходит выделение газов. Эту технологию используют в сварочных работах, конкретно в газопламенных. После электролизера газовая смесь вместе с паром поступает в сепаратор, где отделяются влажные пары и остается только гремучая смесь. Она и подается далее на горелку. Чтобы газ не пошел в обратную сторону, после сепаратора устанавливается обратный клапан.

С котлами все то же самое. Просто в эту конструкцию добавляются узлы и приборы, отвечающие за безопасность, бесперебойность и эффективность работы:

1. Датчик, отвечающий за уровень воды в электролизере. Он срабатывает тогда, когда уровень жидкости в ванне становится меньше необходимого. После этого включается подача воды.
2. Чтобы давление внутри электролизера не повышалось больше допустимого, на нем устанавливается спускной клапан и датчик давления.

Принцип работы водородного котла по этапам:

1. В электролизере под действием электрического тока происходит реакция электролиза – разделение воды на газовую смесь и водяной пар.
2. Все это поступает в сепаратор химического действия. В нем происходит разделение на два газа и влагу, которая сразу поступает обратно в электролизер.
3. Газ по трубам подается на горелку котла, где происходит его сжигание.

Гремучая смесь – это соотношение водорода к кислороду в пропорции 2:1. То есть кислорода достаточно, чтобы водород сгорел полностью. Но надо отметить, что водородную смесь не зря назвали гремучей. Она взрывоопасна.

Критерии выбора модели

На что нужно обратить внимание, выбирая водородные котлы для частного дома:

1. Мощность агрегата с учетом площади отапливаемого объекта.
2. Если водородный котел требуется для подачи теплоносителя на несколько разных контуров, то в нем должно быть установлено столько же теплообменников.
3. Водородный котел – оборудование энергозависимое, так как электролизер в работе требует присутствия электрического тока. Поэтому напряжение в сети дома должно быть стабильным и не меньше заявленного параметра. Это касается и силы тока.
4. Особое внимание питающему кабелю. Он должен выдерживать потребляемую мощность водородного котлового оборудования.
5. Все узлы и детали, из которых изготавливается водородный котел, должны иметь высокий запас прочности. Соответственно, будет высокой и износостойкость. Поэтому для изготовления нужно использовать высококачественные материалы.
6. Используемая в котельной установке система защиты должна соответствовать стандартам и нормативам безопасности (сертифицирована).

Особенности эксплуатации

Водородный котел от других моделей, в плане использования другой разновидности топлива, ничем не отличается. Он должен соответствовать требованиям безопасности, а мощность агрегата – быть необходимой, чтобы обеспечить теплом весь дом.

У водородного котла есть дополнительный блок – электролизер. И хотя проблем в работе с ним нет, все же это еще один элемент, который вырабатывает взрывоопасное топливо. К тому же для него должен быть установлен дополнительный источник электроэнергии.

Поэтому несколько рекомендаций:

1. Нельзя допускать, чтобы в камере сгорания котла было высокое давление газа.
2. Электропитание должно быть стабильным – никаких скачков напряжения, что может прервать процесс электролиза.
3. Стабильная подача воды.
4. Постоянно следить за стыками топливопровода – гремучая смесь при соприкосновении с воздухом взрывается.
5. Электролизер быстро изнашивается, поэтому его надо периодически заменять новым. Имеются в виду металлические пластины внутри корпуса.

Преимущества и недостатки водородного котла

Что касается плюсов:

• водородный котел при сжигании водородной смеси не выделяет в атмосферу вредных веществ, поэтому для него не требуется дымохода;
• коэффициент полезного действия установки высокий – до 97%;
• котел работает бесшумно.

Здесь необходимо уточнить позицию – КПД до 97%. Это идеальный вариант, к которому надо стремиться. Самодельные установки до такого значения не поднимаются. Их КПД обычно в пределах 60-70%.

Минусы:

• большой расход электроэнергии, например, водородный котел, предназначенный для обогрева дома 100-150 м², будет потреблять 2,2 кВт электрического тока;
• определенный расход воды;
• качество сборки должно быть на высоком уровне – никаких неплотностей, утечек, протечек и прочих неприятностей;
• сложность приобретения деталей и узлов, их высокая стоимость.

Как сделать водородный котел своими руками

Основа оборудования – электролизер, он же генератор водорода. Это емкость, в которую помещены пластины из нержавеющей стали толщиною 3-4 мм. Чем толще, тем дольше эксплуатируется установка. Между пластинами оставляется расстояние в пределах 3-5 мм.

Этап создания генератора водорода

В первую очередь нужно изготовить емкость для воды. Самый простой вариант – купить пластиковое или стальное изделие. Главное, чтобы оно закрывалось плотно крышкой. Резервуар должен быть герметичным. Другой вариант – собрать емкость для воды из стальных листов с помощью электросварки.

Теперь изготовить две конструкции из пластин. В плане количества все будет зависеть от того, какова нужна электрическая емкость прибора. Чем больше пластин, тем больше водорода генератор будет вырабатывать. Соответственно, необходим резервуар большего размера.

К примеру, для емкости объемом 2 л потребуется 16-18 пластин, размером 150х150 мм. В каждой с одного угла делается отверстие диаметром 8 мм. Противоположный угол срезается под 45º. Теперь пластины делятся на две равные части – по 8 штук. Каждая часть надевается на болт М8 и закрепляется гайкой.

Между пластинами укладываются шайбы толщиною 4-5 мм. Это делается для того, что когда обе части будут вставлены друг в друга, пластины одной из них не касались пластин другой. Срезанные углы не позволят им дотрагиваться до болтов противоположной части.

Пластинчатые конструкции укладываются в подготовленную емкость друг на друга. К гайкам подсоединяются провода от источника электропитания. Все заливается водой и закрывается герметично крышкой. В последней делаются два отверстия с каждой стороны. В них вставляются штуцера, к которым прикрепляются газовые шланги. Именно по ним будет выводиться гремучая смесь и водные пары.

Этап создания и сборки водородного котла

Чтобы котел соответствовал своему назначению, к генератору водорода надо подключить теплообменник. Последний – это большое количество разновидностей, подойдет любой. К примеру, обычный бойлер – стальной бак, наполненный водой. Под ним устанавливается горелка, которая будет нагревать теплоноситель.

К горелке подводится газовый шланг. Отводится он от сепаратора. Самая простая конструкция последнего – герметичная емкость, наполненная до середины водой. В ее крышке делаются два отверстия:

1. В одно вставляется шланг, идущий от генератора. Его конец опускается практически до дна сепаратора.
2. В другое вставляется второй шланг, один конец которого не должен опускаться в воду. Второй конец соединяется с горелкой.

Сепаратор работает так:

• по шлангу смесь из электролизера поступает в сепаратор, где гремучая смесь проходит через слой воды, а пары в ней остаются;
• газы скапливаются под крышкой и выводятся по другому шлангу на горелку.

Здесь важно, чтобы сепаратор не переполнился водой. Поэтому уровень ее надо проверять и при необходимости сливать. Можно сбоку емкости (чуть ниже крышки) сделать отверстие со штуцером и шлангом, через которое излишки жидкости будут самотеком стекать в генератор водорода.

Теперь все блоки надо установить на одну раму. Ее изготавливают из профильной трубы. Бойлер, он же теплообменник, устанавливается выше всех. Под ним горелка, еще ниже сепаратор с генератором. Вертикальное размещение узлов делает водородный котел компактным.

Котлы, работающие на водородном газе, реальная возможность отказаться от других видов топлива. Сделать оборудование своими руками можно. Но для этого требуется точный и сложный расчет, где учитывается электропроводность материалов электролизера, количество пластин и прочее. К тому же не все детали можно найти в магазинах. Плюс – необходима точная сборка, 100% герметичность узлов и топливопроводов.

Кто-то пробовал уже собирать водородный котел самостоятельно? Поделитесь своим опытом. Статью добавьте в закладки, пусть будет всегда под рукой, вдруг пригодится информация.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Оцените статью:

1. 5
2. 4
3. 3
4. 2
5. 1

0

Водород: Следующий рубеж чистой энергии

Водород: Следующий рубеж чистой энергии | Доминион Энергия

Вы уверены, что хотите покинуть свое текущее местоположение?

Оставаться в текущем местоположении

Перейти к выбранному местоположению

Закрывать

Выберите свое состояние обслуживания

Для того, чтобы лучше обслуживать вас, пожалуйста, выберите службы определения местоположения Dominion Energy.

Закрывать

Для того, чтобы обслуживать вас лучше, выберите службы определения местоположения Dominion Energy.

Использование самого распространенного в мире элемента для получения чистой возобновляемой энергии.

Водород — это новый экологически чистый источник энергии, который может уменьшить воздействие на окружающую среду почти во всех сферах нашей повседневной жизни. Он может генерировать электроэнергию, обогревать дома и здания, производить энергию и транспортировать топливо — и все это с минимальными выбросами или нулевыми выбросами. Dominion Energy изучает, как водород может помочь нам достичь нашей цели по нулевым выбросам, а также помочь обезуглерожить другие отрасли, такие как транспорт и производство.

Узнайте о наших новых проектах

Открыть стенограмму

Когда водород производится с помощью ветра, солнца или атомной энергии, он не генерирует парниковых газов. Единственным выбросом является водяной пар. Вот несколько способов, которыми водород может помочь Dominion Energy и другим отраслям на пути к чистой энергии в будущем.

Более чистый природный газ

Водород можно смешивать с природным газом для обогрева домов и зданий и производства топлива, при этом выбросы значительно ниже.

Чистое электричество

Водород можно смешивать с природным газом для подпитки электростанций с меньшими выбросами.

Возобновляемое хранилище

Возобновляемые источники энергии не всегда доступны, когда нашим клиентам нужна электроэнергия. Водород помогает, сохраняя энергию ветра и солнца, когда она не нужна, чтобы клиенты могли использовать ее позже, когда она им понадобится.

Чистый транспорт

Водород может быть источником топлива с нулевым содержанием углерода для большинства видов транспорта, включая легковые автомобили, автобусы и транспортные средства.

Точно так же, как смешивание этанола с бензином снижает выбросы от вашего автомобиля, смешивание чистого водорода с природным газом снижает выбросы от вашего дома.

Мы приступаем к трем пилотным проектам по тестированию 5-процентной смеси водорода на наших учебных объектах в Юте, Северной Каролине и Огайо. Это поможет нам узнать, как чистый водород работает в нашей системе и с газовыми приборами, прежде чем мы начнем смешивать его для домов и предприятий наших клиентов.

Мы успешно завершили первый этап нашего пилотного проекта в Юте в 2021 году и приступим к следующему этапу смешивания водорода в системе, которая обслуживает наших клиентов в Дельте, штат Юта, в 2023 году. Первый этап наших пилотных проектов по смешиванию в Северной Каролине и Огайо начался в 2023 году. лето 2022.

Открыть стенограмму

Вот на что он способен — и все это с минимальными выбросами или нулевым уровнем выбросов.

Электроэнергия

Возобновляемые хранилища

Отопление

Транспорт

Производство

Кулинария

Существуют разные способы получения водорода. Сегодня чаще всего используется «серый» и «голубой» водород, который связан с определенными выбросами. По мере того, как Dominion Energy развивает больше ветряной и солнечной энергии и продолжает полагаться на ядерную энергию с нулевым выбросом углерода, мы будем все чаще использовать процесс, известный как электролиз, который приводит к нулевым выбросам.

1. Возобновляемые источники энергии

Ветровая, солнечная и ядерная энергия производят электричество с нулевым выбросом углерода. Иногда они производят больше, чем нужно потребителю.

2. Электролиз

Эта избыточная энергия используется для питания простого процесса, называемого электролизом, который разделяет воду (H ₂ 0) на водород (H ₂ ) и кислород (O).

3. Хранение

После того, как водород произведен, он безопасно хранится до тех пор, пока он не понадобится.

4. Распределение

Затем водород смешивают с природным газом для обогрева зданий или производства электроэнергии, либо для топлива для транспорта и производства.

Dominion Energy является якорным спонсором этой пятилетней инициативы по исследованиям и разработкам стоимостью 100 миллионов долларов, направленной на продвижение использования водородных технологий в экономике.

Dominion Energy поддерживает эту некоммерческую организацию, которая занимается использованием зеленого водорода во всех секторах, где он может ускорить переход к безуглеродной энергетической системе.

Dominion Energy является давним членом этой правозащитной организации, которая занимается коммерциализацией водорода и топливных элементов в энергетическом и транспортном секторах.

Dominion Energy является членом Southeast Hydrogen Energy Alliance, который объединился с E4 Carolinas для дальнейшей коммерциализации водорода и связанных с ним технологий на юго-востоке США.

«Коммунальные предприятия США все чаще изучают использование так называемого зеленого водорода, полученного из энергии ветра и солнца, для сокращения выбросов электростанций и трубопроводов».

«Водород может стать лучшим способом хранения энергии солнца или ветра для использования, когда солнце не светит или ветер не дует, а также для растущего спектра промышленных применений».

«Ветровая и солнечная энергия являются основным направлением в борьбе с изменением климата, но есть источники парниковых газов, которые они не могут очистить. Вот почему водород становится новой ставкой на климат».

Дополнительные ссылки

Copyright © 2022 Доминион Энерджи

Зеленый водород: что это такое и чем он лучше синего водорода?

Си-Эн-Эн —

По мере эскалации климатического кризиса мир делает ставку на безуглеродную энергию, чтобы достичь будущего с нулевыми выбросами парниковых газов или нулевого чистого будущего, когда мы удаляем из атмосферы столько же парниковых газов, сколько и выделяем.

Одной из потенциальных форм чистой энергии является зеленый водород, который может быть получен из таких источников, как вода, а не из ископаемого топлива, и производится с использованием возобновляемых источников энергии. Его можно использовать для питания тяжелой промышленности и заправки больших транспортных средств, таких как самолеты и корабли.

Установки для производства этой более чистой формы газа появились по всему миру — в США, Западной Европе, Китае, Австралии, Чили и Южной Африке, а также в других странах. По оценкам Goldman Sachs, к 2050 году растущий мировой рынок зеленого водорода будет стоить 11 триллионов долларов.

Но критики зеленого водорода говорят, что использование солнечной или ветровой энергии для производства другого топлива прямо сейчас — это пустая трата драгоценных возобновляемых источников энергии, поскольку мир изо всех сил пытается отказаться от ископаемого топлива. В то же время планы по использованию голубого водорода, который производится с использованием ископаемого топлива, становятся объектом все более пристального внимания.

Большая часть перехода от ископаемого топлива связана с электрификацией некоторых используемых нами повседневных машин, работающих на нефти и газе, — например, автомобилей и местного транспорта, а также отопления домов в некоторых странах. Для тех, кто уже электрифицирован, таких как компьютеры и бытовая техника, электричество от ядерных и возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, заменяют уголь.

Но есть отрасли, которым требуется так много энергии, что традиционные возобновляемые источники энергии не могут удовлетворить их спрос. Это проблема, потому что эти отрасли являются одними из основных источников выбросов парниковых газов.

Эксперты говорят, что зеленый водород имеет огромный потенциал.

«Электроэнергия из таких источников, как ветер, солнечная энергия и ядерная энергия, имеет важное значение для обезуглероживания нашей энергетической системы, но она не может сделать это в одиночку, а транспорт на дальние расстояния и тяжелая промышленность являются местом, где выбросы труднее всего сократить», — сказал Уве Ремме, энергетик. аналитик Международного энергетического агентства.

«Водород достаточно универсален, чтобы заполнить некоторые из этих критических пробелов — в качестве жизненно важного сырья для химической и сталелитейной промышленности или важных ингредиентов для низкоуглеродистого топлива для самолетов и кораблей», — сказал Ремме CNN.

Например, для управления самолетом или большим кораблем требуется так много энергии, что любая батарея, используемая для хранения электроэнергии от солнца или ветра, вероятно, будет слишком большой и тяжелой для судна. С другой стороны, зеленый водород может быть в жидкой форме и легче. По данным Airbus, разрабатывающего коммерческий самолет с нулевым уровнем выбросов, плотность энергии зеленого водорода в три раза выше, чем у топлива для реактивных двигателей, которое мы используем сегодня.

Начинающая авиационная компания ZeroAvia запустила самый большой в мире самолет, работающий на водородном топливном элементе, в аэропорту Крэнфилд в Англии 24 сентября 2020 года, чтобы продемонстрировать потенциал водорода в качестве топлива для реактивных двигателей.

ЗероАвиа

Хотя жидкий зеленый водород не выделяет углерода, у него есть некоторые ограничения. При сгорании на открытом воздухе выделяется небольшое количество закиси азота, которая является мощным парниковым газом. Однако, если водород подается через топливный элемент, он будет выделять только воду и теплый воздух.

Некоторым небольшим самолетам удалось летать на водородных топливных элементах, хотя эта технология еще не получила коммерческого распространения.

Водород — самый распространенный элемент на Земле. Он содержится во многих вещах, включая ископаемое топливо, воду, растения, животных и даже людей, но никогда не появляется в чистом виде в природе. Это означает, что для получения чистого водорода его необходимо отделить от других молекул с помощью процессов, которые также требуют энергии.

Зеленый водород производится, когда возобновляемая энергия используется для получения водорода из чистого источника. Чаще всего это связано с электролизом воды — пропусканием электрического тока через воду для разделения молекул.

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_CA2C4B3A-598A-78FA-FEE2-8844AB0970D3@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»> Серый водород — наиболее часто используемая сегодня форма водорода. относительно недорогой, но производится из природного газа и обычно использует ископаемое топливо в качестве источника энергии. Он используется в основном в химической промышленности для производства таких вещей, как удобрения, и для нефтепереработки. В процессе извлечения водорода из природного газа оставшийся углекислый газ выбрасывается в атмосферу, что еще больше способствует изменению климата.

Синий водород производится с помощью того же процесса, что и серый водород, но большая часть углерода, выделяемого при его производстве, «улавливается» и не выбрасывается в атмосферу, поэтому его называют газом с низким уровнем выбросов.

В конечном итоге это зависит от энергии, используемой для его производства.

Серый водород долгое время рассматривался как более чистая «связующая» альтернатива, поскольку мир отказывается от угля и нефти, но он по-прежнему является одним из основных факторов изменения климата.

Недавние исследования также показали, что серый водород выделяет больше парниковых газов, чем первоначально предполагали эксперты по энергетике. Метан, мощный парниковый газ и основной компонент природного газа, часто вытекает из трубопроводов в атмосферу.

Завод по электролизу водорода компании Linde AG в Майнце, Германия, 17 июля 2020 года.

Alex Kraus/Bloomberg/Getty Images

Если зеленый водород, полученный из воды, и процесс электролиза для извлечения молекул водорода будет полностью питаться энергией из возобновляемых источников, таких как солнце и ветер, то зеленый водород может быть вариантом с нулевым уровнем выбросов.

Но этого еще нет.

Машины, используемые для проведения этого электролиза, дороги, а процесс не особенно эффективен.

Согласно недавнему отчету МЭА, в 2020 году из всего произведенного низкоуглеродного водорода 95% были синими. Но к 2050 году, по мере развития отрасли производства зеленого водорода, он должен стать более доступным, простым в производстве и конкурентоспособным по стоимости с голубым водородом к 2030 году, сообщает МЭА. К 2050 году доля голубого водорода, по прогнозам, составит 35%, а зеленого — 62%, при условии, что правительства и бизнес добьются успеха в развитии отрасли.

Джесс Коуэлл, участник кампании Friends of the Earth Scotland, выступает против любого использования голубого водорода, говоря, что это просто позволяет компаниям, работающим на ископаемом топливе, оставаться в бизнесе и продолжать выбрасывать. По словам Коуэлла, у зеленого водорода может быть будущее, но сейчас не время вкладывать в него средства.

«Вы рискуете перенаправить существующие возобновляемые мощности на производство экологически чистого водорода, и прямо сейчас это невероятно неэффективный процесс», — сказал Коуэлл CNN.

Автобус на сером водороде в Лондоне, Англия, 11 сентября 2020 года.

Dukas/Universal Images Group/Getty Images

Коуэлл объяснил, что сейчас не имеет смысла использовать водород для таких целей, как отопление домов, что обсуждается в Соединенном Королевстве как вариант. Если возобновляемые источники электроэнергии используются для производства водорода.

«Итак, мы хотим видеть использование возобновляемой электроэнергии для прямой электрификации», — сказал Коуэлл, пояснив, что газовые котлы, которые обычно используются для обогрева домов в Шотландии и Великобритании в более широком смысле, должны быть электрифицированы и работать на энергии ветра и солнца. а не водород.

Синий водород вызывает споры во многих странах, в том числе в Великобритании, где правительство недавно обнародовало свою «двойную» водородную стратегию, которая показала интенсивное использование синего водорода наряду с разработкой зеленого водорода.

Председатель Британской ассоциации водорода и топливных элементов Крис Джексон ушел в отставку в середине августа после публикации плана, заявив в заявлении для CNN , что стратегия не соответствует его «личным взглядам на роль водорода в переход к чистому нулевому миру». Джексон также является генеральным директором и основателем Protium Green Solutions, специализирующейся на возобновляемых источниках энергии и зеленом водороде.

В заявлении Джексон сказал, что он понимает, что зеленый водород не является серебряной пулей.

«В равной степени я не могу игнорировать или приводить аргументы в пользу того, что голубой водород является жизнеспособным и «зеленым» энергетическим решением (факт, также подтвержденный внешними исследованиями)», — сказал он.

CNN/Adobe Stock

Ученые говорят, что этот невидимый газ может решить нашу судьбу в связи с изменением климата

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_C47B392F-87B5-2DA4-6AD7-83099B2FEE05@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»> Одно из таких исследований, опубликованное в журнале Energy Science and Engineering в начале августа и прошедшее рецензирование, показало, что синий водород испускает 9На 12% меньше углекислого газа, чем серый водород, на самом деле он выделяет больше метана, чем сам природный газ.

Исследование показало, что в целом парниковый эффект голубого водорода был на 20% больше, чем при сжигании природного газа или угля для получения тепла, и на 60% больше, чем при сжигании дизельного топлива для получения тепла.

Есть также некоторые вопросы относительно того, является ли хранение углерода после его улавливания, которое обычно включает его введение в землю, устойчивым.

«Наш анализ предполагает, что захваченный углекислый газ может храниться неограниченное время — оптимистическое и недоказанное предположение. Даже если это правда, использование голубого водорода трудно оправдать с точки зрения климата», — заключает исследование.

Ремме из МЭА, однако, сказал, что в исследовании были сделаны некоторые предположения, которые занижают количество парниковых газов, которые могут быть уловлены, и что даже если голубой водород не был бы таким чистым, как зеленый тип, он имел бы место в мировом переходе от ископаемого топлива. топлива.

«Существует роль как синего, так и зеленого водорода, но мы должны гарантировать, что голубой водород будет производиться с соблюдением самых высоких экологических стандартов», — сказал он.