Водород против нефти
По результатам исследований Американского института нефти в США практически половина, а если быть точным — то 43%, нефти используется для удовлетворения потребностей транспортной отрасли. Также установлено, порядка 95% разведанных источников нефти будут исчерпаны в течении 50-60 лет, а полностью «лишиться» нефти на планете можно в ближайшее столетие.
Ввиду этого очень острой становится проблема поиска альтернативы для нефти, и в первую очередь для таких продуктов ее переработки как бензин и дизельное топливо.
Одним из видов топлива, которое могло бы с успехом заменить бензин и дизельное топливо является водород. Причин тому несколько. Во-первых, запасы водорода на планете практически неисчерпаемы — ведь водород является одним из компонентов самой обычной воды; во-вторых, энергетическая ценность водорода примерно в три раза выше, чем у бензина; и в-третьих — водород более экологичен, ведь в процессе его сгорания выделяется водяной пар.
Первые попытки использовать водород в качестве топлива были предприняты сразу после окончания Второй мировой войны — в те времена остро стоял вопрос о разработке высокоэффективного ракетного топлива. Позднее использовать водород пытались в реактивных самолетах, еще позже этим видом топлива заинтересовались военно-морские силы.
Однако несмотря на то, что данные попытки предпринимались практически всеми высокоразвитыми государствами, закончились они безрезультатно.
Новая волна исследований в этой области началась в 70 годах прошлого столетия — после начала нефтяного кризиса. К исследованиям в этой области активно подключились не только государственные, но и частные организации, международные исследовательские центры, отдельные корпорации.
Активные изыскания в области использования водорода вместо нефтепродуктов ведутся производителями автомобилей. Крупнейшие из них, такие как General Motors, Ford, Honda, Toyota, Mazda, BMW, в течении последнего десятилетия продемонстрировали не один опытный образец автомобилей, работающих на водороде. При этом использовались как традиционный двигатели внутреннего сгорания и водород в качестве топлива, так и автомобили, работающие на так называемых водородных топливных элементах. Однако до массового производства дело пока не дошло — стоимость автомобилей на водороде пока несравненно выше, чем у их бензиновых собратьев. Даже с учетом массового внедрения автомобилей, работающих на водородных топливных элементах, их стоимость будет довольно высокой (примерно 70-90 $/кВт при массовом производстве, на данный момент для опытных образцов достигнут минимальный показатель 290 $/кВт).
Сдерживающим фактором является и производство водорода. При нынешнем уровне технологий существующих в мире производственных мощностей не хватит для удовлетворения даже 10% потребностей автомобильной отрасли, и это с условием, что водород будет использоваться только для транспорта. К тому же стоимость промышленного производства водорода сегодня примерно в 4 раза выше, чем бензина (в пересчете на одинаковое количество выделяемой энергии).
Стоит заметить, что на данный момент наиболее экономически выгодный технологический процесс производства водорода — его получение из метана, запасы которого также ограничены. А существующие методы производства водорода из воды пока очень дороги.
А ведь кроме расширения производственной базы и решения других вопросов, связанных с производством водорода, необходимо построить и разветвленную сеть специальных заправочных водородных станций. А это требует значительных финансовых вливаний: по оценкам Аргоннской национальной лаборатории, для строительства сети водородных заправок только на территории Соединенных Штатов Америки потребуется примерно 600 млрд. $.
Немаловажным фактором, влияющим на успешность внедрению водорода в качестве одного из возможных заменителей нефтепродуктов является его высокая взрывоопасность. Хотя в ходе ряда исследований, в частности, проведенных National Hydrogen Association доказано, что его взрывоопасность не намного превышает показатели бензина, данный фактор все же является довольно весомым.
Одним словом, — использование водорода в качестве полноценной альтернативы нефтепродуктам на данном этапе экономически неоправданно. Вполне возможно, что за те 50 лет, на которые нам хватит нефти, ситуация кардинально изменится: будут найдены дешевые способы производства водорода, решены проблемы со строительством заправочных станций и вопросы безопасного хранения. А пока… пока идут исследования…
