Конец эпохи ископаемого топлива

Ископаемые виды топлива имеют очень плохой PR. Однако не везде и не во всех случаях их можно заменить возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ). Это не всегда экономически оправдано и обеспечивает надежность поставок. Какие есть альтернативы?

О подавлении угольной и нефтяной энергетики мы уже неоднократно писали в «МТ». В одном из последних выпусков прошлый год даже упоминался как прорывной в борьбе с традиционными по многим параметрам. Во многих странах удалось снизить цены на энергию из возобновляемых источников ниже цен на уголь (например, в Великобритании). Также снова и снова сообщалось, что в некоторых странах возобновляемые источники энергии уже временно покрывают «мифические» 100% потребностей в энергии (например, в Шотландии и Коста-Рике) — и даже больше.

однако не везде и не всегда ветер дует одинаково сильно. И эффективность солнечных установок относительно высока только в солнечной среде. Поэтому ведется поиск новых источников энергии, т.е. отличных от известных и интенсивно разрабатываемых в настоящее время. Существует множество концепций и прототипов. Трудно сказать, что сработает и будет принято в будущем.

Морская вода с потенциалом

Одна из наиболее интересных идей, о которой мало написано, — это использование as источник энергия морской воды. Экологически безопасное альтернативное освещение, также известное как SALt, раздает инновационное устройство на Филиппинах. лампа с батарейкой из соленой воды как электролит. Один стакан такой воды обеспечивает восемь часов света. Лампа САЛт — штука, мелочь, но сам факт того, что можно вырабатывать электричество из соленой воды, которой у нас на Земле в избытке, очень интересен.

Lampa Устойчивое альтернативное освещение

Также ведется серьезная работа над топливо из морской воды. Ученые, работающие на ВМС США, изобрели способ получения из нее соленой воды углеводородное топливо. Оно не отличается по качеству от того, что используется для вождения транспортных средств. Исследователи провели успешные испытания модели самолета. Пока развито мелкосерийное производство, но — как прогнозируют специалисты — если метод продолжит развиваться, лет через десять он может заменить традиционную систему подачи топлива, правда, пока только для флота.

В прошлом году Департамент материаловедения и технологий Военно-морской исследовательской лаборатории Соединенных Штатов Америки получил первый патент на метод SCCP () — одновременное извлечение углекислого газа и водорода из морской воды. С помощью этого единого процесса модуль E-CEM () обеспечивает все ингредиенты, необходимые для производства синтетического «углеводородного» жидкого топлива в море или в отдаленных районах от баз снабжения. Американцы умели производить из морской воды, например используемой американскими кораблями Топливо для Ф-76, Топливо JP-5 используется морской авиацией США и СПГ и КПГ газы.

Установка для улавливания углеводородов из морской воды

Однако специалисты лаборатории НРЛ охлаждают настроение, указывая на то, что хотя КПД построенного ранее модуля E-CEM первого поколения фактически повышен более чем в 3,79 раз, пока он позволяет производить только более один галлон (XNUMX литра) топлива в день.

Водород полон преимуществ

Одним из потенциальных видов топлива будущего, которое не только не является ископаемым, но и не имеет всех своих недостатков, является водород. Если быть точным — это не столько топливо, сколько энергоноситель, позволяющий удобно и эффективно его хранить и транспортировать. Он позволяет накапливать электроэнергию гораздо более экономичным и практичным способом, чем другие. Обычно используемые батареи уступают место водородной технологии. относительно количества накопленной энергии Ораз скорость загрузки. Водород также определенно более практичен, чем гидроаккумулирующие электростанции промышленного масштаба, потому что электролизеры воды могут иметь практически любого размера и может быть установлен почти везде. Это решение позволяет использовать избыточную электроэнергию, вырабатываемую ветряными турбинами, фотогальваническими панелями или обычными электростанциями, в периоды снижения спроса на электроэнергию.

Водород доступен не нагружая окружающую среду, из чистого сырья с использованием возобновляемой энергии или, например, в процессе переработки отходов методом паровой конверсии метана. Использование избыточной электроэнергии ветряных или солнечных электростанций в периоды снижения спроса позволяет лучше управлять ресурсами энергетической инфраструктуры и снижает себестоимость производства, а получение водорода из отходов способствует ограничение выбросов метана, который представляет собой газ, усиливающий парниковый эффект. Также при производстве электроэнергии в водородных топливных элементах не образуется никаких вредных для окружающей среды веществ — единственным побочным продуктом реакции остается чистая вода.

Хотя это легковоспламеняющийся газ и в сочетании с воздухом он создает взрывоопасную смесь, на практике он представляет гораздо меньшую угрозу, чем популярный сжиженный газ или даже бензин. Будучи более чем в четырнадцать раз легче воздуха, в случае протечки в установке немедленно испаряется, не успев создать опасную смесь. Более того, в отличие от бензина и сжиженного нефтяного газа, даже при воспламенении он не наносит большого ущерба, так как не распространяется по земле, а горит узким пламенем, быстро убегающим вверх, что дает очень мало теплового излучения. Выпускаемые в настоящее время водородные установки гарантируют герметичность и оснащены многочисленными предохранительными устройствами.

работающий на водородных топливных элементах, по функциональности и удобству эксплуатации он не уступает автомобилям с обычным приводом. Например, Toyota Mirai может проехать от 550 до 850 км на полных водородных баках, заправляясь всего за 3 минуты, а стоимость водорода сравнима со стоимостью бензина для двухлитрового автомобиля средних размеров.

Основными проблемами, связанными с использованием водорода, являются: дороговизна способов его получения и пока еще неудовлетворительная эффективность этого процесса. Пока производство и использование водорода выгодно только при определенных условиях, например, когда он заменяет другие, менее эффективные формы хранения энергии.

Зеленый дизель

Инновационный подход к топливам не обязательно должен опираться на поиск принципиально новых технологий. Вы можете, например, производить синтетическое дизельное топливоотвечающее требованиям экологического топлива – прямо как новая разработка инженеров концерна Audi. Создаваемое ими дизельное топливо является экологически чистым хотя бы потому, что для его производства используется углекислый газ. Таким образом, технология соответствует общему энергетическому тренду на сокращение выбросов парниковых газов.

Символ электронного дизельного топлива Audi

Производство Audi e-diesel происходит в несколько этапов: во-первых, высокотемпературный электролиз расщепляет воду, нагретую и преобразованную в пар, на водород и кислород. Этот процесс, осуществляемый при температуре выше 800°С, более эффективен, чем традиционные технологии, в т.ч. благодаря рекуперации тепла. В результате реакции образуется жидкость Blue Crude, состоящая из длинноцепочечных углеводородных соединений. КПД этого процесса — от возобновляемой электроэнергии до жидкого углеводорода — очень высок и составляет 70%. Как и природная сырая нефть, голубая сырая нефть в процессе переработки превращается в конечный продукт. Синтетическое топливо не содержит серы и ароматических соединений и имеет высокое цетановое число, то есть способность самовоспламеняться. Согласно лабораторным испытаниям, проведенным Audi, электродизель можно смешивать с традиционным дизельным топливом, и ожидается, что вскоре он также будет использоваться в качестве самостоятельного топлива.

Как видите, смелое прощание с ископаемым топливом вовсе не означает прощание с топливом и его сжиганием. Возможно, лучший способ получения энергии — это диверсификация, дифференциация способов получения энергии. В зависимости от обстоятельств, потребностей и текущей прибыльности это могут быть возобновляемые источники энергии, новые виды топлива, водород или другие методы, которые нам пока неизвестны. И это было бы самым большим отличием от эпохи монополии и зависимости от угля и нефти.