Способы производства водорода. Перспективы его использования в энергетике

Термин «водородная энергетика» (ВЭ) в последние десять лет приобрел огромную популярность в мире науки, экономики и политики в связи с проблемой истощения невозобновляемых источников энергии — углеводородов. Анализ многочисленных публикаций на эту тему показывает, однако, что под этим термином часто понимается ряд различных программ. В статье сделана попытка эти программы разделить, выделить главные движущие идеи каждой программы и критически оценить их состояние в настоящий момент. Рассмотрены некоторые технологические достижения, которые могут оказать существенное влияние на дальнейшее развитие ВЭ, а также программы развития водородных технологий ведущих стан мира и крупнейших компаний.
Иногда в популярной литературе ВЭ противопоставляется «углеводородной» энергетике. Сразу необходимо отметить, что сфера водородной энергетики — "downstream", т.е. транспортировка, переработка и использование энергии, но не "upstream" (добыча первичного энергетического сырья). ВЭ лишь дополняет нефтяную, атомную или «возобновляемую» энергетику, но сама по себе не является новым источником энергии. Другими словами, водородная энергетика – это способ наиболее эффективного применения имеющихся источников энергии, повышения КПД их использования или получения иных преимуществ.
В свободном виде водород на Земле практически не существует, поэтому его надо производить. Из закона сохранения энергии следует, что потери на цикл «производство водорода — использование водорода» неизбежны. Поэтому одной из задач настоящей записки является выяснение, где эти потери оправданы.
Остановимся на наиболее перспективных и широкомасштабных приложениях водородных технологий.
Концепция экологически чистой водородной энергетики, часто называемая «водородной экономикой», включает:
Производство водорода из воды с использованием невозобновляемых источников энергии (углеводороды, атомная энергия, термоядерная энергия);
Производство водорода с использованием возобновляемых источников энергии (солнце, ветер, энергия морских приливов, биомасса и т.д.);
Надежная транспортировка и хранение водорода;
Широкое использование водорода в промышленности, на транспорте (наземном, воздушном, водном и подводном), в быту;
Обеспечение надежности материалов и безопасности водородных энергетических систем.

Введение....……………………………………………………………….……………………...1
Водородная энергетика.……………………………………………………………….………..2
Перспективы использования водорода в энергетике………….………………………….…..2
Топливные элементы……………………………………………….……………………..........3
Метода производства водорода………………………………………………………………..7
Производство водорода из различных источников сырья…………………………...……....7
Паровая конверсия метана и природного газа ……………………………………….........7
Газификация угля ………………………………………………………………………........7
Электролиз воды…………………………………………………………………………......7
Из биомассы………………………………………………………………………………….9
Из мусора……………………………………………………………………………………..9
Химическая реакция воды с металлами…………………………………………………....9
Производство водорода из различных источников энергии ……………………………......9
Из энергии ветра……………………………………………………………………………..9
Из энергии солнца………………………………………………………………………….10
Из атомной энергии………………………………………………………………………...10
С использованием водорослей…………………………………………………………….10
Домашние системы производства водорода……………………………………………...10
Из потока морской воды……………………………………………………………………11
Получение водорода в металлическом состоянии…………………………………………...12
Проблемы производства водорода……………………………………………………...…….12
Водород как перспективное моторное топливо…………………………………………...…13
Перспективные преобразователи энергии для жидкого водорода………………………….18
Этапы внедрения энергетики в транспорте…………………………………………………..20
Новые отечественные технологии в производстве водорода……………………………….22
Водородный самолет: 23 часа без посадки…………………………………………………...23
Первый автомобиль для массового потребления……………………………....………….…23
Газель с ДВС, работающем на бензоводороде……………………………………………….25
Автомобиль ЗИЛ-5301 с экологически чистой комбинированной водородной установкой………………………………………………………………………………………26