"НОВОЕ В РОССИЙСКОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ"
(№ 5, 2003 г.)
Среди новых направлений развития электроэнергетики особое внимание специалистов привлекают методы и системы прямого преобразования различных видов энергии в электрическую. Одной из наиболее перспективных безмашинных технологий получения электроэнергии является электрохимическая энергетика, использующая водород в качестве топлива электрохимических генераторов (ЭХГ).
В ЭХГ осуществляется прямое преобразование потенциальной химической энергии водорода в электрическую, при этом КПД такой установки может достигать 70%. Водород в качестве энергоносителя имеет целый ряд преимуществ. Во-первых, это самое экологически чистое энергетическое топливо, не образующее парниковых газов; во-вторых, освоено его транспортирование, накопление и хранение, что позволяет создавать при необходимости энергетические резервы для их использования в нужное время; наконец, что особенно перспективно, водород как энергоноситель для ЭХГ при подводе его к потребителю способен заменить три ныне существующие коммуникационные системы: электрическую, газовую (подвод природного газа) и тепловую (подача горячей воды и пара). Молекулярный водород имеет ряд особенностей: наивысшую для органических топлив удельную теплоту сгорания на единицу массы, широкий диапазон концентраций воспламенения, высокую температуру сгорания. Скорость распространения ламинарного пламени в водородных смесях в 10 раз больше, а минимальная энергия, необходимая для индуцирования воспламенения, в 16 раз меньше, чем в смесях метановых. Как химический реагент водород является энергичным восстановителем, кроме того, он активно взаимодействует с металлами и другими веществами, образуя широкий спектр специфических соединений - гидридов с разнообразными свойствами. При конструировании аппаратуры, предназначенной для работы в контакте с водородом, требуется учитывать его способность при повышенных давлениях и температурах интенсивно диффундировать в объем многих металлов, вызывая ухудшение их механических характеристик - так называемую водородную хрупкость. В настоящее время преобладающая часть промышленного крупномасштабного производства водорода основана на конверсии углеводородов, и прежде всего - природного газа. Основными технологическими процессами при этом являются: каталитическая паровая и парокислородная конверсия; термохимическое и плазмохимическое разложение воды; фотокаталитический метод разложения воды. В последнее время особый интерес вызывает возможность прямого преобразования энергии ядерных излучений в химическую энергию с помощью радиолиза. Исходя из анализа этих данных автор, заключает, что экономические преимущества в производстве водорода имеют конверсионный метод с использованием угля и высокотемпературный электролиз на базе высокотемпературных ядерных реакторов. Внимание специалистов в области водородной энергетики в настоящее время привлекают возможности и перспективы использования водорода для транспортирования больших потоков энергии в качестве альтернативы передаче электроэнергии по ЛЭП. Расчеты показывают, что затраты на магистральную транспортировку водорода на большие расстояния - с учетом повышенного КПД преобразования химической энергии водорода в электроэнергию на приемном конце магистрали - при заданной мощности будут существенно меньше, чем затраты на транспортировку электроэнергии по ЛЭП.
Библиография - 32 наименования.
Полный текст статьи можно получить по подписке
Электронный журнал РАО ЕЭС России "Новое в российской электроэнергетике"
http://www.rao-ees.ru/ru/journal/podpis.htm
