Перспективи водневої енергетики
Розглянуто можливості заміни традиційних видів палива на водень. Порівнюються в економічному і технічному аспектах різні способи отримання водню. Наведено приклади його використання провідними автомобільними фірмами світу в якості пального для двигунів внутрішнього згоряння....
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/433 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Перспективи водневої енергетики / Г. Ковтун, Є. Полункін // Вісн. НАН України. — 2007. — N 4. — С. 12-18. — Бібліогр.: 3 назв. — укp. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859608458620305408 |
|---|---|
| author | Ковтун, Г. Полункін, Є. |
| author_facet | Ковтун, Г. Полункін, Є. |
| citation_txt | Перспективи водневої енергетики / Г. Ковтун, Є. Полункін // Вісн. НАН України. — 2007. — N 4. — С. 12-18. — Бібліогр.: 3 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| description | Розглянуто можливості заміни традиційних видів палива на водень. Порівнюються в економічному і технічному аспектах різні способи отримання водню. Наведено приклади його використання провідними
автомобільними фірмами світу в якості пального для двигунів внутрішнього згоряння.
|
| first_indexed | 2025-11-28T08:39:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
12 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2007, № 4
Я. Дідух
ЕНЕРГЕТИЧНІ ПРОБЛЕМИ ЕКОСИСТЕМ
І ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СТАЛОГО РОЗВИТКУ УКРАЇНИ
Р е з ю м е
Вперше розраховано енергетичні показники різних
типів екосистем у межах України, проведено їх порів-
няння. Оцінено ступінь енергетичних витрат фіто-
маси, підстилки, ґрунту під впливом антропогенного
чинника. Водночас показано, що соціальні потреби
суспільства лише у паливі у 40 разів перевищують
біологічні потреби населення в харчуванні і є вищи-
ми, ніж щорічна акумуляція енергії у біомасі. А це
потребує кардинальної зміни енергетичної політики
держави.
Ya. Didukh
ENERGY PROBLEMS OF ECOSYSTEMS
AND PROVISION OF STEADY DEVELOPMENT
OF UKRAINE
S u m m a r y
The energy parameters of different ecosystem types in
Ukraine are calculated for the first time, and parameters
comparison is presented. The level of energy consumption
of phytomas, substrate, soil under man-made influence is
evaluated. At the same time it’s demonstrated that society
social needs for fuel exceed biological population needs for
food by 40 times and are higher than annual energy ac-
cumulation by biomass. So it requires cardinal changes of
the state energy policy.
Що буде, коли вичерпаються запаси нафти, вугілля й газу? Сьогодні фахівці
прогнозують: у недалекому майбутньому традиційні види палива може замі-
нити екологічно чистий і невичерпний водень. Тож для багатьох країн світу до-
слідження з водневої енергетики стають пріоритетними напрямами розвитку
науки. Вони забезпечуються фінансуванням як з боку держави, так і бізнесових
структур. Зрозуміло, що основна мета розробки водневих технологій — знижен-
ня залежності від традиційних енергоносіїв, а головне — зменшення токсичних
викидів в атмосферу від спалювання вуглеводнів.
Розробки в цьому напрямі ведуть і вітчизняні науковці, однак вони не від-
чувають необхідної фінансової підтримки держави.
© КОВТУН Григорій Олександрович. Член-кореспондент НАН України. Заступник директора Інституту
біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України.
ПОЛУНКІН Євген Васильович. Кандидат хімічних наук. Старший науковий співробітник того ж інститу-
ту (Київ). 2007.
Г. КОВТУН, Є. ПОЛУНКІН
ПЕРСПЕКТИВИ ВОДНЕВОЇ ЕНЕРГЕТИКИ
Негативні екологічні наслідки вико-
ристання нафтових палив уже помітні
у великих промислових центрах, насампе-
ред «завдячуючи» транспорту [1]. Так, у
місті з населенням приблизно 1 млн меш-
канців на частку автотранспорту припадає
майже 70% від сумарної кількості (кілька
сотень тонн на добу) екологічно шкідли-
вих, у тому числі токсичних викидів. По-
ширені прогнози стверджують, що до 2030
року на планеті кількість автомобілів под-
воїться і сягне 1,6 млрд (нині — 800 млн).
Тож перехід на використання водню як мо-
торного палива на транспорті — принадне
завдання. Незаперечні переваги нового па-
лива, по-перше, у тому, що при будь-якому
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2007, № 4 13
одержати за допомогою найсучасніших елек-
тролізних технологій водень, необхідний
для заміни всіх моторних палив, треба, як
мінімум, втричі збільшити виробництво
електроенергії (таблиця 1). Підвищити
електропотужності втричі доведеться тому,
що залишаться як мінімум існуючі спожи-
вачі. Зрозуміло, це поки що не реальне за-
вдання. Наведемо тільки один переконли-
вий факт: 60—65% усієї світової електрое-
нергії виробляють теплові електростанції,
де спалюють горючі копалини (газ, мазут,
вугілля тощо). І ці витрати істотно змен-
шити неможливо доти, доки не буде винай-
дено альтернативне джерело електроенер-
гії, наприклад, термоядерний синтез. Мож-
ливо, згодом удасться суттєво збільшити
частку електроенергії, одержуваної від атом-
них станцій та поновлюваних джерел (со-
нячних батарей, вітрових установок тощо).
Однак, окрім дешевої та доступної елект-
роенергії, необхідні також промислові елек-
тролізери великої потужності, над розроб-
кою яких працюють у багатьох країнах сві-
ту, але й донині ці проекти перебувають на
стадії дослідно-конструкторських робіт.
Наступне важливе питання — глобальні
викиди вуглекислого газу. Сьогодні внаслі-
док спалювання вуглеводневих моторних
палив в атмосферу Землі потрапляє майже
7 млрд тонн вуглекислого газу. Оцінимо,
скільки ж його виділятиметься за найпро-
стішим ланцюжком: мазут електроенер-
гія електроліз (таблиця 2).
виділенні енергії з використанням водню
(паливна комірка, звичайне опалення, дви-
гун внутрішнього згоряння) маємо сприят-
ливе співвідношення енергія / маса. Тобто
водень — надзвичайно енергоємне паливо.
Так, при згорянні його на одиницю маси
виділяється майже в 3,5 раза більше тепла,
ніж коли згоряють вуглеводні нафти чи
вугілля. Особливо важливо те, що у разі
використання водню практично не буде ви-
кидів шкідливих речовин, передовсім вуг-
лекислого газу. Адже при згорянні водню
утворюється тільки вода. Однак є низка
об’єктивних чинників, причому фундамен-
тального характеру, які стоять на заваді
розробки і впровадження водневих техно-
логій. Насамперед ще не винайдено недо-
рогих й екологічно надійних способів ви-
робництва й використання водню. Розгля-
немо деякі з них.
ДЖЕРЕЛА ВОДНЮ
Сьогодні є два промислових джерела
одержання водню: електроліз води (на
нього тривалий час покладають найбільш
оптимістичні надії) і хімічна конверсія ор-
ганічних речовин (горючих копалин, біома-
си або продуктів переробки біомаси —
спиртів) до синтез-газу (суміш СО та Н2).
Для довідки наведемо дані Міненерго США
щодо собівартості виробництва водню: з го-
рючих копалин — 1,5, електролізом — 2,5, з
біомаси — 2,9 дол./кг [2].
Найбільшого екологічного ефекту варто
очікувати, якщо перевести на водень увесь
транспорт великих міст. Адже саме там від-
бувається масоване забруднення навко-
лишнього середовища. Тож оцінимо ситуа-
цію, коли всі моторні палива, що спожива-
ються у світі, вдалося б замінити на водень.
Завдяки його енергоємності і більшому ко-
ефіцієнту корисної дії водневих приводів,
порівняно з двигунами внутрішнього зго-
ряння, водню в цьому випадку потрібно
буде приблизно в 3,2 раза менше. Але щоб
Таблиця 1. Оцінка світових ресурсів
для переходу транспорту на водневе паливо
шляхом електролізу води [2]
Всього споживається моторних палив
(млн тонн) 2200
Водневий еквівалент (млн тонн) 680
Потреба в електроенергії для виробництва
водню електролізом (млрд кВт•год) 29700
Досягнутий рівень виробництва електроенергії
(млрд кВт•год) 15500
14 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2007, № 4
Із наведених даних бачимо, що «еколо-
гічно чиста» електролізна технологія приз-
веде до катастрофічного погіршення еколо-
гічної ситуації на планеті — вуглекислого
газу виділятиметься вдвічі більше! Що-
правда, небажаний СО2 можна утилізувати,
наприклад, закачувати під землю до плас-
тів геологічних формацій трьох типів: у
свердловини, що залишилися від видобу-
тих нафти й газу, у соленосні й вугільні
шари, які втратили промислове значення.
Такі технології за кордоном (поки що в об-
межених масштабах) уже використовують-
ся. Але для цього, знову-таки, треба спалю-
вати вуглеводневе паливо: щоб рухати за
допомогою електроенергії компресори, по-
руч має бути придатний підземний пласт, і
ще слід забезпечити чимало інших умов.
Очевидно, перспективніший шлях — вико-
ристання вуглекислоти як вихідної сирови-
ни для одержання корисних кисневмісних
сполук. До речі, засади такого напряму
утилізації вуглекислого газу розробляють-
ся в Інституті фізичної хімії НАН України
(академік НАН України В.Г. Кошечко).
Отже, перехід на водневе паливо найближ-
чими десятиліттями зажадає зовсім іншого
шляху — водневої переорієнтації нафто-,
газо- та, можливо, і вуглепереробних галу-
зей. Інакше кажучи, промисловість, яка
сьогодні з горючих копалин виробляє мо-
торні палива, повинна буде виробляти зде-
більшого водень — для потреб нової енер-
гетики. Тоді ми зможемо очистити великі
міста від забруднень, адже їх локалізують у
тих місцях, де акумулюватимуть водень. Як
це практично здійснити? Існує кілька про-
мислових шляхів одержання водню з на-
фти, вугілля, біомаси та природного газу.
Для подальших ілюстрацій візьмемо при-
родний газ, оскільки в ньому акумульовано
найбільше водню порівняно з іншою во-
деньвмісною сировиною.
Простим способом можна отримати во-
день за допомогою парової конверсії мета-
ну — основної складової природного газу:
СН4 + Н2О СО + 3Н2 – 206 кДж (1)
СО + Н2О СО2 + Н2 + 43,5 кДж (2)
Цей процес відомий майже сто років і
загалом добре вивчений. Більше того, тех-
нологічне обладнання для нього не дуже
дороге порівняно з конкурентними техно-
логіями, наприклад, на основі кам’яного
вугілля. Стадії (1) і (2) реалізують у різ-
них реакторах за різного температурного
режиму: ендотермічну реакцію (1) — у
трубчастих печах при 800—850 °С і за
близького до атмосферного тиску. Хоча
освоєно технологічні схеми, де цей процес
здійснюється при тисках 50—70 атм, а ек-
зотермічна стадія (2) — при 300—350 °С.
Оскільки для обігрівання реакторів вико-
ристовують частину природного газу, то
теоретичний вихід водню на 1 моль витра-
ченого метану буде не 4, а приблизно 3
молі. Об’єм природного газу, необхідного
для виробництва 680 млн т водню, стано-
витиме майже 1800 млн тонн.
Другий спосіб — парокиснева конверсія
природного газу:
СН4 + 0,5Н2О + 0,25О2
СО + 2,5Н2 – 90 кДж (3)
СО + Н2О СО2 + Н2 + 43,5 кДж (4)
Її здійснюють в одному або кількох реак-
торах з водою та киснем, попередньо виді-
леним із повітря на кріогенних установках.
Процес, як і викладений вище, також ендо-
термічний (тобто потребує підігрівання), і
Емісія вуглекислого газу в результаті:
млн
т/рік
Таблиця 2. Сумарні світові показники
викидів вуглекислого газу [1, 2]
використання моторних палив (млн тонн) 6 900
переходу на водень методом електролізу
(мазут електроенергія електроліз) 11 200
переходу на водень паровою конверсією метану 5 600
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2007, № 4 15
після першої стадії треба знову ж проводи-
ти конверсію СО.
І, нарешті, перспективний, але ще мало-
вивчений технологічний процес — пар-
ціальне окиснення природного газу:
СН4 + 0,5О2 СО + 2Н2 + 36 кДж (5)
СО + Н2О СО2 + Н2 + 43,5 кДж (6)
У результаті використання перелічених
технологій одержання водню можна досяг-
ти істотного зменшення загальних викидів
вуглекислого газу (таблиця 2). Але якщо
вироблятимемо водень із нафти чи інших
вуглеводневих джерел, то екологічний ви-
граш за СО2 буде вже суттєво меншим (у
них менший уміст водню порівняно з при-
родним газом).
Виникає запитання: а чи не простіше
одержувати водень термічним розкладан-
ням води? На жаль, це можливо лише за
дуже високих температур — приблизно
3000—4000 °С, де вміст водню у рівноваж-
ній суміші (2Н2О2Н2+О2) перевищує
всього лише кілька об’ємних відсотків.
Подібний процес можна буде здійснити
тільки у майбутньому (за наявності по-
тужних джерел електроенергії у пристро-
ях на кшталт дугового плазмотрона). Слід
зазначити, однак, що прямий піроліз води
уявляється досить привабливим техноло-
гічним процесом, хоча б уже тому, що,
крім водню, у цьому випадку в розпоряд-
ження технолога надходять значні кіль-
кості кисню.
Отже, перехід до водневої енергетики
потребуватиме переорієнтації нафто- і га-
зопереробної промисловості на технології
виробництва водню. Для його отримання
знадобиться майже стільки ж корисних
копалин, скільки їх необхідно й нині. Але
говорити про глобальну переорієнтацію на
водневу енергетику в умовах реального
скорочення вуглеводневих ресурсів і не-
впинного зростання попиту на паливо теж
не реально. Ідеться лише про розв’язання
локальних проблем постачання паливом
автотранспорту в окремих країнах чи ре-
гіонах.
ВОДЕНЬ В АВТОМОБІЛЬНОМУ ТРАНСПОРТІ
Водень може використовуватися у дви-
гунах внутрішнього згоряння (ДВЗ) за
кількома напрямами. Найвідоміший з них
— це спалювання водню, подібно до газово-
го палива, у звичайних ДВЗ. Причому мо-
дифікація двигунів для роботи на воднево-
му паливі мало відрізняється від уже відо-
мого переходу їх на стиснений природний
або зріджений нафтовий газ. Зазначимо,
що в цьому разі збільшення маси автомобі-
ля дає лише воднева паливна система, тоді
як в автомобілі на паливних комірках (ПК)
приріст маси (ПК, паливна система, елект-
ромотори, перетворювачі струму, потужні
акумулятори) істотно перевищує «еконо-
мію» від видалення ДВЗ і його механічної
трансмісії. Втрата корисного простору в
автомобілі з водневим ДВЗ менша, хоча
водневий бак є і в тому, і в іншому варіан-
тах. Водень також характеризується наба-
гато ширшим порівняно з бензином діапа-
зоном пропорцій змішування його з по-
вітрям, коли ще можливий процес горіння
суміші. Водень згоряє повніше, навіть поб-
лизу стінок циліндра, де у бензинових дви-
гунах зазвичай залишається незгоріла ро-
боча су міш.
Наприклад, автомобільні фірми «BMW»
і «Maзда» запропонували поступовий пере-
хід автотранспорту (гібридна схема) на во-
день. Такі автомобілі можуть водночас ви-
користовувати і водень, і бензин. Ближче
всіх до серійного виробництва паливні сис-
теми з баками, у яких водень зберігається у
газоподібному стані під високим тиском
(30—35 МПа) або в рідкому стані — за по-
рівняно невисокого тиску, але низької тем-
ператури (—253 °С). У першому випадку
по трібен балон, розрахований на високий
тиск, а в другому — надійна теплоізоляція.
16 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2007, № 4
Перший варіант менш безпечний, однак у
такому баку водень може зберігатися до-
сить довго. У другому випадку безпека
вища, але у разі збільшення тиску у баку
запобіжний клапан почне стравлювати во-
день до навколишньої атмосфери. Фірма
«Maздa» вибрала варіант із баком високого
тиску, a «BMW» — з рідким воднем.
«BMW» обрала оригінальну систему збері-
гання: коли автомобіль експлуатується, то
з навколишнього середовища виробляється
скраплене повітря й прокачується у промі-
жок між стінками водневого бака та зов-
нішньою теплоізоляцією.
Важливе питання — спосіб надходження
палива у двигун. Пропонується впорску-
вання газоподібного водню у впускні ко-
лектори перед клапанами. Автомобілі
«BMW» з восьмициліндровим двигуном
розвивають потужність на водні 184 к.с. і
здатні пройти 300 км на 170 л водню і ще
650 км — на бензині (в автомобілі стандарт-
ний бак). Фірма «Maздa» використовує ро-
торний двопаливний двигун, де не може
статися випадкового передчасного запален-
ня водню від «зустрічного вогню», і фор-
сунки для впорскування працюють у завж-
ди сприятливій зоні мотора.
Перспективними споживачами водню на
транспорті вважаються паливні комірки.
Сьогодні вже створено кілька типів авто-
мобілів, які працюють на ПК.
Так, фірма Даймлер—Крайслер провела
успішні шляхові випробовування автомо-
біля NECAR—5, що має такі характеристи-
ки, як тривалість дії двигуна внутрішнього
згоряння з низькою витратою палива, низь-
кий рівень шуму та безпечний для навко-
лишнього середовища вихлоп. У цій моделі
використано ПК, принцип дії якої ґрун-
тується на реакції окиснення водню на
мембранному каталізаторі з утворенням
води і генеруванням електричного струму.
До анода ПК підводиться водень, а до като-
да — кисень із повітря. Роль електроліту
між ними виконує мембрана, що забезпе-
чує перенесення протонів. Мембрану виго-
товлено з протонопровідного полімеру,
покритого тонким шаром благородного ме-
талу. Гази подають під тиском в 1,5—2,7
атм. За оцінками фірми, масовий випуск
автомобілів цього класу планується через
10 років.
Фірми «Форд» та «Міцубісі» створили
комбіновані моделі, які поєднують тради-
ційний двигун із двигуном нового поколін-
ня, що працює на ПК. Для отримання вод-
ню використовують прямогінний бензин.
Перспективними є також спирти (метило-
вий, етиловий), що безпосередньо на борту
автомобіля переводяться у газ (Н2, СО2),
збагачений воднем. При цьому як побічний
продукт утворюється і СО. Цей оксид, який
є не тільки токсичною сполукою, а й отру-
тою для каталізаторів ПК, нейтралізують у
блоці газового очищення шляхом його се-
лективного окиснення. Оскільки в газовій
суміші за великого вмісту водню концент-
рація СО досить мала (до 0,5%), то каталі-
затори, які використовуються для очищен-
ня водню, в цьому процесі мають характе-
ризуватися високою активністю та селек-
тивністю.
Отже, розробка високоефективних ката-
лізаторів очищення водню від СО є най-
важливішою проблемою сучасного каталі-
зу при створенні ПК для екологічно чисто-
го автомобіля. Нанесені на тверді носії ка-
талізатори — благородні метали (Au, Pt, Rh
тощо) і їхні сполуки (наприклад, кластери і
нанокластери металів Au, Pt Pd) — пропо-
нуються як найперспективніші для реакції
селективного окиснення СО.
Розв’язання проблеми одержання чис-
того водню є важливим кроком сучасної
хімії у реалізації однієї зі складних стадій
технологічного ланцюжка — створення
екологічно чистого автомобіля нового по-
коління. Нині вартість закордонного екс-
периментального легкового автомобіля з
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2007, № 4 17
ПК ще досить висока — 100—200 тис. дол.
США. Окрім того, сучасні ПК поки що ви-
користовують менше 1% енергетичних
можливостей споживаного водню. Розгля-
немо каталітичну ПК, описану в [3]. Ко-
мірка генерує 30 кВт•год електроенергії
при витраті 2 кг водню за годину. Оскіль-
ки 1 моль газоподібного водню за нор-
мальних умов займає 22,4 л, то для вироб-
лення 30 кВт•год електричної енергії тре-
ба затратити 1•103 молей водню. Якщо всі
молекули водню передадуть свої електро-
ни в електричну мережу ПК, то в резуль-
таті міг би сформуватися заряд 1,9•108 К.
Отже, це потенційні можливості двох кі-
лограмів водню. Як же використовуються
ці можливості ПК? Розглянута комірка
працює за напруги 100 В, тому при вироб-
ленні 30 кВт•год у її електричному колі
циркулює струм 300 А•год, тобто витра-
чається заряд 3,6•К, а при 300 А•год —
10,8•105 К. Якщо потенційний заряд, який
можуть дати 2 кг водню, взяти за 100%, то
реальний заряд, генерований ПК, станови-
тиме всього лише 0,6%. Тому важливими
завданнями у створенні ПК є істотне підви-
щення ефективності перебігу анодної реак-
ції: Н2 � 2Н+ + 2е (природа анода, каталі-
затора, електроліту, температура тощо).
Із наведеного прикладу бачимо, як люди-
на вже вкотре неефективно повторює ство-
рений природою пристрій для одержання
енергії. Пригадаймо, що біологічну водне-
во-кисневу ПК «вмонтовано» в кожну живу
клітину. Джерелом водню в організмі слу-
гує їжа — жири, білки та вуглеводи. У
шлунку, кишечнику, тканинах, клітинах
вона, в остаточному підсумку, розкладаєть-
ся до воденьвмісних біоорганічних сполук,
наприклад, до глюкози. Кисень із повітря
потрапляє у кров через легені, з’єднується
з гемоглобіном і розноситься по всіх ткани-
нах. Процес сполучення водню з киснем,
що каталізують ферменти, є ефективною
основою біоенергетики організму. Тут, у
м’яких умовах (помірна температура, нор-
мальний тиск, водне середовище), хімічна
енергія з високим коефіцієнтом корисної
дії перетворюється на теплову, механічну
(рух м’язів), електричну (електричний
скат), світлову (комахи, які випромінюють
світло).
У відділі гомогенного каталізу Інститу-
ту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН
України розроблено лабораторні зразки
ПК із використанням як палива глюкози
та цукрів бактеріального бродіння крохма-
лю, меляси або біомаси у водних елек-
тролітах, як окисника — кисню повітря, як
електроліту — морської води та кластерів
металів — каталізаторів анодних процесів.
Ці розробки здійснюються у рамках вико-
нання завдань цільової комплексної про-
грами наукових досліджень НАН України
«Фундаментальні проблеми водневої енер-
гетики». Деякі розробки співробітників
від ділу гомогенного каталізу захищено між-
народним та вітчизняним патентами. Вже
сьогодні ми маємо модель низькотемпера-
турної паливної комірки на основі водних
розчинів глюкози, мурашиної кислоти та
бактерій Aeromonas formicans, що відкри-
ває нові можливості у створенні біопалив-
них комірок для потреб водневої енерге-
тики.
Усі процеси у природі дуже раціональні.
Тому кроки з реального використання ПК
на основі водню, особливо біоорганічних і
неорганічних воденьвмісних сполук, дають
сподівання на забезпечене енергетичне май-
бутнє нашої планети.
1. Степанов А.В., Кухарь В.П. Достижения энергетики
и защита окружающей среды. — Киев: Наук. думка,
2004. — 206 с.
2. Мордков В.З. Материалы Международного форума
по водородным технологиям для производства
энергии (6—10 февраля 2006 г.). — М.: РУСДЕМ-
Энергоэффект, 2006. — 122 с.
3. Seddon S. Fuel Cell Conference Report / Institute of
International Research Conference on fuel Cell Ve-
hicles. — February 22, 1999. — P. 35—38.
18 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2007, № 4
Г. Ковтун, Є. Полункін
ПЕРСПЕКТИВИ ВОДНЕВОЇ ЕНЕРГЕТИКИ
Р е з ю м е
Розглянуто можливості заміни традиційних видів
палива на водень. Порівнюються в економічному і
технічному аспектах різні способи отримання водню.
Наведено приклади його використання провідними
автомобільними фірмами світу в якості пального для
двигунів внутрішнього згоряння.
G. Kovtun, Ye. Polunkin
THE PROSPECTS OF HYDROGEN ENERGY
S u m m a r y
The possibilities of replacement of traditional fuel ty-
pes by hydrogen are reviewed. Different methods of
hy drogen generation are compared in economical and
technical aspects. The examples of hydrogen application
by world leading automobile companies as fuel for
internal-combustion engines are given.
В. СЕМЕНОВ
БІОДИЗЕЛЬНЕ ПАЛИВО ДЛЯ УКРАЇНИ
Україна належить до енергодефіцитних
країн, оскільки забезпечена власними
паливно-енергетичними ресурсами лише
на 53% (імпортує 75% необхідного обсягу
природного газу та 85% — сирої нафти і
наф топродуктів) [1]. Залежність від імпор-
ту нафти більшість розвинених країн роз-
глядають як проблему національної й енер-
гетичної безпеки [2]. Окрім того, широке
ви користання нафтопродуктів як джерел
енергії становить значну небезпеку для
навколишнього природного середовища.
Залежність від імпорту нафти, ціна на яку
невблаганно підвищується, а також значне
погіршення екологічного стану довкілля
стимулюють інтенсивний пошук альтерна-
тивних джерел енергії. Ситуацію з енерго-
носіями, що склалася сьогодні в Україні,
можна порівняти з тією, в якій опинилася
світова спільнота в 1973—1974 роках. Сьо-
годні для України настав час розвивати
власні потужності для виробництва біоди-
зельного палива з поновлюваних сировин-
них ресурсів [3, 4, 5]. Одним із основних
© СЕМЕНОВ Володимир Григорович. Кандидат технічних наук. Доцент Національного технічного універси-
тету «Харківський політехнічний інститут». 2007.
видів такого палива може бути біодизельне
пальне.
Біодизельне паливо (БДП) (біодизель,
МЕРО, РМЕ, RME, FAME, EMAG, біо-
нафта та ін.) — це екологічно чистий вид
палива, який одержують із жирів рослинно-
го і тваринного походження та використо-
вують для заміни нафтового дизельного па-
лива (ДП). З погляду хімії біодизельне па-
ливо є сумішшю метилових (етилових)
ефірів насичених і ненасичених жирних
кислот. У про цесі реакції переетерифікації
олії жири взаємодіють з метиловим (етило-
вим) спиртом за наявності каталізатора
(лугу), внаслідок чого утворюються складні
ефіри, а також гліцеролова фаза: 56% — глі-
церину, 4% — метанолу, 13% — жирних кис-
лот, 8% — води, 9% — неорганічних солей,
10% — ефірів. У роботі [6] наведено такі ма-
теріально-енергетичні затрати для одержан-
ня 1000 кг (1136 л) біодизельного палива:
50 кВт теплової енергії і 25 кВт електро-
енергії, 1040 кг (1143 л) ріпакової олії, 144
кг (182 л) 99,8% метанолу, 19 кг гідрооксиду
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-433 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0372-6436 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-28T08:39:26Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ковтун, Г. Полункін, Є. 2008-04-21T16:23:31Z 2008-04-21T16:23:31Z 2007 Перспективи водневої енергетики / Г. Ковтун, Є. Полункін // Вісн. НАН України. — 2007. — N 4. — С. 12-18. — Бібліогр.: 3 назв. — укp. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/433 The possibilities of replacement of traditional fuel types by hydrogen are reviewed. Different methods of hydrogen generation are compared in economical and technical aspects. The examples of hydrogen application by world leading automobile companies as fuel for internal-combustion engines are given. Розглянуто можливості заміни традиційних видів палива на водень. Порівнюються в економічному і технічному аспектах різні способи отримання водню. Наведено приклади його використання провідними автомобільними фірмами світу в якості пального для двигунів внутрішнього згоряння. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України №4 С. 12-18 Статті та огляди Перспективи водневої енергетики The prospects of hydrogen energy Article published earlier |
| spellingShingle | Перспективи водневої енергетики Ковтун, Г. Полункін, Є. Статті та огляди |
| title | Перспективи водневої енергетики |
| title_alt | The prospects of hydrogen energy |
| title_full | Перспективи водневої енергетики |
| title_fullStr | Перспективи водневої енергетики |
| title_full_unstemmed | Перспективи водневої енергетики |
| title_short | Перспективи водневої енергетики |
| title_sort | перспективи водневої енергетики |
| topic | Статті та огляди |
| topic_facet | Статті та огляди |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/433 |
| work_keys_str_mv | AT kovtung perspektivivodnevoíenergetiki AT polunkínê perspektivivodnevoíenergetiki AT kovtung theprospectsofhydrogenenergy AT polunkínê theprospectsofhydrogenenergy |