Вход

Харесайте страницата ни във Facebook

Станете част от голямата фамилия на auto motor und sport

Бъдете информирани за любимите ви марки, интересни предложения, игри, томболи, както и много новини от необятния свят на автомобилите.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

0 продукта | 0 лв.

Абонамент

Благодаря, че избрахте да се абонирате за auto motor und sport. Изберете вида абонамент и въведете нужните данни, а ние ще се погрижим списанията да достигнат до Вас максимално бързо.

Избери годишен абонамент и вземи 20% отстъпка.

auto motor und sport Bulgaria logo

BMW и водородът: Част първа

07.01.2007 20:01 4
4
2571810805
Туит
BMW и водородът: Част първа

Гръмотевиците на отминаващата буря все още отекват в небето когато огромният въздушен кораб се прибилижава към площадката за кацане в близост до Ню Джърси. На 6 май 1937 година дирижабълът „Хинденбург” завършва своя първи за сезона полет, превозвайки на борда си точно 97 пътника...

След няколко дни огромният и пълен с водород балон трябва да отлети по обратния курс до Франкфурт на Майн. Всички места за полета са отдавна резервирани от американски граждани, изгарящи от нетърпение да станат свидетели на коронацията на британския крал Джордж VI, но съдбата е решила тези пътници никога да не се качат на въздухоплаветелния гигант.

Малко след завършване на подоготовката за кацане на дирижабъла, неговият командир Розендал забелязва пламъци по обшивката му, а броени секунди след това огромният балон се превръща в зловеща летяща клада, от която след още половин минута ще останат само жалки метални отломки на земята. Едно от най-удивителните неща в тази история е радващият факт, че много от пътниците на борда на възпламенилия се дирижабъл в крайна сметка успяват да оцелеят.

Граф Фердинад фон Цепелин мечтае да осъществи полет с по-леко от въздуха устройство още в края на XIX век, скицирайки сам груба схема на изпълнено с лек газ летящо средство и стартирайки проекти за неговата практическа реализация. Цепелин живее достатъчно дълго, за да види как неговото творение постепенно навлиза в живота на хората и умира през 1917 година - малко преди страната му да загуби Първата Световна Война и използването на неговите кораби да бъде забранено от Версайския договор. „Цепелините” тънат в забвение в продължение на години, но нещата отново се променят с шеметна бързина с идването на Хитлер на власт. Новият шеф на компанията Zeppelin д-р Хуго Екнер e твърдо убеден, че се налагат ред съществени технологични промени в конструкцията на дирижаблите, като за главната сред тях посочва замяната на лесно запалимия и опасен водород с хелий. За съжаление обаче САЩ, които по това време са единствените производители на тази страгетическа суровина, не могат да продават хелий на Германия по силата на нарочен закон, гласуван от Конгреса през 1923 година. Именно поради това новият кораб, носещ означението LZ 129, в крайна сметка отново бива напълнен с водород.

Изградената от леки алуминиеви сплави конструкция на огромния нов балон достига дължина от почти 300 и е с диаметър от около 45 метра. Гигантският въздухоплавателен съд с равностоен с този на този на кораба „Титаник” се задвижва от четири 16-цилиндрови дизелови двигателя, всеки от които с мощност от по 1300 к. с. Естествено, Хитлер не пропуска възможността да превърне „Хинденбург” в ярък пропаганден символ на нацистка Германия и прави всичко възможно да ускори старта на експлоатацията му. В резултат на това, през 1936 година „показният” дирижабъл вече изпълнява редовни трансатлантически полети.

При първия за 1937 година рейс, на поляната за кацане в Ню Джърси се струпва множество екзалтирани зрители, възторжени посрещачи, роднини и журналисти, много от които очакват с часове преминаването на бурята. Дори радиото отразява интересното събитие. В един момент трепетното очакване бива прекъснато от замлъкването на говорителя, който миг след това изкрещява с истеричен тон ”Огромна огнена топка пада от небето! Няма никакъв шанс някой да е останал жив...” Корабът се запалва изведнъж и мигом заприличва на гигантска горяща факла. Някои от пътниците започват панически да скачат от гондолата с намерението да се спасят от ужасяващия огън, но това се оказва фатално за тях поради стометровата височина. В крайна сметка оцеляват само част от пасажерите, които изчакват дирижабъла да се приближи до земята, но и много от тях са зле обгорени. В даден момент корабът не издържа на пораженията от бушуващия огън и хилядите литри вода от баласта в предната част започват да се изливат към земята. „Хинденбург” бързо се накланя, горящата задна част се забива в земята и всичко приключва с пълно разрушение в рамките на 34 секунди. Шокът от гледката разтърсва събралото се на земята множество. По онова време за официална причина за катастрофата са приети гръмотевиците, предизвикали запалване на водорода, но през последните години един германски и един американски специалист категорично твърдят, че причината за трагедията с преминалия без проблеми през много бури „Хинденбург” е друга. След множество наблюдения на архивните филмови кадри те стигат до извода, че пожарът започва от леснозапалимата боя, покриваща обшивката на дирижабъла. Пожарът на германския дирижабъл е една от най-зловещите катастрофи в човешката история, а споменът за това ужасно събитие все още е твърде болезнен за мнозина. И днес споменаването на думите «дирижабъл» и «водород» придизвикват асоциации с огнения ад в Ню Джърси, макар че ако бъде «опитомен» по подходящ начин, най-лекият и най-разпространен в природата газ би могъл да бъде изключително полезен въпреки опасните си свойства. Според голям брой съвременни учени истинската ера на водорода тепърва престои, макар в същото време друга голяма част от научното общество да се отнася скептично към подобни крайни прояви на оптимизъм. Към оптимистите, поддържащи първата хипотеза и най-убедени привърженици на водородната идея несъмнено траябва да бъдат причислени баварците от BMW. Германската автомобилна фирма вероятно най-добре познава неизбежните проблеми по пътя към водородната икономика и е най-напред в преодоляването на трудностите в процеса на преминаване от въглеводородни горива към водород.

Амбициите

Самата идея за използването на толкова чисто екологично и неизчерпаемо като запаси гориво звучи като вълшебство за преумореното от борби за енергийни ресурси човечество. Днес съществуват не едно и две „водородни общества” които имат за задача да пропагандират положителното отношение към лекия газ и непрестано организират срещи, симпозиуми и изложения. Компанията-производител на гуми Michelin например хвърля огромни средства в организирането на набиращия все по-голяма популярност огромен световен форум Michelin Challenge Bibendum, посветен на екологичните горива и автомобили и фокусиран не на последно място и върху водорода.

Лъхащият от изказванията на подобни форуми оптимизъм обаче все още не е достатъчен за практическото осъществяване на прекрасната водородна идилия, а встъпването във водордната икономика е безкрайно сложно и неизпълнимо на този технологичен етап на развитие на цивилизацията начинание.

Въпреки това обаче в последно време човечеството упорито се стреми да използва все повече и повече алтернативни енергийни източници, а именно водородът би могъл да се превърне във важен мост за съхраняването на получената от слънцето, вятъра, водата и биомасата енергия чрез превръщането й в химическа енергия. На прост език това означава, че произведеното от тези природни източници електричество не би могло да се съхранява в големи обеми, но би могло да се използва за производство на водород чрез разлагането на водата на кислород и водород.

Колкото и странно да звучи, в кръга от основни поддръжници на тази схема са някои нефтени компании, сред които най-последователен е разполагащият със специална инвестиционна стратегия за значителни вложения в тази област британски петролен гигант ВР. Разбира се, водород може да се добива и от невъзстановими въглеводородни източници, но в този случай човечеството трябва да потърси решение на проблема за съхранението на получения в този процес въглероден двуокис. Безспорен факт е, че технологичните проблеми на добива, съхранението и транспротирането на водорда са решими - на практика дори и в момента огромни количества от този газ се произвеждат и използват като суровина в химическата и нефтохимическата индустрии. В тези случаи обаче високата себестойност на водорода не е фатална, тъй като се „стопява” във високата цена на продуктите, в чиито синтез участва.

Въпросът с използването на лекия газ в качеството му на енергиен източник обаче е малко по-сложен. Учените дълго време блъскат главите си в търсене на възможна стратегическа алтернатива на нефтените горива и засега стигат до единодушното мнение, че именно водородът е най-екологичният и наличен в достатъчно количество енергоизточник. Само той отговаря и на всички необходими изискавния за плавен преход към промяна на сегашното статукво. В основата на всички тези предимства стои едни прост, но много важен факт – добивът и употребата на водород се завъртат в естествения природен кръг на съединяване и разграждане на водата... Ако човечеството усъвършенства методите за производство с помощта на естествени източници като слънчева енергия, вятър и вода, то водородът ще може да се произвежда и използва в неограничени количества без отделяне на никакви вредни емисии. В качеството си на възстановим енергоизточник водородът отдавна е плод на значими изследвания в рамките на най-различини програми в Северна Америка, Европа и Япония. Последните от своя страна са част от работата на множество разнообразни съвместни проекти, имащи за цел да проектират цялостна водородна инфраструктура, включваща производството, съхранението, превоза и дистирибуцията. Нерадко тези разработки са съпроводени със значителни държавни субсидии и се базират на международни договорености. През ноември 2003 година например бе подписан договорът за „Международно партньорство за водородна икономика”, в състава на което се включват най-големите индустриални страни в света като Австралия, Бразилия, Канада, Китай, Франция, Германия, Исландия, Индия, Италия, Япония, Норвегия, Корея, Русия, Великобритания, САЩ и Европейската Комисия. Целта на това интернационално сътрудничество е „да организира, стимулира и обединява усилията на различните институции по пътя към водородната ера, както и да подкрепя създаването на технологии за производство, съхранение и разпространение на водорода.”

Евентуалният път към използването на това чисто екологично гориво в автомобилната сфера би могъл да поеме две насоки. Едната от тях са устройствата, познати като „горивни клетки”, в които  при химическото съединяване на водорода с кислорода от въздуха се отделя електрическа енергия, а втората се свежда до разработката на технологии за използването на течен водород като гориво в цилиндрите на класическия двигател с вътрешно горене. Втората насока е психологически по-близка както до потребителите, така и до автомобилните фирми, а неин най–ярък радетел е именно BMW.

Производството

В момента в световен мащаб се произвеждат над 600 милиарда кубически метра чист водород. Основната суровина за неговото получаване е природният газ, който се преработва в процес, познат като „реформинг”. По-малки количества водород се добиват чрез други процеси като електролизата на хлорни съединения, частичното окисляване на тежък нефт, газификацията на въглища, пиролизата на въглища за производство на кокс, както и реформинга на бензин. Приблизително половината от световния добив на водород се използва за синтез на амоняк (който пък служи за суровина в производството на изкуствени торове), при преработката на петрола и в синтеза на метанол. Тези производствени схеми натоварват екологията в различна степен и за съжаление нито една от тях не предлага смислена алтернатива на моментното енергийно статукво – първо, защото използват невъзстоновяеми източиници и второ, защото при производството се отделят нежелани субстанции като например въглероден двуокис, който с основен виновник за  парниковия ефект. Наскоро интересно предложение за решение на този проблем направиха финансирани от Европейския съюз и германското правителство изследователи, които са създали т. нар. технология за „секвестрация”, при която полученият при производството на водород от природен газ въглероден двуокис се напомпва в стари, изпразнени находища на нефт, природен газ или въглища. Процесът обаче не е никак лесен за практическо осъществяване, тъй като нито нефтените, нито газовите находища са реални кухини в земната кора, а най-често са порести пясъчни структури.

Най-обещаващият бъдещ метод за производство на водород си остава познатото от основното училище разлагане на вода с електрическа енергия. Приниципът е пределно прост - към два потопени във водна баня електрода се прилага електрическо напрежение, при което положително заредените водордни йони се отправят към отрицателиня електрод, а отрицателно заредените кислородни йони - към положителния. На практика се използват няколко основни метода за това електрохимично разлагане на водата - „алкална електролиза”, „мембранна електролиза”, „електролиза при високо налягане” и „електролиза при висока температура”.

Всичко би било идеално, ако в простата аритметика на деленето не се намесваше изключително важният проблем за произхода на необходимата за целта електроенергия. Работата е в това, че в момента при производството й неминуемо се отделят вредни странични продукти, чието количество и вид варира в зависимост от начина, по който става това, а отгоре на всичко електропроизводството е нискоефективен и много скъп процес.

Разкъсването на порочния и затварянето на чистия енергиен кръг в момента е възможно единствено при използване на природна и най-вече на слънчева енергия за производство на необходимото за разлагане на водата електричество. Решаването на тази задача несъмнено ще изисква много време, средства и усилия, но на много места по света генерирането на електрическа енергия по този начин вече е факт. 

BMW например играят активна роля в създаването и разработката на слънчеви станции за производство на електроенергия. Построената в малкото баварско градче Нойбург електроцентрала използва фотоелектрически елементи за производство на енергия, благодарение на която се добива водород. Според инженерите на компанията особено интересни са системите, при които слънчевата енергия се използва за нагряване на вода, а получена пара задвижва електрически генератори - подобни слънчеви електроцентрали вече работят в пустинята Мохаве в Калифорния, където по този способ се генерират 354 мВт електронергия. Във все по-актуална се превръща и вятърната енергия, а вятърните електроцентрали по бреговете на страни като САЩ, Германия, Холандия, Белгия и Ирландия играят все по-значина икономическа роля. На различни места по света съществуват и предприятия, добиващи водород от биомаса.

Съхранението

Водородът може да бъде съхраняван в големи количества както в газообразна, така и в течна фаза. Най-големите подобни хранилища, в които водородът се намира при сравнително ниско налягане, се наричат „газометри”. Средноголемите и по-малките резервоари са пригодени за съхранение на водород при налягане от 30 бара, докато в най-малките специални резервоари  (скъпи устройства, изработени от специална стомана или от усилени с въглеродни нишки композитни материали) се поддържа постоянно налягане от 400 бара.

Водородът би могъл да се съхранява и в течна фаза, като при температура от -253 0С в едница обем се съдържа 1,78 пъти повече енергия, отколкото при съхраняването му под налягане от 700 бара – за да постигне равностойно на втечнения водород количество енергия в единица обем, газът трябва да трябва да бъде сгъстен до 1250 бара. Именно поради по-високата енергийна ефективност на охладения водород BMW се кооперира с германския хладилен концерн Linde, който разработи модерни криогенни устройства за втечняване и съхранение на водород. Учените предлагат и други различни, но по-малко приложими за момента алтернативни варианти за съхранение на водорода - например съхранение под налягане в специално метално брашно, във вид на металохидриди и други.

Траспортирането

В районите със силна концентрация на химически заводи и рафинерии вече има изградена мрежа за пренос на водород. В общи линии техниката наподобява тази за пренос на природен газ, но използването на последната за нуждите на водорода не винаги е възможно. Още през миналото столетие обаче голяма част от къщите в европейските градове се осветяват с пренесен по тръбопроводи светилен газ, който съдържва до 50% водород и който именно се използва като гориво за първите стационарни двигатели с вътрешно горене. Днешното ниво на технологите вече позволява и трансконтинентален превоз на втечен водород посредством вече съществуващи криогенни танкери, подобни на тези за природен газ. В момента учените и инженерите възлагат най-големи надежди и хвърлят най-големи усилия в областта на създаване на адекватни технологии за втечняване и превозване на течен водород. В този смисъл именно споменатите кораби, криогенните железопътни цистерни и камиони биха могли да се превърнат в основа на бъдещия водороден транспорт. През април 2004 година в непосредствена близост до Мюнхенското летище заработи първата по рода си станция за зареждане на автомобили с втечнен водород, разработена съвместно от инженерите на BMW и Steyr. При нея зареждането на резервоарите с втечнен водород се извършва напълно автоматично без участието и без никакъв риск за водача на автомобила.

 

Коментари

stefan4o
Скоро не съм чел публикации по този метод, но. Ммга да кажа един прост факт - Европа се ориентира незнайно защо към директно производство на ел. енергия от вятърни централи. Системите работят на ниско КПД за да могат директно да се прикачат към енергопреносната мрежа. Америка твърде рано поумня и започна произовдсвто на водород от вятърна енергия на принципа - има вятър има водород, няма вятър няма водород. Там КПД-то е много по-голямо. Защотото не се търси митичния косинус Фи, необходим за мосово потребление. Реално погледнато само преференциалните цени по изискване крепят този "мехур" в Европа. Но и това ще се промени, както се променя и политиката за преференции за биогоривата

анонимен
АРА технологии в енергетиката Човечеството е на прага на алтернативната енергетика.Все още Го гони страха от разкриването и,защото трябва да признае манипулативните методи с които е управлявана еветовната икономика.Чака се смяната на поколенията за да се изтрие паметта/да се забрави миналото/и да се свали нивото на образованието. Бъдещето на енергетиката не може да мине без квантовата механика на макро ниво.Формите които реализират тази енергиина единица са оставени на човечеството в дълбока древност във вид на символи!Там са ...умните технологии!

kontynyum
Аз съм от "времето на Варшавския договор".Публикацията на този който е качил на сайта е систематично ориентирана, ама поради това, че си служа с нета като човек именно от времето на Варшавския договор не съм в състояние да се добера до малко повече технически данни на системите които съхраняват водород а и тези които го произвеждат чрез електролиза. Там сигурно има инженерни тънкости, част от които са изложени за публично ползване. Разбира се повечето са "ноухау". и така как да се ориентирам?

Фен
Ако напълните имрегниран с ракетно гориво плат с достатъчно водород и го пуснете да лети сред статично електричество и да не се казва „Хинденбург“, нима очаквате да се получи ORBIT с"Вкус на Диня"???

comments powered by Disqus