Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Водородная энергетика
На наших глазах набирает силу новая отрасль промышленности -водородная энергетика и технология. Потребность экономики в водороде идет по нарастающей. Ведь это простейшее и легчайшее вещество может использоваться не только как топливо, но и как необходимый сырьевой элемент во многих технологических процессах. Он незаменим в нефтехимии для глубокой переработки нефти, без него не обойтись, скажем в химии при получении аммиака и азотных удобрений,а в черной металлургии с его помощью восстанавливается железо из руд.
Такие существующие виды органического топлива, как газ, нефть и уголь, тоже служат сырьем в этих или подобных процессах,но еще полезнее извлечь из них самый экономный и чистый энергоноситель- тот же водород.
Водород — идеальный экофильный вид топлива. Очень высока и его калорийность — 33 тыс.Ккал/кг,что в 3 раза выше калорийности
бензина. Он легко транспортируется по газопроводам,потому что у
него очень малая вязкость. По трубопроводу диаметром 1,5м с ним
передается 20тыс. Мегаватт мощности. Перекачка легчайшего газа на расстояние в 500км. почти вдесятеро дешевле, чем передача такого же количества электроэнергии по линиям электропередачи. Как и природный газ, водород пригоден на кухне для приготовления пищи, для отопления и освещения зданий. Чтобы продемонстрировать его возможности, американские ученые построили "водородный дом",в котором для освещения использовался водород. Передавать водород в жидком виде- удовольствие очень дорогое, т.к. для его сжижения нужно потратить почти половину энергии, содержащейся в нем самом. кроме того, должна быть обеспечена идеальная теплоизоляция трубопровода, так как темпера тура жидкого водорода очень низка.
Как топливо водород сжигается в двигателях ракет и в топливных элементах для непосредственного получения электроэнергии при соединении водорода и кислорода. Его можно использовать и как топливо для авиационного транспорта.
Водородная энергетика сулит ряд выгод. поэтому появилось много
энтузиастов водородной энергетики, возникли их ассоциации, в том числе международная.
сейчас в мире получают около 30 миллионов тонн водорода в год,
причем в основном из природного газа. Согласно прогнозам за 40 лет производство водорода должно увеличиться в 20-30 раз. Предстоит с помощью атомной энергетики заменить нынешний источник водорода — природный газ- на более дешевое и доступное сырье — на воду. здесь возможны два пути.
Первый путь — традиционный, с помощью электрохимического разложения воды.
Второй путь менее известен. Если нагреть пары воды до 3000-3500 C, то водные молекулы развалятся сами собой.
Оба способа получить водород из воды пока дороже, чем из природного газа. однако природный газ дорожает, а методы разложения воды совершенствуются. Через какое-то время водород из воды станет дешевле. В отдельных случаях и сейчас выгодно получать водород с помощью электролиза в ночные часы, когда имеется лишняя и дешевая электроэнергия.
Водородная энергетика бурно развивается, но недаром все чаще говорят об атомно-водородной энергетике. Требуются большие энергетические расходы для получения водорода. Тандем "ядерный реактор-водородный генератор"- претендует ныне на роль энергетического лидера в экономике XXI века.