Водород — как добавка к топливо-воздушной смеси

Глобальный сдвиг регулирующих органов, инвесторов и потребителей в сторону декарбонизации привлекает беспрецедентный интерес и инвестиции к технологии водородного транспорта. В начале 2021 года более 30 стран выпустили дорожные карты по развитию водородного топлива, энергетическая отрасль объявила о более чем 200 водородных проектах, а правительства во всем мире выделили более 70 миллиардов долларов на государственное финансирование научных изысканий. Россия, хоть и несколько отстает от зарубежных коллег, тоже не остается в стороне от водородного тренда. В ноябре прошлого года премьер-министр Михаил Мишустин утвердил программу развития водородной энергетики в России до 2024 года, а Владимир Путин поставил правительству практическую задачу — разработать к 2023 году автобус на водороде, а позже и локомотив. Попытки использования водорода в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания известны достаточно давно. Некоторые исследователи предлагают вариант использования водорода как добавки к основному топливу для двигателей внутреннего сгорания. 

Евгений Захаров, заместитель директора Института архитектура и строительства Волгоградского государственного технического университета, зав. кафедрой «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей», доцент, к.т.н рассказал о том, почему по его мнению использование смесевого топлива является перспективным: 

«Водород — самое уникальное топливо для автомобильного двигателя, однако к концу 2019 года во всем мире функционировало всего 2 000 водородных автомобильных заправочных станций. Из общего количества заправочных станций всего 8% работают с жидким водородом, остальные — с газообразным. При современном уровне развития техники и инфраструктуры эффективным является использование водорода, как добавки к традиционным топливам. Именно в этом направлении водородная энергетика для транспорта сейчас развивается. В ближайшее время ожидается активное развитие газомоторного топлива, но не в чистом виде, а смеси природного газа с водородом. Дело в том, что метан — основной компонент природного газа — называется «ленивым» газом. Скорость сгорания метана относительно других топлив — невысока, он проигрывает всем. Чтобы поднять скорость сгорания водорода и, тем самым обеспечить необходимые мощностные экологические характеристики топлива, достаточно добавить 30% водорода к метану. Это направление развивается активно в США, Канаде, Индии и Китае. С учетом активного регулирования рынка газомоторного топлива крупнейшей корпорации ПАО «Газпром», этот тренд в России наступит в ближайшие 10 лет.

Метан обладает хорошими экономическими и экологическими характеристиками. Если сравнить при прочих равных условиях двигатель, работающий на бензине, и двигатель на метане, в среднем, в 3 раза уменьшится выброс угарного газа, в 2-3 раза уменьшаются выбросы несгоревших углеводородов. Метан, на мой взгляд, топливо не завтрашнего времени, как водород, а сегодняшнего. Однако пока будет осуществляться переработка нефти, бензин всегда будет является одним из компонентов переработки. Захотят, например, сделать моторное масло — в процессе перегонки получат бензин, что с ним делать? Выливать, утилизировать? Конечно, он будет использоваться. Все разговоры о том, что запретят дизельные или бензиновые двигатели, которые мы читаем в зарубежных публикациях, не более чем популистская акция. Человечество будет вынуждено пользоваться бензиновыми двигателями, пока есть такое понятие, как нефтепереработка.

В последние годы отечественный автопром сильно сдал позиции, в частности, перестало существовать несколько автомобильных заводов. Тем не менее, известнейший завод «Группа ГАЗ» к водородной тематике интерес проявляет давно. В настоящий момент есть опытные образцы автомобиля «Газель», которые работают не на чистом водороде, а на синтез-газе. Это газ, который получают непосредственно на борту автомобиля, конвертируя традиционные топлива. Синтез-газ, добавленный к основному топливу, улучшает процесс сгорания. А для получения синтез-газа затрачивается теплота отработавших газов. В среднем, при эксплуатации автомобильного двигателя, от 35 до 60% теплоты вводится не в цкил двигателя, а выбрасывается в атмосферу. В экспериментальных газелях теплота отработавших газов направляется в теплохимический реактор, внутри которого основное топливо преобразуется в синтез-газ, а синтез-газ возвращается обратно в камеру сгорания автомобильного двигателя».

Отметим, что согласно исследованию компании Information Trends, рынок водородных заправочных станций переживает ускорение роста: за 2020 год было развернуто 584 водородных станции по всему миру. В 2019 году в мире ввели в эксплуатацию 83 новые водородные заправочные станции. В России первая водородная заправка появилась в 2020 году, о строительстве новых пока неизвестно.

Читайте далее: 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика