Test drive BMW dhe hidrogjen: pjesa e parë

Zhurma e stuhisë së afërt ende jehoi në qiell ndërsa avioni i madh u afrua në vendin e uljes afër New Jersey. Më 6 maj 1937, aeroplani Hindenburg bëri fluturimin e tij të parë të sezonit, duke marrë në bord 97 pasagjerë.

Në pak ditë, një tullumbace e madhe e mbushur me hidrogjen pritet të fluturojë përsëri në Frankfurt të Mainit. Të gjitha vendet në fluturim janë rezervuar prej kohësh nga qytetarët amerikanë të etur për të parë kurorëzimin e Mbretit Britanik George VI, por fati përcaktoi që këta pasagjerë nuk do të hipnin kurrë në gjigantin e avionëve.

Menjëherë pas përfundimit të përgatitjeve për uljen e aeroplanit, komandanti i saj Rosendahl vuri re flakët në bykun e saj dhe pas disa sekondash topi i madh u shndërrua në një trung fluturues ogurzi, duke lënë vetëm fragmente metalike të mjerueshme në tokë pas gjysmës tjetër. minutë. Një nga gjërat më befasuese në lidhje me këtë histori është fakti që ngroh zemrën që shumë nga pasagjerët në bordin e avionit të djegur përfundimisht arritën të mbijetojnë.

Konti Ferdinand von Zeppelin ëndërroi të fluturonte në një automjet më të lehtë se ajri në fund të shekullit të 1917-të, duke skicuar një diagram të përafërt të një avioni të mbushur me gaz të lehtë dhe duke nisur projekte për zbatimin praktik të tij. Zeppelin jetoi mjaftueshëm për të parë krijimin e tij që hyri gradualisht në jetën e njerëzve dhe vdiq në 1923, pak para se vendi i tij të humbte Luftën e Parë Botërore dhe përdorimi i anijeve të tij ishte i ndaluar nga Traktati i Versajës. Zeppelins u harruan për shumë vite, por gjithçka ndryshon përsëri me një shpejtësi marramendëse me ardhjen në pushtet të Hitlerit. Kreu i ri i Zeppelin, Dr. Hugo Eckner, beson fuqimisht se kërkohen një numër ndryshimesh të rëndësishme teknologjike në hartimin e anijeve ajrore, kryesorja prej të cilave është zëvendësimi i hidrogjenit të ndezshëm dhe të rrezikshëm me helium. Për fat të keq, megjithatë, Shtetet e Bashkuara, të cilat në atë kohë ishin prodhuesi i vetëm i kësaj lënde të parë strategjike, nuk mund t'i shesin helium Gjermanisë sipas një ligji të veçantë të miratuar nga Kongresi në 129. Kjo është arsyeja pse anija e re, e emëruar LZ XNUMX, përfundimisht ushqehet me hidrogjen.

Ndërtimi i një tullumbace të madhe të re të bërë nga lidhje të lehta alumini është gati 300 metra i gjatë dhe ka një diametër rreth 45 metra. Avioni gjigant, ekuivalent me Titanikun, mundësohet nga katër motorë me naftë 16 cilindra, secila me 1300 kf. Natyrisht, Hitleri nuk e humbi rastin për ta kthyer "Hindenburgun" në një simbol të gjallë propagandistik të Gjermanisë naziste dhe bëri gjithçka të mundur për të përshpejtuar fillimin e shfrytëzimit të saj. Si rezultat, tashmë në 1936 aeroplani "spektakolar" bëri fluturime të rregullta transatlantike.

Në fluturimin e parë në 1937, vendi i uljes në New Jersey ishte i mbushur me spektatorë të emocionuar, takime entuziaste, të afërm dhe gazetarë, shumë prej të cilëve prisnin me orë të tëra që stuhia të qetësohej. Edhe radio mbulon një ngjarje interesante. Në një moment pritja e shqetësuar ndërpritet nga heshtja e folësit, i cili pas një çasti në mënyrë histerike bërtet: “Një top i madh zjarri po bie nga qielli! Nuk ka njeri të gjallë ... Anija ndizet papritmas dhe në çast duket si një pishtar gjigant që digjet. Disa pasagjerë në panik filluan të hidheshin nga gondola për t'i shpëtuar zjarrit të frikshëm, por për ta rezultoi fatale për shkak të lartësisë njëqind metra. Në fund, vetëm disa nga pasagjerët që presin që avioni të afrohet në tokë mbijetojnë, por shumë prej tyre janë djegur keq. Në një moment, anija nuk mundi t'i rezistojë dëmtimit të zjarrit të furishëm dhe mijëra litra ujë çakëll në hark filluan të derdhen në tokë. Lista e Hindenburgut me shpejtësi, pjesa e pasme e djegur përplaset në tokë dhe përfundon në shkatërrim të plotë në 34 sekonda. Tronditja e spektaklit trondit turmën e mbledhur në tokë. Në atë kohë, shkaku zyrtar i rrëzimit konsiderohej bubullima, e cila shkaktoi ndezjen e hidrogjenit, por vitet e fundit, një ekspert gjerman dhe amerikan argumentojnë kategorikisht se tragjedia me anijen Hindenburg, e cila kaloi shumë stuhi pa probleme. , ishte shkaku i fatkeqësisë. Pas vëzhgimeve të shumta të pamjeve arkivore, ata arritën në përfundimin se zjarri filloi për shkak të bojës së djegshme që mbulonte lëkurën e aeroplanit. Zjarri i një aeroplani gjerman është një nga fatkeqësitë më të këqija në historinë e njerëzimit dhe kujtimi i kësaj ngjarjeje të tmerrshme është ende shumë i dhimbshëm për shumë njerëz. Edhe sot, përmendja e fjalëve "airship" dhe "hidrogjen" ngjall ferrin e zjarrtë të Nju Xhersit, megjithëse nëse "zbutet" siç duhet, gazi më i lehtë dhe më i bollshëm në natyrë mund të jetë jashtëzakonisht i dobishëm, pavarësisht nga vetitë e tij të rrezikshme. Sipas një numri të madh shkencëtarësh modernë, epoka e vërtetë e hidrogjenit është ende në vazhdim, megjithëse në të njëjtën kohë, pjesa tjetër e madhe e komunitetit shkencor është skeptik për manifestime të tilla ekstreme të optimizmit. Ndër optimistët që mbështesin hipotezën e parë dhe mbështetësit më të vendosur të idesë së hidrogjenit, natyrisht, duhet të jenë bavarezët nga BMW. Kompania gjermane e automobilave është ndoshta më e vetëdijshme për sfidat e pashmangshme në rrugën drejt ekonomisë së hidrogjenit dhe, mbi të gjitha, kapërcen vështirësitë në kalimin nga karburantet hidrokarbure në hidrogjen.

ambiciet

Vetë ideja e përdorimit të një karburanti që është po aq miqësor ndaj mjedisit dhe i pashtershëm sa rezervat e karburantit tingëllon si magji për një njerëzim në kontrollin e një lufte energjie. Sot, ka më shumë se një ose dy "shoqëri të hidrogjenit", misioni i të cilave është të promovojnë një qëndrim pozitiv ndaj gazit të lehtë dhe të organizojnë vazhdimisht takime, simpoziume dhe ekspozita. Kompania e gomave Michelin, për shembull, po investon shumë në organizimin gjithnjë e më të popullarizuar Michelin Challenge Bibendum, një forum global i fokusuar në hidrogjenin për karburante dhe makina të qëndrueshme.

Sidoqoftë, optimizmi që buron nga fjalimet në forume të tilla nuk është ende i mjaftueshëm për zbatimin praktik të një idili të mrekullueshëm hidrogjenor, dhe hyrja në ekonominë e hidrogjenit është një ngjarje pafundësisht komplekse dhe e pamundur në këtë fazë teknologjike të zhvillimit të qytetërimit.

Kohët e fundit, megjithatë, njerëzimi është përpjekur të përdorë gjithnjë e më shumë burime alternative të energjisë, domethënë, hidrogjeni mund të bëhet një urë e rëndësishme për ruajtjen e energjisë diellore, të erës, ujit dhe biomasës, duke e shndërruar atë në energji kimike. ... Në terma të thjeshtë, kjo do të thotë që energjia elektrike e prodhuar nga këto burime natyrore nuk mund të ruhet në vëllime të mëdha, por mund të përdoret për të prodhuar hidrogjen duke zbërthyer ujin në oksigjen dhe hidrogjen.

Sado e çuditshme të tingëllojë, disa kompani nafte janë ndër propozuesit kryesorë të kësaj skeme, ndër të cilat më konsekuenti është gjiganti britanik i naftës BP, i cili ka një strategji specifike investimi për investime të konsiderueshme në këtë fushë. Natyrisht, hidrogjeni mund të nxirret edhe nga burimet e hidrokarbureve jo të rinovueshme, por në këtë rast, njerëzimi duhet të kërkojë një zgjidhje për problemin e ruajtjes së dioksidit të karbonit të marrë në këtë proces. Është fakt i padiskutueshëm që problemet teknologjike të prodhimit, ruajtjes dhe transportit të hidrogjenit janë të zgjidhshme – në praktikë ky gaz prodhohet tashmë në sasi të mëdha dhe përdoret si lëndë e parë në industrinë kimike dhe petrokimike. Në këto raste, megjithatë, kostoja e lartë e hidrogjenit nuk është fatale, pasi ai “shkrihet” në koston e lartë të produkteve në sintezën e të cilave ai merr pjesë.

Megjithatë, çështja e përdorimit të gazit të lehtë si burim energjie është disi më e ndërlikuar. Shkencëtarët kanë grumbulluar trurin e tyre për një kohë të gjatë në kërkim të një alternative të mundshme strategjike për naftën, dhe deri më tani ata kanë arritur në mendimin unanim se hidrogjeni është më miqësor me mjedisin dhe i disponueshëm në energji të mjaftueshme. Vetëm ai plotëson të gjitha kërkesat e nevojshme për një tranzicion të qetë në një ndryshim në status quo-në aktuale. Në themel të të gjitha këtyre përfitimeve qëndron një fakt i thjeshtë por shumë i rëndësishëm – nxjerrja dhe përdorimi i hidrogjenit sillet rreth ciklit natyror të përbërjes dhe dekompozimit të ujit… Nëse njerëzimi përmirëson metodat e prodhimit duke përdorur burime natyrore si energjia diellore, era dhe uji, hidrogjeni mund të prodhohet. dhe përdorni në sasi të pakufizuar pa emetuar asnjë emetim të dëmshëm. Si një burim energjie të rinovueshme, hidrogjeni ka qenë prej kohësh rezultat i kërkimeve të rëndësishme në programe të ndryshme në Amerikën e Veriut, Evropë dhe Japoni. Këto të fundit, nga ana tjetër, janë pjesë e punës për një gamë të gjerë projektesh të përbashkëta që synojnë krijimin e një infrastrukture të plotë hidrogjeni, duke përfshirë prodhimin, ruajtjen, transportin dhe shpërndarjen. Shpesh këto zhvillime shoqërohen me subvencione të konsiderueshme të qeverisë dhe bazohen në marrëveshje ndërkombëtare. Në nëntor 2003, për shembull, u nënshkrua Marrëveshja Ndërkombëtare e Partneritetit për Ekonominë e Hidrogjenit, e cila përfshin vendet më të mëdha të industrializuara në botë si Australia, Brazili, Kanadaja, Kina, Franca, Gjermania, Islanda, India, Italia dhe Japonia. , Norvegjia, Koreja, Rusia, MB, SHBA dhe Komisioni Evropian. Qëllimi i këtij bashkëpunimi ndërkombëtar është “të organizojë, stimulojë dhe bashkojë përpjekjet e organizatave të ndryshme në rrugën drejt epokës së hidrogjenit, si dhe të mbështesë krijimin e teknologjive për prodhimin, ruajtjen dhe shpërndarjen e hidrogjenit”.

Rruga e mundshme për përdorimin e këtij karburanti miqësor me mjedisin në sektorin e automobilave mund të jetë e dyfishtë. Njëra prej tyre janë pajisjet e njohura si "qelizat e karburantit", në të cilat kombinimi kimik i hidrogjenit me oksigjenin nga ajri çliron energjinë elektrike dhe e dyta është zhvillimi i teknologjive për përdorimin e hidrogjenit të lëngshëm si lëndë djegëse në cilindrat e një motori klasik me djegie të brendshme. . Drejtimi i dytë është psikologjikisht më afër si me konsumatorët ashtu edhe me kompanitë e makinave, dhe BMW është mbështetësi i saj më i ndritshëm.

Prodhim

Aktualisht, në mbarë botën prodhohen më shumë se 600 miliardë metra kub hidrogjen të pastër. Lënda e parë kryesore për prodhimin e tij është gazi natyror, i cili përpunohet në një proces të njohur si "reformim". Sasi më të vogla hidrogjeni rikuperohen nga procese të tjera si elektroliza e përbërjeve të klorit, oksidimi i pjesshëm i naftës së rëndë, gazifikimi i qymyrit, piroliza e qymyrit për të prodhuar koks dhe reformimi i benzinës. Përafërsisht gjysma e prodhimit botëror të hidrogjenit përdoret për sintezën e amoniakut (i cili përdoret si lëndë e parë në prodhimin e plehrave), në rafinimin e naftës dhe në sintezën e metanolit. Këto skema prodhimi e rëndojnë mjedisin në shkallë të ndryshme dhe, për fat të keq, asnjëra prej tyre nuk ofron një alternativë kuptimplotë për status quo-në aktuale të energjisë - së pari, sepse ato përdorin burime jo të rinovueshme dhe së dyti, sepse ai prodhim çliron substanca të padëshiruara si karboni. dioksidi, i cili është fajtori kryesor. Efekti serrë. Një propozim interesant për zgjidhjen e këtij problemi është bërë së fundmi nga studiues të financuar nga Bashkimi Evropian dhe qeveria gjermane, të cilët kanë krijuar një teknologji të ashtuquajtur “sekuestrim”, në të cilën dioksidi i karbonit i prodhuar gjatë prodhimit të hidrogjenit nga gazi natyror pompohet në fusha të vjetra të varfëruara. naftë, gaz natyror ose qymyr. Megjithatë, ky proces nuk është i lehtë për t'u zbatuar, pasi as fushat e naftës dhe as gazit nuk janë zgavra të vërteta në koren e tokës, por më së shpeshti janë struktura ranore poroze.

Metoda më premtuese në të ardhmen e prodhimit të hidrogjenit mbetet dekompozimi i ujit me energji elektrike, i njohur që në shkollën fillore. Parimi është jashtëzakonisht i thjeshtë - një tension elektrik aplikohet në dy elektroda të zhytura në një banjë uji, ndërsa jonet e hidrogjenit të ngarkuar pozitivisht shkojnë në elektrodën negative, dhe jonet e oksigjenit të ngarkuar negativisht shkojnë në atë pozitive. Në praktikë, për këtë dekompozim elektrokimik të ujit përdoren disa metoda kryesore - "elektroliza alkaline", "elektroliza e membranës", "elektroliza me presion të lartë" dhe "elektroliza me temperaturë të lartë".

Gjithçka do të ishte perfekte nëse aritmetika e thjeshtë e ndarjes nuk do të ndërhynte në problemin jashtëzakonisht të rëndësishëm të origjinës së energjisë elektrike të nevojshme për këtë qëllim. Fakti është se aktualisht, prodhimi i tij lëshon në mënyrë të pashmangshme nënprodukte të dëmshme, sasia dhe lloji i të cilave varion në varësi të mënyrës se si bëhet dhe, mbi të gjitha, prodhimi i energjisë elektrike është një proces joefikas dhe shumë i kushtueshëm.

Prishja e viciozit dhe mbyllja e ciklit të energjisë së pastër aktualisht është e mundur vetëm kur përdorni energji natyrore dhe veçanërisht diellore për të gjeneruar energji elektrike të nevojshme për të dekompozuar ujin. Zgjidhja e këtij problemi do të kërkojë pa dyshim shumë kohë, para dhe përpjekje, por në shumë pjesë të botës, gjenerimi i energjisë elektrike në këtë mënyrë tashmë është bërë fakt.

BMW, për shembull, luan një rol aktiv në krijimin dhe zhvillimin e termocentraleve diellore. Termocentrali, i ndërtuar në qytetin e vogël bavarez të Neuburg, përdor qeliza fotovoltaike për të prodhuar energji që prodhon hidrogjen. Sistemet që përdorin energjinë diellore për të ngrohur ujin janë veçanërisht interesante, thonë inxhinierët e kompanisë, dhe avulli që rezulton fuqizon gjeneratorët e energjisë elektrike - impiante të tilla diellore tashmë funksionojnë në shkretëtirën Mojave në Kaliforni, e cila prodhon 354 MW energji elektrike. Energjia e erës po bëhet gjithashtu gjithnjë e më e rëndësishme, me fermat e erës në brigjet e vendeve si SHBA, Gjermania, Holanda, Belgjika dhe Irlanda që luajnë një rol gjithnjë e më të rëndësishëm ekonomik. Ka edhe kompani që nxjerrin hidrogjen nga biomasa në pjesë të ndryshme të botës.

Lokacioni i ruajtjes

Hidrogjeni mund të ruhet në sasi të mëdha si në fazat e gazit ashtu edhe në ato të lëngshme. Më i madhi prej këtyre rezervuarëve, në të cilin hidrogjeni është në një presion relativisht të ulët, quhen "matës të gazit". Rezervuarët mesatarë dhe të vegjël janë të përshtatshëm për ruajtjen e hidrogjenit në një presion prej 30 bar, ndërsa rezervuarët më të vegjël specialë (pajisje të shtrenjta të bëra prej çeliku të veçantë ose materiale të përbërë të përforcuar me fibra karboni) mbajnë një presion konstant prej 400 bar.

Hidrogjeni gjithashtu mund të ruhet në një fazë të lëngshme në -253°C për njësi vëllimi, që përmban 0 herë më shumë energji sesa kur ruhet në 1,78 bar - për të arritur sasinë ekuivalente të energjisë në hidrogjen të lëngshëm për njësi vëllimi, gazi duhet të kompresohet deri në deri në 700 bar. Është pikërisht për shkak të efikasitetit më të lartë energjetik të hidrogjenit të ftohur që BMW po bashkëpunon me koncernin gjerman të ftohjes Linde, i cili ka zhvilluar pajisje moderne kriogjenike për lëngëzimin dhe ruajtjen e hidrogjenit. Shkencëtarët ofrojnë edhe alternativa të tjera, por më pak të zbatueshme për ruajtjen e hidrogjenit, për shembull, ruajtjen nën presion në miell të veçantë metalik në formën e hidrideve metalike, etj.

Transporti

Në zonat me një përqendrim të lartë të impianteve kimike dhe rafinerive të naftës, tashmë është krijuar një rrjet transmetimi i hidrogjenit. Në përgjithësi, teknologjia është e ngjashme me transportin e gazit natyror, por përdorimi i këtij të fundit për nevojat e hidrogjenit nuk është gjithmonë i mundur. Sidoqoftë, edhe në shekullin e kaluar, shumë shtëpi në qytetet evropiane u ndezën nga një tubacion gazi i lehtë, i cili përmbante deri në 50% hidrogjen dhe përdorej si lëndë djegëse për motorët e parë të palëvizshëm me djegie të brendshme. Niveli i sotëm i teknologjisë lejon gjithashtu transportin transkontinental të hidrogjenit të lëngshëm përmes anijeve ekzistuese kriogjenike, të ngjashme me ato që përdoren për gazin natyror. Aktualisht, shkencëtarët dhe inxhinierët po bëjnë shpresat dhe përpjekjet më të mëdha në fushën e krijimit të teknologjive adekuate për lëngëzimin dhe transportimin e hidrogjenit të lëngshëm. Në këtë kuptim, janë këto anije, tanke kriogjenike hekurudhore dhe kamionë që mund të bëhen baza për transportin e ardhshëm të hidrogjenit. Në Prill 2004, stacioni i parë i këtij lloji për mbushjen e hidrogjenit të lëngshëm, i zhvilluar së bashku nga BMW dhe Steyr, u hap në afërsi të Aeroportit të Mynihut. Me ndihmën e tij, mbushja e rezervuarëve me hidrogjen të lëngshëm kryhet plotësisht automatikisht, pa pjesëmarrje dhe pa rrezik për drejtuesin e makinës.