Экономические аспекты водородной энергетики

Экономические аспекты
водородной энергетики
Полищук И.С.
ГЭ-1-07
Со времен научно-технических революций
человечество использует для развития своего
промышленного потенциала традиционные
энергоносители, такие как нефть, газ и уголь.
Наличие доступа к этим источникам
определяло и определяет экономический
потенциал государства в целом и отдельных
его регионов в частности.
Еще в середине
прошлого века мир
столкнулся с
проблемами, которые
несут с собой
традиционные
источники энергии.
Это, во-первых,
проблемы экологии и,
во-вторых, проблема
возобновляемости.
Многие ученые-экономисты отмечают, что
наблюдаемая современная тенденция к
удорожанию традиционных природных
энергоносителей носит скорее
фундаментальный, чем конъюнктурный
характер и отражает их общую нехватку, с
которой человечество может столкнуться в
ближайшие 10-15 лет при сохранении
современных темпов развития на
современном технологическом базисе.
На этом фоне наиболее актуально
встает вопрос о разработке
высокотехнологичных направлений
современной науки, связанных с
получением альтернативных
источников энергии.
Почему водород?
Самоподдержание стабильно высокого уровня жизни является важнейшим стимулом для обеспечения
чистых, безопасных, надежных и бесперебойных поставок экологически безопасной энергии. Для того,
чтобы экономика была конкурентоспособной, необходимо, чтобы энергетические системы удовлетворяли следующие общественные нужды при приемлемых ценах:
 сведение к минимуму изменения климата
 снижение количества токсических выбросов
 мониторинг уменьшения запасов нефти
Невозможность удовлетворить эти нужды
весьма негативно повлияет на:
экономику
состояние окружающей среды
здравоохранение
Выброс вредных веществ при сгорании
различных топлив
Выброс вредных веществ, г/км
Виды топлива
Бензин
CO
CH
NOx
42
8,5
9,1
19
4,8
8,7
8,5
4,5
8,5
3
2,8
4,55
28
4,6
4,4
32
5,4
7,6
5
2,5
3,5
0
0,4
2,3
0
0
2,5
2,72
0,93
Сжиженный нефтяной газ
Сжатый природный газ
Бензин в смеси с водородом
Метанол
Метанол в смеси с бензином
Метанол в смеси с синтезгазом (H2+CO)
Cинтез-газ (H2+CO)
Водород
ЕВРО-1
-
Следовательно, должны быть приняты
меры, обещающие:
 более эффективно использовать
имеющуюся на сегодняшний день
энергию
 увеличить энергоснабжение от
безуглеродных источников
Электроэнергия и водород
совместно представляют один из
наиболее обещающих путей к
достижению этого.
Водород: источники первичной энергии, преобразователи энергии и
приложения.
Примечание: Размер “секторов” не имеет связи с существующими или
ожидаемыми рынками.
Технологии топливных элементов, предлагаемые топлива и приложения.
Примечание: Размер “секторов” не имеет связи с существующими или ожидаемыми рынками.
PEM — Топливный элемент с протон-обменной мембраной (Proton Exchange Membrane Fuel Cell);
AFC — Щелочной топливный элемент (Alkaline Fuel Cells);
DMFC — Топливный элемент прямого действия на метаноле (Direct Methanol Fuel Cell);
PAFC — Топливный элемент на фосфорной кислоте (Direct Methanol Fuel Cell);
MCFC — Топливный элемент на расплаве карбоната (Molten Carbonate Fuel Cell);
SOFC — Топливный элемент на твердом окисле (Solid Oxide Fuel Cell).
Экономическая
конкурентоспособность
Начиная с первого нефтяного кризиса
1970-х гг., экономический рост перестал
быть непосредственно связан с ростом
потребностей в энергии в
промышленном секторе, тогда как в
транспортном секторе растущая
мобильность приводит к
пропорциональному росту потребления
энергии.
Энергия, необходимая для увеличения
потребности на условную единицу, должна
быть снижена, поэтому разработка
энергоносителей и их технологий для
обеспечения энергией по сниженным ценам
представляется чрезвычайно важной.
Развитие и продажа энергетических систем
также являются главными составляющими в
здравоохранении, автомобильном транспорте
и электроэнергетике, а также для роста
занятости и экспорта, особенно в
промышленно развитых странах.
Качество атмосферы и улучшение
здравоохранения
Улучшенные технологии и устранение последствий
сгорания при обычных технологиях способствуют
продолжающемуся снижению отравляющих
выбросов. Тем не менее, образование окислов азота
и взвешенных частиц остается проблемой в ряде
регионов, тогда как глобальная тенденция к
урбанизации подчеркивает необходимость решений в
области чистой энергетики и совершенствования
общественного транспорта. Транспортные средства и
стационарное производство энергии на водороде не
дают выбросов при эксплуатации, улучшая состояние
атмосферы.
Уменьшение выброса
парниковых газов
Водород можно получать из безуглеродных или
углеродо-нейтральных источников или из
ископаемого топлива с улавливанием нейтральной
двуокиси углерода и ее хранением (секвестрацией).
Так, использование водорода может устранить
парниковый эффект от энергетического сектора.
Топливные элементы обеспечивают эффективную и
чистую электроэнергетику, основанную на
разнообразных топливах. Они также могут
размещаться в соседстве с конечными
потребителями, позволяя использовать заодно и
тепло, генерируемое процессом.
Таблица иллюстрирует, как в развитой водородо-ориентированной экономике, появление транспортных
средств на водороде может снизить парниковый эффект от европейского частного автопарка в
сравнении со
средним уровнем 140 г/км двуокиси углерода 1, запланированного на 2008 год.
Диаграмма распределения
использования водорода по отраслям
промышленности.
Стоимость различных методов
хранения водорода.
Стоимость водорода,
получаемого различными
методами.
Спасибо за
внимание