Koeajo BMW ja vety: osa yksi
Koeajo

Koeajo BMW ja vety: osa yksi

Koeajo BMW ja vety: osa yksi

Tulevan myrskyn möly toistui edelleen taivaalla, kun valtava kone lähestyi laskeutumispaikkaa lähellä New Jerseyä. 6. toukokuuta 1937 Hindenburgin ilmalaiva teki ensimmäisen lentonsa kaudella ja otti alukseen 97 matkustajaa.

Muutamassa päivässä suuri vetyä sisältävä ilmapallo on tarkoitus lentää takaisin Frankfurt am Mainiin. Amerikan kansalaiset, jotka haluavat todistaa Ison-Britannian kuninkaan George VI: n kruunajaiset, ovat jo varanneet kaikki paikat lennolle, mutta kohtalo päätti, että nämä matkustajat eivät koskaan nouse lentokonejätille.

Pian ilmalaivan laskeutumisen valmistelujen päätyttyä sen komentaja Rosendahl huomasi liekit sen rungossa, ja muutaman sekunnin kuluttua valtava pallo muuttui pahaenteiseksi lentäväksi tukiksi, joka jätti maahan vain säälittävät metallisirut toisen puolen tunnin kuluttua. minuutti. Yksi yllättävimmistä asioista tässä tarinassa on sydäntä lämmittävä tosiasia, että monet palavan ilmalaivan matkustajista onnistuivat lopulta selviytymään hengissä.

Kreivi Ferdinand von Zeppelin haaveili lentämisestä ilmaa kevyemmällä ajoneuvolla 1917-luvun lopulla, luonnostelemalla karkean kaavion kevyellä kaasulla täytetystä lentokoneesta ja käynnistämällä hankkeita sen käytännön toteuttamiseksi. Zeppelin asui tarpeeksi kauan nähdäksesi luomuksensa vähitellen tulevan ihmisten elämään, ja kuoli vuonna 1923, vähän ennen kuin hänen maansa hävisi ensimmäisen maailmansodan, ja hänen alustensa käyttö kiellettiin Versaillesin sopimuksella. Zeppeliinit unohdettiin moneksi vuodeksi, mutta kaikki muuttuu jälleen huimaavalla nopeudella Hitlerin valtaistuessa. Zeppelinin uusi johtaja, tohtori Hugo Eckner, on vakaasti vakuuttunut siitä, että ilmalaivojen suunnittelussa tarvitaan useita merkittäviä teknisiä muutoksia, joista tärkein on syttyvän ja vaarallisen vedyn korvaaminen heliumilla. Valitettavasti Yhdysvallat, joka oli tuolloin ainoa tämän strategisen raaka-aineen tuottaja, ei kuitenkaan voinut myydä heliumia Saksalle kongressin vuonna 129 antaman erityisen lain nojalla. Siksi uusi alus, nimeltään LZ XNUMX, lopulta polttoaineena vety.

Valtavan uuden kevyistä alumiiniseoksista valmistetun ilmapallon rakentaminen on lähes 300 metriä pitkä ja halkaisijaltaan noin 45 metriä. Titanicia vastaava jättiläinen lentokone toimii neljällä 16-sylinterisellä dieselmoottorilla, joista jokaisella on 1300 hv. Luonnollisesti Hitler ei ohittanut mahdollisuutta muuttaa "Hindenburg" natsi-Saksan eloisaksi propagandan symboliksi ja teki kaikkensa nopeuttaakseen sen hyväksikäyttöä. Tämän seurauksena jo vuonna 1936 "upea" ilmalaiva teki säännöllisiä transatlanttisia lentoja.

Ensimmäisellä lennolla vuonna 1937 New Jerseyn laskeutumispaikka oli täynnä innostuneita katsojia, innostuneita kohtaamisia, sukulaisia ​​ja toimittajia, joista monet odottivat tuntikausia myrskyn laantumista. Jopa radio käsittelee mielenkiintoista tapahtumaa. Jossain vaiheessa ahdistuneen odotuksen katkaisee puhujan hiljaisuus, joka hetken kuluttua huutaa hysteerisesti: ”Valtava tulipallo putoaa taivaalta! Ei ole ketään elossa... Laiva syttyy yhtäkkiä ja näyttää heti jättiläismäiseltä palavalta soihdulta. Jotkut paniikissa olleet matkustajat alkoivat hypätä gondolista pakoon pelottavaa tulipaloa, mutta se osoittautui heille kohtalokkaaksi sadan metrin korkeuden vuoksi. Lopulta vain harvat matkustajat, jotka odottavat ilmalaivan lähestymistä maata, selviävät, mutta monet heistä palavat pahasti. Jossain vaiheessa alus ei kestänyt raivoavan tulipalon aiheuttamia vahinkoja, ja tuhansia litroja keulassa olevaa painolastivettä alkoi valua maahan. Hindenburg listautuu nopeasti, palava takapää törmää maahan ja päättyy täydelliseen tuhoon 34 sekunnissa. Näytelmän järkytys ravistelee maahan kerääntynyttä väkeä. Tuolloin onnettomuuden virallisena syynä pidettiin ukkonen, joka aiheutti vedyn syttymisen, mutta viime vuosina saksalainen ja amerikkalainen asiantuntija väittää kategorisesti, että Hindenburg-laivan tragedia, joka kävi läpi monia myrskyjä ilman ongelmia. , oli katastrofin syy. Lukuisten arkistomateriaalien havaintojen jälkeen he tulivat siihen tulokseen, että tulipalo sai alkunsa ilmalaivan ihoa peittävästä palavasta maalista. Saksalaisen ilmalaivan tulipalo on yksi ihmiskunnan historian pahimmista katastrofeista, ja tämän kauhean tapahtuman muisto on edelleen erittäin tuskallinen monille. Vielä nykyäänkin sanat "ilmalaiva" ja "vety" tuovat mieleen New Jerseyn tulisen helvetin, vaikka asianmukaisesti "kesytettynä" luonnon kevyin ja runsain kaasu voisi olla erittäin hyödyllinen vaarallisista ominaisuuksistaan ​​huolimatta. Useiden nykyaikaisten tutkijoiden mukaan todellinen vedyn aikakausi on edelleen käynnissä, vaikka samaan aikaan toinen suuri osa tiedeyhteisöstä suhtautuu skeptisesti tällaisiin äärimmäisiin optimismin ilmentymiin. Ensimmäistä hypoteesia kannattavien optimistien ja vety-idean vakaimpien kannattajien joukossa on tietysti oltava BMW:n baijerilaiset. Saksalainen autoyhtiö on luultavasti parhaiten tietoinen väistämättömistä haasteista matkalla kohti vetytaloutta ja ennen kaikkea voittaa vaikeudet siirtyessä hiilivetypolttoaineista vetyyn.

tavoitteita

Ajatus käyttää polttoainetta, joka on yhtä ympäristöystävällinen ja ehtymätön kuin polttoainevarastot, kuulostaa taikalta ihmiskunnalle energiataistelun otteessa. Nykyään on enemmän kuin yksi tai kaksi "vetyyhdistystä", joiden tehtävänä on edistää myönteistä asennetta kevyeen kaasuun ja järjestää jatkuvasti kokouksia, symposiumeja ja näyttelyitä. Rengasyhtiö Michelin esimerkiksi investoi voimakkaasti yhä suositumman Michelin Challenge Bibendum -foorumin järjestämiseen, joka on globaali foorumi, joka keskittyy kestävien polttoaineiden ja autojen vetyyn.

Tällaisten foorumien puheista kumpuava optimismi ei kuitenkaan vielä riitä upean vetyidyllin toteuttamiseen käytännössä, ja vetytalouteen siirtyminen on äärettömän monimutkainen ja mahdoton tapahtuma tässä sivilisaation kehityksen teknologisessa vaiheessa.

Viime aikoina ihmiskunta on kuitenkin pyrkinyt käyttämään yhä enemmän vaihtoehtoisia energialähteitä, nimittäin vedystä voi tulla tärkeä silta varastoida aurinko-, tuuli-, vesi- ja biomassaenergiaa muuntamalla se kemialliseksi energiaksi. ... Yksinkertaisesti sanottuna tämä tarkoittaa, että näiden luonnollisten lähteiden tuottamaa sähköä ei voida varastoida suurina määrinä, vaan sitä voidaan käyttää vetyä tuottamalla hajottamalla vesi hapeksi ja vedyksi.

Niin oudolta kuin se kuulostaakin, jotkut öljy-yhtiöt ovat tämän järjestelmän tärkeimpiä kannattajia, joista johdonmukaisin on brittiläinen öljyjätti BP, jolla on erityinen sijoitusstrategia merkittäviä investointeja varten tällä alalla. Vetyä voidaan tietysti uuttaa myös uusiutumattomista hiilivetylähteistä, mutta tässä tapauksessa ihmiskunnan on etsittävä ratkaisua tässä prosessissa saadun hiilidioksidin varastoinnin ongelmaan. On kiistaton tosiasia, että vedyn tuotannon, varastoinnin ja kuljetuksen tekniset ongelmat ovat ratkaistavissa - käytännössä tätä kaasua tuotetaan jo suuria määriä ja käytetään raaka-aineena kemian- ja petrokemianteollisuudessa. Näissä tapauksissa vedyn korkea hinta ei kuitenkaan ole kohtalokas, koska se "sulaa" niiden tuotteiden korkeisiin kustannuksiin, joiden synteesissä se osallistuu.

Kysymys kevyen kaasun käyttämisestä energialähteenä on kuitenkin hieman monimutkaisempi. Tiedemiehet ovat jo pitkään pyörähtäneet aivojaan etsiessään mahdollista strategista vaihtoehtoa polttoöljylle, ja tähän mennessä he ovat tulleet yksimieliselle näkemykselle, että vety on ympäristöystävällisin ja riittävän energian saanti. Vain hän täyttää kaikki tarvittavat vaatimukset sujuvalle siirtymiselle nykyisen status quon muutokseen. Kaikkien näiden etujen taustalla on yksinkertainen, mutta erittäin tärkeä tosiasia – vedyn talteenotto ja käyttö pyörivät veden muodostumisen ja hajoamisen luonnollisen kierron ympärillä… Jos ihmiskunta parantaa tuotantomenetelmiä käyttämällä luonnollisia lähteitä, kuten aurinkoenergiaa, tuulta ja vettä, vetyä voidaan tuottaa. ja käyttää rajattomasti ilman haitallisia päästöjä. Uusiutuvana energialähteenä vety on pitkään ollut merkittävän tutkimuksen tulos erilaisissa ohjelmissa Pohjois-Amerikassa, Euroopassa ja Japanissa. Viimeksi mainitut puolestaan ​​ovat osa työtä useissa yhteisissä hankkeissa, joiden tavoitteena on luoda täydellinen vetyinfrastruktuuri, mukaan lukien tuotanto, varastointi, kuljetus ja jakelu. Usein tähän kehitykseen liittyy merkittäviä valtiontukia ja se perustuu kansainvälisiin sopimuksiin. Marraskuussa 2003 esimerkiksi allekirjoitettiin kansainvälinen vetytalouden kumppanuussopimus, johon kuuluvat maailman suurimmat teollisuusmaat kuten Australia, Brasilia, Kanada, Kiina, Ranska, Saksa, Islanti, Intia, Italia ja Japani. , Norja, Korea, Venäjä, Iso-Britannia, Yhdysvallat ja Euroopan komissio. Tämän kansainvälisen yhteistyön tarkoituksena on "organisoida, stimuloida ja yhdistää eri organisaatioiden ponnisteluja matkalla kohti vetyaikaa sekä tukea teknologioiden luomista vedyn tuotantoon, varastointiin ja jakeluun."

Mahdollinen polku tämän ympäristöystävällisen polttoaineen käyttöön autoteollisuudessa voi olla kaksijakoinen. Yksi niistä on "polttokennoina" tunnetut laitteet, joissa vedyn ja ilman hapen kemiallinen yhdistelmä vapauttaa sähköä, ja toinen on teknologioiden kehittäminen nestemäisen vedyn käyttämiseksi polttoaineena klassisen polttomoottorin sylintereissä. . Toinen suunta on psykologisesti lähempänä sekä kuluttajia että autoyrityksiä, ja BMW on sen kirkkain kannattaja.

Производство

Tällä hetkellä maailmanlaajuisesti tuotetaan yli 600 miljardia kuutiometriä puhdasta vetyä. Sen tuotannon pääraaka-aine on maakaasu, jota käsitellään "reformointina" tunnetussa prosessissa. Pienempiä määriä vetyä otetaan talteen muilla prosesseilla, kuten klooriyhdisteiden elektrolyysillä, raskasöljyn osittaisella hapetuksella, hiilen kaasutuksella, kivihiilen pyrolyysillä koksin valmistamiseksi ja bensiinin reformoimalla. Noin puolet maailman vedyn tuotannosta käytetään ammoniakin (jota käytetään raaka-aineena lannoitteiden valmistuksessa), öljynjalostukseen ja metanolin synteesiin. Nämä tuotantojärjestelmät kuormittavat ympäristöä vaihtelevasti, ja valitettavasti mikään niistä ei tarjoa mielekästä vaihtoehtoa nykyiselle energiatilanteelle - ensinnäkin siksi, että niissä käytetään uusiutumattomia lähteitä ja toiseksi koska tuotannosta vapautuu ei-toivottuja aineita, kuten hiiltä. dioksidi, joka on pääsyyllinen. Kasvihuoneilmiö. Mielenkiintoisen ehdotuksen tämän ongelman ratkaisemiseksi tekivät äskettäin Euroopan unionin ja Saksan hallituksen rahoittamat tutkijat, jotka ovat luoneet niin sanotun "sekvestraatioteknologian", jossa vedyn tuotannossa maakaasusta syntyvää hiilidioksidia pumpataan vanhoja tyhjennettyjä peltoja. öljyä, maakaasua tai hiiltä. Tämä prosessi ei kuitenkaan ole helppo toteuttaa, koska öljy- tai kaasukentät eivät ole todellisia onteloita maankuoressa, vaan ne ovat useimmiten huokoisia hiekkarakenteita.

Lupaavin tulevaisuuden menetelmä vedyn tuottamiseksi on edelleen peruskoulusta lähtien tunnettu veden hajottaminen sähköllä. Periaate on erittäin yksinkertainen - sähköjännite syötetään kahteen vesihauteeseen upotettuun elektrodiin, kun taas positiivisesti varautuneet vetyionit menevät negatiiviselle elektrodille ja negatiivisesti varautuneet happi-ionit menevät positiiviselle elektrodille. Käytännössä tähän veden sähkökemialliseen hajotukseen käytetään useita päämenetelmiä - "emäksinen elektrolyysi", "kalvoelektrolyysi", "korkeapaineelektrolyysi" ja "korkean lämpötilan elektrolyysi".

Kaikki olisi täydellistä, jos yksinkertainen jakoaritmetiikka ei häiritsisi tähän tarkoitukseen tarvittavan sähkön alkuperän äärimmäisen tärkeää ongelmaa. Tosiasia on, että tällä hetkellä sen tuotannosta syntyy väistämättä haitallisia sivutuotteita, joiden määrä ja tyyppi vaihtelevat valmistustavan mukaan, ja ennen kaikkea sähkön tuotanto on tehoton ja erittäin kallis prosessi.

Pahuuden rikkominen ja puhtaan energian kierron sulkeminen on tällä hetkellä mahdollista vain, kun luonnon hajoamiseen ja erityisesti aurinkoenergiaan käytetään veden hajoamiseen tarvittavaa sähköä. Tämän ongelman ratkaiseminen vaatii epäilemättä paljon aikaa, rahaa ja vaivaa, mutta monissa osissa maailmaa tällaisesta sähköntuotannosta on jo tullut tosiasia.

Esimerkiksi BMW:llä on aktiivinen rooli aurinkovoimaloiden luomisessa ja kehittämisessä. Baijerin pieneen Neuburgin kaupunkiin rakennettu voimalaitos käyttää aurinkokennoja vetyä tuottavan energian tuottamiseen. Aurinkoenergialla veden lämmittämiseen käyttävät järjestelmät ovat erityisen mielenkiintoisia, yhtiön insinöörit sanovat, ja tuloksena oleva höyry toimii sähkögeneraattoreissa – tällaisia ​​aurinkovoimaloita toimii jo Mojaven autiomaassa Kaliforniassa, joka tuottaa 354 MW sähköä. Tuulivoimalla on myös yhä tärkeämpi merkitys, ja tuulivoimaloiden, kuten Yhdysvaltojen, Saksan, Alankomaiden, Belgian ja Irlannin, rannikoilla on yhä tärkeämpi taloudellinen rooli. Myös vetyä biomassasta erottavia yrityksiä on eri puolilla maailmaa.

Varastointipaikka

Vetyä voidaan varastoida suurina määrinä sekä kaasu- että nestefaaseissa. Suurimpia näistä säiliöistä, joissa vety on suhteellisen alhaisessa paineessa, kutsutaan "kaasumittareiksi". Keskisuuret ja pienemmät säiliöt soveltuvat vedyn varastointiin 30 baarin paineessa, kun taas pienimmät erikoissäiliöt (kalliit erikoisteräksestä tai hiilikuidulla vahvistetuista komposiittimateriaaleista valmistetut laitteet) ylläpitävät vakiona 400 baarin painetta.

Vetyä voidaan varastoida myös nestefaasissa -253°C tilavuusyksikköä kohti, joka sisältää 0 kertaa enemmän energiaa kuin varastoituna 1,78 baarissa – jotta nesteytetyssä vedyssä saavutetaan vastaava energiamäärä tilavuusyksikköä kohti, kaasu on puristettava. 700 bariin asti. Juuri jäähdytetyn vedyn paremman energiatehokkuuden vuoksi BMW tekee yhteistyötä saksalaisen kylmäkontsertin Linden kanssa, joka on kehittänyt moderneja kryogeenisiä laitteita vedyn nesteyttämiseen ja varastointiin. Tiedemiehet tarjoavat myös muita, mutta vähemmän soveltuvia vaihtoehtoja vedyn varastointiin, esimerkiksi varastointia paineen alla erityisessä metallijauhossa metallihydridien muodossa jne.

Kuljetus

Alueille, joilla on paljon kemian- ja öljynjalostamoja, on jo perustettu vedyn siirtoverkko. Yleensä tekniikka on samanlainen kuin maakaasun kuljetus, mutta sen käyttö vedyn tarpeisiin ei ole aina mahdollista. Jopa viime vuosisadalla monet talot Euroopan kaupungeissa valaistiin kevyellä kaasuputkella, joka sisälsi jopa 50% vetyä ja jota käytettiin polttoaineena ensimmäisiin kiinteisiin polttomoottoreihin. Nykypäivän tekniikan taso mahdollistaa myös nesteytetyn vedyn mannertenvälisen kuljetuksen olemassa olevien kryogeenisten säiliöalusten kautta, samanlaisia ​​kuin maakaasussa käytettävät. Tällä hetkellä tutkijat ja insinöörit tekevät suurimpia toiveita ja ponnisteluja sopivan tekniikan luomiseksi nestemäisen vedyn nesteytykselle ja kuljetukselle. Tässä mielessä juuri näistä aluksista, kryogeenisistä säiliöistä ja kuorma-autoista voi tulla perusta tulevalle vetyliikenteelle. Huhtikuussa 2004 avattiin BMW: n ja Steyrin yhdessä kehittämä ensimmäinen laatuaan oleva nestemäisen vedyn tankkausasema Münchenin lentokentän välittömään läheisyyteen. Sen avulla tankkien täyttäminen nesteytetyllä vedyllä tapahtuu täysin automaattisesti, ilman osallistumista ja ilman riskiä auton kuljettajalle.

Lisää kommentti