Производство водорода

Одним из существенных достоинств водородной энергетики является наличие множества способов производства водорода. Это способствует повышению энергетической безопасности и снижению зависимости от определенных типов сырья. Производство водорода может осуществляться:

1. способом паровой конверсии метана и природного газа;
2. при помощи газификации угля;
3. посредством электролиза воды;
4. способом пиролиза;
5. методом частичного окисления;
6. биотехнологическими способами.

На сегодняшний день самый дешевый и доступный способ – это паровая конверсия. По прогнозам специалистов его использование будет иметь место на начальном этапе внедрения водородной экономики. Однако в будущем все же понадобится переход на использование возобновляемых источников энергии, потому что существенное сокращение выброса парниковых газов является едва ли не главной причиной перехода к водородной энергетике. В таком качестве можно использовать солнечную энергию или энергию ветра, которая позволяет осуществлять электролиз воды.

Возможность сосредоточить производство водорода на больших предприятиях предполагает снижение себестоимости выработки, но в то же время нужны дополнительные расходы на транспортирование водорода к специальным автозаправочным станциям. Как вариант рассматривается производство водорода в малых масштабах непосредственно на водородных АС.

Сейчас водород получают из многих источников сырья. Далее рассмотрим наиболее востребованные из них.

Углеводороды

На сегодняшний день почти половина выработки водорода осуществляется методом паровой конверсии природного газа (метана). Этот процесс представляет собой смешивание метана с водяным паром при температуре 700 − 1000°С под высоким давлением при наличии катализатора.

Газификация угля

Газификация угля является старейшим способом добычи водорода. Процесс происходит так: нагревается уголь до температуры 800 -1300°С в условиях отсутствия кислорода. FutureGen разработала проект новой водородной электростанции, основанной на производстве основного элемента таким способом. Ее предполагают в скором времени построить в США.

Биомасса

Из биомассы водород добывают двумя способами: биохимическим и термохимическим. При биохимическом производстве водород вырабатывается различными бактериями, к примеру, Rodobacter speriodes. Термохимический метод предполагает нагревание биомассы до температуры 500 - 800°С (древесные отходы) при отсутствии доступа воздуха. Результатом этого является выделение H2, CO и CH4.

Мусор

Технологический прогресс предполагает нахождение новых методов выработки водорода, коим является производство водорода из мусора. Данный метод уже активно внедряется в жизнь.

Химическая реакция воды с металлами

Американский университет Purdue изобрел способ выработки водорода из воды посредством использования сплава алюминия. Он предполагает формирование пеллетов из сплава галлия с алюминием, которые затем помещаются в емкость с водой. Возникает химическая реакция, в результате которой производится водород.

Электролиз воды осуществляют водородные генераторы, преобразовывая в электроэнергию тепло от промышленных установок либо от окружающей среды и разлагая воду.

Получение водорода из энергетических источников, таких как ветер, солнце, атомная энергия пока только исследуется учеными. Как показывают исследования, данные методы имеют перспективу широкого использования в будущем. Их внедрение планируется осуществить в следующие несколько лет. Конечно поначалу себестоимость водорода, добытого такими способами, будет высокой, но затем ее показатель постепенно достигнет оптимальной отметки.

На данный момент водород используется при изготовлении бензина, аммиака, а также без него не обходится производство перекиси водорода.