Пенкилер Форум

И така, какво знаем за икономиката на водорода?

Някой интересува ли се как се добива, складира, пренася и използва?

Горивни клетки.
Топлинни електроцентрали.
От фосилни горива.
От вода.
Електролиза.
Има ли някакви други методи за производство?

Аз съм водороден скептик. Смятам, че за автомобилно гориво по никакъв начин не се връзва заради ниската ефективност, както на системите за електролиза, така и на цялата верига след това. Водорода трябва да се сгъсти и втечни, да се транспортира, после да се зареди в автомобила и накрая да мине през КПД-то на самата горивна клетка, което го прави няколко пъти по-скъп от електромобилите с батерия зареждащи от мрежата. Което е по-лошото, задвижването на електромобил с водород и горивна клетка е доста тежко и обемно и унищожана едно от най-големите предимства на електромобилите - компактното задвижване и огромното вътрешно пространство. Около 5 метров електромобил има вътрешно пространство равно или превъзхождащо фул сайз S-класа и подобните на нея. Около 5 метров автомобил с горивна клетка има вътрешно пространство на компактен автомобил, например равно или по-малко от на Джета при по-малък багажник.

Пробутват водорода и в енергетиката, като ПАВЕЦ или по-точно склад за енергия, който да балансира пиковете и спадовете в потреблението и производството, особено на ВЕИ еенергия. Има дори технологии за конверсия на фосилни централи към водород, които са направо фантастични и звучат като перпетуум мобиле (къде го нема).

Някой интересувал ли се е от тези теми?

Горивните клетки окисляват водорода или подходящо гориво като се получава директно електричество . Имат много високо КПД изобщо не може да се сравнява със горенето на фосилни горива в електроцентрали . Нито със батерии . Водорода е предпочитан защото не замърсява катализаторите в горивната клетка .

Да, ама се оказва, че на всеки етап има ужасно много загуби.

Първо, електролизата, много скъпа инсталация с много скъпи консумтиви - електроди.

Но да започнем отзад напред:

1. 1 кг водород отдава около 10kW в системата на автомобила - буферна батерия и електромотор;
2. 1 кг. водород има продажна цена колкото 30-40kW от мрежата;
3. Горивната клетка има ефективност от около 30-43%, която няма изгледи да се подобри съществено скоро;
4. Втечняването на 1 кг. водород теоретично може да отнема 6.4 kW енергия;
5. На практика в днешно време 1 кг. водород се втечнява с разход на 18 kW енергия;
6. Електролизата е с ефективност от около 70% и то вретеглено към топлинната енергоемност на водорода, тоест харчиш 100 kW за да произведеш водород, който при пълното си изгаряне от начална стайна температура до крайна стайна температура ще отдаде 70 kW. Всъщност обаче този водород ще отдаде 30kW в горивната клетка, но не без да е изхабил 18 kW за втечняването си, тоест ще отдаде 12kW с инвестиция от 100kW.

Това е икономиката само на горивото във водородните автомобили. Не отчитаме факта, че една капка компресорно масло убива няколко горивни клетки.

По-интересното е друго, че се говори за добив на водород или природен газ от пиролиза на боклук или други фосилни горива. Има перспективни технологии за съвместно изгаряне на фосилни горива или отпадъци и водород.

Но като цяло водорода е напълно задънена улица.

Аз си мисля за затворен реактор за електролиза, който държи в себе си целия отделен газ до изчерпване на заредената вода, тоест сгъстяването да излезе безплатно. Как ще се разделят водорода от кислорода вече е друг въпрос. В процеса на нарастване на налягането ще се отдели и доста топлина, която може да се отвежда и използва.

Защо не е направено? - ето интересен въпрос за дискусия.

Смесите на кислорода и водорода е практически бомба . В такъв реактор при протичане на огромни токове за електролиза експлозията е неизбежна . Перспективни са химичните методи за производство от метан примерно или метанол . Също и термичната пиролиза . Засега още няма голямо потребление на водород и производството му е неизгодно но електричеството няма да поевтинее дори напротив . Аз по принцип не съм оптимист за водорода защото е прекалено опасен . Ако някога тази технология се развие да се ползва в горивните клетки гориво с не чак такива трудности за съхранение и добив това може да стане една отлична технология за електромобилите наред с батерията . Катализатора колкото и да се трови се рециклира и се заменя , горивната клетка става нова и практически с голям живот а не като батерията .

Тя и батерията стана с живот 1.600.000 км, колкото повечето шофьори никога няма да направят.
При средния годишен пробег в сащ 19.000 км и в ЕС 14.000 км, това са съответно 84 години и 114 години експлоатация...

Открих електролиза под налягане с охлаждане, колкото и да е странно https://core.ac.uk/download/pdf/205128541.pdf
Но това все пак не е интересно, защото ще произведе малко топлина и ще намали с малко 18-те киловата за сгъстяване и втечняване, нищо от супер неефективния процес до задвижване на автомобила не се подобрява.

Интересува ме, какви други индустриални приложения свързани с енергетиката може да има водорода.

Нещо можеби бъркаш , материала  е за високотемпературна електролиза на водни пари под налягане . 1.5мпа и 650 градуса . Иначе за водород в енергетиката не знам да се ползва някъде , във химическата промишленост се ползва на много места като реагент в химическите процеси .

Предлагат го като буфер на ВЕИ, като има излишък да се правел водород и после дали през ТЕЦ или клетка да се прави ток.
Има апетити и интереси България да произвежда водород за гориво на автомобили, които за мен са много съмнителни. Още повече, че идеите ги дават немци, разбирай целия риск и инвестиции от нас, те ще ни държат за ръка докато фалираме.
А има и още по-странни лъже технологии за конвертиране на ТЕЦ към водород, които бият направо на измама.

Електролиза на водни пари не е ли същото като електролиза на вода? Т.е. пак се получават водород и кислород? На 650 градуса е ясно, че ще са пари. Даже се води прегрята пара и то повече отколкото в най-модерните АЕЦ.
На 650°С тя 2/3 от работата е свършена.

Иначе тия идеи и предложения валят през 1-2 месеца от познати, приятели и клиенти. Затова взех да се интересувам. Накратко, според всички КПД-та, загуби и коефициенти на реално съществуващи и даже перспективни технологии, водорода е една невъзможност. За автомобилно гориво е просто абсурд. За енергетика е още по-голям абсурд. По-разсъдливите правят сметка, че ако просто сгъстяват въздух и после въртят турбини с него ще е по-ефективно... Т.е. през 4 КПД-та на мотор, компресор, турбина и генератор се получава по-добре.

За мен като обикновен зрител в цирка наречен екология , това са просто пари които трябва да се усвоят по някоя програма . Или финансиране по тия директиви 2020 за нулевите емисии на автомобила . За нищо друго не става въпрос , само за пари . Както казваш - прегрятата пара е готова за турбината на централата с достатъчно енергия да върти генератора . На фона на това , недоразумението ITER което строят вече 30 години и поглъща около 30 милиарда евро заигравките с водорода са направо детски пясъчник .

О, ITER, демек Токамака.
Там ми е надеждата, термоядрения синтез е реална технология с реален потенциал и напълно завършена теория, т.е. знае се как и защо може да работи.

Малко пари се хвърлят по токамаците. Реално ядрените централи са супер проблемни и опасни на фона на термоядрения синтез.

Мислиш ли ? Самия плазмен реактор потребява толкова електричество че за него трябва малко атомна централа . Тоя токамак дето ше обърне енергетиката с краката нагоре също има такава АЕЦ специално за него . Технологията не е разработена напълно за сега , тепърва ще кърти мивки но засега само подводни камъни  с тая плазма . ITER е експериментален реактор както и всички други стотина токамака по институтите .
По принцип и дупката на червея теоретично трябва да работи ама никой още не се мести в пространството с такава технология . Какво по същество е тази технология ? Плазма с температура милиони градуси нагрява вода и върти турбини както във всички други електроцентрали . Проблема с плазмата е че е нестабилна , досега от как е направен първия токамак в СССР тия трансформатори работят само за части от секундата и се разпада или взривявая реактора пустата плазма . Само с това се заниват - да я направят стабилна вече половин век , и дотигнаха до импулесн режим на токамака от няколко микросекунди . Това е цялото постижение което ще тестват с ITER обаче мащабирано в промишлени размери . Другото подозрително в тая работа е че както казах енергията която реактора с плазмата поглъща е огромна . Вкарваш 1 мегават и вадиш 1.2 примерно , в това е цялата уловка . Малко като енергията от етера 
Нито една държава не е в състояние да отдели 30 милиарда евро за такава централа  . Изплащането на такава инвестиция е извън нормалната логика . Бъдещето на атомната енергетика е в централите на бързи неутрони и разработване на нови горива . Отработеното гориво което се складира в момента като боклук ще  стане златна мина за бъдещите поколения .

Европа обсъжда някаква пътна карта за тотално минаване към водород . Нула  фосилни горива включително пропан и природен газ . Електромобили плюс горивни , никакви петролни деривати . Тепърва ще се изграждат заводи за водород , преносна система  ...