Test sürücüsü BMW və hidrogen: birinci hissə

Nəhəng təyyarə New Jersey yaxınlığındakı eniş yerinə yaxınlaşdıqda, yaxınlaşan fırtınanın gurultusu hələ də səmada əks-səda verdi. 6 May 1937-ci ildə, Hindenburg dirijablı, gəmidə 97 sərnişin götürərək mövsümün ilk uçuşunu etdi.

Bir neçə gün içərisində hidrogenlə dolu nəhəng bir şar yenidən Main Frankfurta uçacaq. Uçuşdakı bütün oturacaqlar çoxdan İngilis Kralı VI Georgeun tacqoyma mərasiminə şahid olmaq istəyən Amerika vətəndaşları tərəfindən qorunub saxlanıldı, lakin taley bu sərnişinlərin heç vaxt təyyarə nəhənginə minməməsi barədə qərar verdi.

Dirijablın enişinə hazırlıq başa çatdıqdan qısa müddət sonra onun komandiri Rosendahl onun gövdəsindəki alovları gördü və bir neçə saniyədən sonra nəhəng top məşum uçan kündə çevrildi və yarım saat sonra yerdə yalnız acınacaqlı metal parçaları qaldı. dəqiqə. Bu hekayə ilə bağlı ən təəccüblü şeylərdən biri, yanan dirijabldakı bir çox sərnişinin sonda sağ qalmağı bacarması ürəkaçan faktdır.

Kont Ferdinand von Zeppelin, 1917-cu əsrin sonunda havadan daha yüngül bir vasitədə uçmaq, yüngül qazla dolu bir təyyarənin kobud bir sxemini cızmaq və praktiki olaraq həyata keçirmək üçün layihələr həyata keçirməyi xəyal edirdi. Zeppelin, yaradıcılığının insanların həyatına tədricən daxil olduğunu görmək üçün kifayət qədər uzun yaşadı və 1923-ci ildə, ölkəsi Birinci Dünya Müharibəsini itirməzdən bir müddət əvvəl öldü və gəmilərinin istifadəsi Versal Müqaviləsi ilə qadağan edildi. Zeppelinlər illərdir unudulmuşdular, lakin Hitlerin hakimiyyətə gəlməsi ilə hər şey baş döndürücü sürətlə yenidən dəyişir. Zeppelin-in yeni rəhbəri Dr.Hugo Eckner, dirijablların dizaynında bir sıra əhəmiyyətli texnoloji dəyişikliklərin tələb olunduğuna inanır, bunlardan əsas odur ki, yanıcı və təhlükəli hidrogenin heliumla əvəzlənməsi. Təəssüf ki, o dövrdə bu strateji xammalın yeganə istehsalçısı olan ABŞ, 129-cü ildə Konqresin qəbul etdiyi xüsusi bir qanuna əsasən Almaniyaya helyum sata bilmədi. LZ XNUMX olaraq təyin olunan yeni gəminin nəticədə hidrogenlə doldurulması buna görədir.

Yüngül alüminium ərintilərindən hazırlanmış nəhəng yeni bir balonun inşası uzunluğu təxminən 300 metrə çatır və diametri təxminən 45 metrdir. Titanik-ə bərabər olan nəhəng təyyarə, hər biri 16 at gücündə olan 1300 silindrli dörd dizel mühərriklə təchiz edilmişdir. Təbii olaraq, Hitler "Hindenburq" u nasist Almaniyasının canlı təbliğat simvoluna çevirmək fürsətini əldən vermədi və istismarının başlamasını sürətləndirmək üçün əlindən gələni etdi. Nəticədə, artıq 1936-cı ildə "möhtəşəm" dirijabl müntəzəm transatlantik uçuşlar etdi.

1937-ci ildə ilk uçuşda Nyu-Cersi eniş sahəsi həyəcanlı tamaşaçılar, həvəsli görüşlər, qohumlar və jurnalistlərlə dolu idi, onların çoxu saatlarla fırtınanın səngiməsini gözləyib. Hətta radio maraqlı hadisəni işıqlandırır. Nə vaxtsa narahat gözləntisi natiqin sükutu ilə kəsilir və o, bir az sonra isterik bir şəkildə qışqırır: “Göydən nəhəng bir od topu düşür! Canlı heç kim yoxdur... Gəmi birdən yanır və anında nəhəng yanan məşəl kimi görünür. Çaxnaşma içində olan bəzi sərnişinlər dəhşətli yanğından xilas olmaq üçün gondoldan tullanmağa başladılar, lakin hündürlüyü yüz metr olduğu üçün onlar üçün ölümcül oldu. Nəhayət, dirijablın quruya yaxınlaşmasını gözləyən sərnişinlərdən yalnız bir neçəsi sağ qalır, lakin onların çoxu ağır yanıb. Müəyyən bir məqamda gəmi şiddətli yanğının zərərinə tab gətirə bilməyib və yayda olan minlərlə litr balast suyu yerə tökülməyə başlayıb. Hindenburg sürətlə siyahıya alır, yanan arxa uc yerə çırpılır və 34 saniyə ərzində tamamilə məhv olur. Tamaşanın şoku yerə toplaşan kütləni silkələyir. O zaman qəzanın rəsmi səbəbi hidrogenin alovlanmasına səbəb olan ildırım hesab olunurdu, lakin son illərdə bir alman və amerikalı mütəxəssis bir çox fırtınalardan problemsiz keçən Hindenburq gəmisi ilə faciəni qəti şəkildə iddia edir. , fəlakətin səbəbi oldu. Arxiv görüntülərini çoxsaylı müşahidələrdən sonra belə qənaətə gəliblər ki, yanğın dirijablın dərisini örtən yanar boyadan başlayıb. Alman dirijablının atəşi bəşəriyyət tarixindəki ən dəhşətli fəlakətlərdən biridir və bu dəhşətli hadisənin xatirəsi hələ də çoxları üçün çox ağrılıdır. Bu gün də "dirijabl" və "hidrogen" sözlərinin xatırlanması Nyu-Cersinin odlu cəhənnəmini xatırladır, baxmayaraq ki, lazımi şəkildə "evləşdirilərsə", təbiətdəki ən yüngül və bol qaz təhlükəli xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, son dərəcə faydalı ola bilər. Çoxlu sayda müasir alimlərin fikrincə, hidrogenin əsl erası hələ də davam edir, baxmayaraq ki, eyni zamanda, elmi ictimaiyyətin digər böyük hissəsi nikbinliyin belə ifrat təzahürlərinə şübhə ilə yanaşır. İlk fərziyyəni dəstəkləyən optimistlər və hidrogen ideyasının ən qatı tərəfdarları arasında, əlbəttə ki, BMW-dən olan Bavariyalılar olmalıdır. Alman avtomobil şirkəti, yəqin ki, hidrogen iqtisadiyyatına gedən yolda qaçılmaz çətinlikləri yaxşı bilir və hər şeydən əvvəl, karbohidrogen yanacaqlarından hidrogenə keçiddə çətinlikləri dəf edir.

Ambisiyalar

Yanacaq ehtiyatları qədər ekoloji cəhətdən təmiz və tükənməz yanacağın istifadəsi ideyası enerji mübarizəsi məngənəsində olan bəşəriyyət üçün sehr kimi səslənir. Bu gün bir-iki "hidrogen cəmiyyəti" var ki, onların missiyası yüngül qaza müsbət münasibəti təbliğ etmək və daim görüşlər, simpoziumlar və sərgilər təşkil etməkdir. Michelin şin şirkəti, məsələn, davamlı yanacaqlar və avtomobillər üçün hidrogenə diqqət yetirən qlobal forum olan Michelin Challenge Bibendum-un təşkilinə böyük sərmayə qoyur.

Bununla belə, belə forumlardakı çıxışlardan yaranan nikbinlik hələ də gözəl hidrogen idillinin praktiki həyata keçirilməsi üçün kifayət etmir və hidrogen iqtisadiyyatına daxil olmaq sivilizasiyanın inkişafının bu texnoloji mərhələsində sonsuz mürəkkəb və mümkün olmayan bir hadisədir.

Bununla birlikdə, son zamanlarda insanlıq getdikcə daha çox alternativ enerji mənbələrindən istifadə etməyə çalışır, yəni hidrogen günəş, külək, su və biokütlə enerjisini saxlamaq, kimyəvi enerjiyə çevirmək üçün əhəmiyyətli bir körpü ola bilər. ... Sadə dillə desək, bu, bu təbii mənbələr tərəfindən istehsal olunan elektrik enerjisinin böyük həcmdə saxlanıla bilməyəcəyini, ancaq suyun oksigen və hidrogenə bölünərək hidrogen istehsalı üçün istifadə edilə biləcəyi deməkdir.

Nə qədər qəribə səslənsə də, bəzi neft şirkətləri bu sxemin əsas tərəfdarları sırasındadır ki, onların arasında ən ardıcılı Britaniyanın neft nəhəngi BP-dir ki, bu da bu sahəyə əhəmiyyətli investisiyalar üçün xüsusi investisiya strategiyasına malikdir. Təbii ki, hidrogeni bərpa olunmayan karbohidrogen mənbələrindən də çıxarmaq olar, lakin bu halda bəşəriyyət bu prosesdə əldə edilən karbon qazının saxlanması probleminin həllini axtarmalıdır. Danılmaz faktdır ki, hidrogenin hasilatı, saxlanması və nəqli ilə bağlı texnoloji problemlərin həlli mümkündür - praktikada bu qaz artıq böyük miqdarda istehsal olunur və kimya və neft-kimya sənayesində xammal kimi istifadə olunur. Bu hallarda isə hidrogenin yüksək qiyməti ölümcül deyil, çünki o, sintezində iştirak etdiyi məhsulların yüksək qiymətinə “əriyir”.

Bununla belə, yüngül qazdan enerji mənbəyi kimi istifadə məsələsi bir qədər mürəkkəbdir. Alimlər uzun müddətdir ki, mazut üçün mümkün strateji alternativ axtarırlar və bu günə qədər yekdil fikrə gəliblər ki, hidrogen ən ekoloji cəhətdən təmizdir və kifayət qədər enerjiyə malikdir. Yalnız o, mövcud status-kvonun dəyişməsinə rəvan keçid üçün bütün zəruri tələblərə cavab verir. Bütün bu faydaların altında yatan sadə, lakin çox mühüm faktdır – hidrogenin çıxarılması və istifadəsi suyun birləşməsinin və parçalanmasının təbii dövrü ətrafında fırlanır... Bəşəriyyət günəş enerjisi, külək və su kimi təbii mənbələrdən istifadə edərək istehsal üsullarını təkmilləşdirərsə, hidrogen istehsal oluna bilər. və heç bir zərərli emissiya buraxmadan qeyri-məhdud miqdarda istifadə edin. Bərpa olunan enerji mənbəyi kimi hidrogen uzun müddət Şimali Amerika, Avropa və Yaponiyada müxtəlif proqramlarda əhəmiyyətli tədqiqatların nəticəsi olmuşdur. Sonuncular, öz növbəsində, istehsalı, saxlanması, daşınması və paylanması daxil olmaqla, tam hidrogen infrastrukturunun yaradılmasına yönəlmiş geniş spektrli birgə layihələr üzrə işlərin bir hissəsidir. Çox vaxt bu inkişaflar əhəmiyyətli dövlət subsidiyaları ilə müşayiət olunur və beynəlxalq müqavilələrə əsaslanır. Məsələn, 2003-cü ilin noyabrında Avstraliya, Braziliya, Kanada, Çin, Fransa, Almaniya, İslandiya, Hindistan, İtaliya və Yaponiya kimi dünyanın ən böyük sənayeləşmiş ölkələrini özündə birləşdirən Beynəlxalq Hidrogen İqtisadiyyatı Tərəfdaşlığı Sazişi imzalandı. , Norveç, Koreya, Rusiya, Böyük Britaniya, ABŞ və Avropa Komissiyası. Bu beynəlxalq əməkdaşlığın məqsədi “hidrogen dövrünə gedən yolda müxtəlif təşkilatların səylərini təşkil etmək, stimullaşdırmaq və birləşdirmək, həmçinin hidrogenin istehsalı, saxlanması və paylanması texnologiyalarının yaradılmasına dəstək verməkdir”.

Bu ekoloji cəhətdən təmiz yanacağın avtomobil sektorunda istifadəsinin mümkün yolu ikitərəfli ola bilər. Onlardan biri “yanacaq elementləri” kimi tanınan cihazlardır ki, burada hidrogenin havadan oksigenlə kimyəvi birləşməsindən elektrik enerjisi ayrılır, ikincisi isə klassik daxiliyanma mühərrikinin silindrlərində maye hidrogendən yanacaq kimi istifadə texnologiyalarının inkişafıdır. . İkinci istiqamət həm istehlakçılara, həm də avtomobil şirkətlərinə psixoloji cəhətdən daha yaxındır və BMW onun ən parlaq tərəfdarıdır.

Istehsal

Hazırda dünyada 600 milyard kubmetrdən çox təmiz hidrogen istehsal olunur. Onun istehsalı üçün əsas xammal təbii qazdır ki, bu da “reforminq” kimi tanınan prosesdə emal olunur. Daha az miqdarda hidrogen xlor birləşmələrinin elektrolizi, ağır neftin qismən oksidləşməsi, kömürün qazlaşdırılması, koks əldə etmək üçün kömürün pirolizi və benzinin islahatı kimi digər proseslərlə bərpa olunur. Dünyada hidrogen istehsalının təqribən yarısı ammonyakın sintezi üçün (gübrə istehsalında xammal kimi istifadə olunur), neftin emalı və metanolun sintezində istifadə olunur. Bu istehsal sxemləri ətraf mühiti müxtəlif dərəcədə yükləyir və təəssüf ki, onların heç biri mövcud enerji status-kvonuna mənalı alternativ təklif etmir - birincisi, bərpa olunmayan mənbələrdən istifadə etdiyinə görə, ikincisi, bu istehsal karbon kimi arzuolunmaz maddələri buraxdığına görə əsas günahkar olan dioksid. İstixana effekti. Bu problemi həll etmək üçün bu yaxınlarda Avropa İttifaqı və Almaniya hökuməti tərəfindən maliyyələşdirilən tədqiqatçılar tərəfindən təbii qazdan hidrogen istehsalı zamanı yaranan karbon qazının vurulduğu “sekvestr” texnologiyası yaradılan maraqlı bir təklif irəli sürülüb. köhnə tükənmiş sahələr. neft, təbii qaz və ya kömür. Bununla belə, bu prosesi həyata keçirmək asan deyil, çünki nə neft, nə də qaz yataqları yer qabığındakı həqiqi boşluqlar deyil, əksər hallarda məsaməli qumlu strukturlardır.

Hidrogen istehsalının gələcək ən perspektivli üsulu ibtidai məktəbdən bəri məlum olan suyun elektrik enerjisi ilə parçalanması olaraq qalır. Prinsip son dərəcə sadədir - su banyosuna batırılmış iki elektroda elektrik gərginliyi tətbiq olunur, müsbət yüklü hidrogen ionları mənfi elektroda, mənfi yüklü oksigen ionları isə müsbətə keçir. Təcrübədə suyun bu elektrokimyəvi parçalanması üçün bir neçə əsas üsuldan istifadə olunur - "qələvi elektroliz", "membran elektrolizi", "yüksək təzyiqli elektroliz" və "yüksək temperaturlu elektroliz".

Bölmənin sadə arifmetikası bu məqsəd üçün lazım olan elektrikin mənşəyi ilə bağlı son dərəcə vacib problemə mane olmasaydı, hər şey mükəmməl olardı. Məsələ burasındadır ki, hazırda onun istehsalı istər-istəməz zərərli əlavə məhsullar buraxır, onların miqdarı və növü necə edildiyindən asılı olaraq dəyişir və hər şeydən əvvəl elektrik enerjisinin istehsalı səmərəsiz və çox bahalı prosesdir.

Qəddarları qırmaq və təmiz enerji dövranını bağlamaq hal-hazırda yalnız suyun parçalanması üçün lazım olan elektrik enerjisi istehsalı üçün təbii və xüsusilə günəş enerjisindən istifadə edildikdə mümkündür. Bu problemin həlli, şübhəsiz ki, çox vaxt, pul və zəhmət tələb edəcək, lakin dünyanın bir çox yerində bu şəkildə elektrik enerjisi istehsal etmək artıq bir həqiqətə çevrilmişdir.

Məsələn, BMW günəş elektrik stansiyalarının yaradılmasında və inkişafında fəal rol oynayır. Bavariyanın kiçik Noyburq şəhərində tikilən elektrik stansiyası hidrogen istehsal edən enerji istehsal etmək üçün fotovoltaik elementlərdən istifadə edir. Suyun qızdırılması üçün günəş enerjisindən istifadə edən sistemlər xüsusilə maraqlıdır, şirkətin mühəndisləri deyirlər və nəticədə yaranan buxar elektrik generatorlarını gücləndirir - belə günəş stansiyaları artıq Kaliforniyanın Moxave səhrasında işləyir və 354 MVt elektrik enerjisi istehsal edir. ABŞ, Almaniya, Hollandiya, Belçika və İrlandiya kimi ölkələrin sahillərində yerləşən külək stansiyaları getdikcə daha mühüm iqtisadi rol oynayan külək enerjisi də getdikcə daha çox əhəmiyyət kəsb edir. Dünyanın müxtəlif yerlərində biokütlədən hidrogen çıxaran şirkətlər də var.

Saxlama yeri

Hidrogen həm qaz, həm də maye fazlarda çox miqdarda saxlanıla bilər. Hidrogeninin nisbətən aşağı təzyiqdə olduğu bu rezervuarlardan ən böyüyünə "qaz sayğacları" deyilir. Orta və daha kiçik çənlər hidrogenin 30 bar təzyiqdə saxlanması üçün əlverişlidir, ən kiçik xüsusi çənlər (xüsusi poladdan və ya karbon liflə möhkəmləndirilmiş kompozit materiallardan hazırlanmış bahalı cihazlar) 400 bar sabit bir təzyiq saxlayır.

Hidrogen həmçinin maye fazada -253°C-də saxlanıla bilər, 0 barda saxlandığından 1,78 dəfə çox enerji ehtiva edir - vahid həcmdə mayeləşdirilmiş hidrogendə ekvivalent enerji əldə etmək üçün qaz sıxılmalıdır. 700 bara qədər. Məhz soyudulmuş hidrogenin daha yüksək enerji səmərəliliyinə görə BMW hidrogeni mayeləşdirmək və saxlamaq üçün müasir kriogen qurğular hazırlamış Almaniyanın Linde soyuducu konserni ilə əməkdaşlıq edir. Alimlər həmçinin hidrogen anbarına başqa, lakin daha az tətbiq olunan alternativlər təklif edirlər, məsələn, təzyiq altında metal hidridlər şəklində xüsusi metal ununda saxlama və s.

Nəqliyyat

Kimyəvi zavodların və neft emalı zavodlarının yüksək konsentrasiyası olan ərazilərdə hidrogen ötürmə şəbəkəsi artıq qurulmuşdur. Ümumiyyətlə, texnologiya təbii qazın nəqlinə bənzəyir, lakin hidrogen ehtiyacları üçün ikincisinin istifadəsi həmişə mümkün deyil. Bununla birlikdə, keçən əsrdə belə, Avropa şəhərlərindəki bir çox ev,% 50-ə qədər hidrogen ehtiva edən və ilk stasionar daxili yanma mühərrikləri üçün yanacaq kimi istifadə olunan yüngül bir qaz kəməri ilə işıqlandırıldı. Bugünkü texnologiya səviyyəsi, təbii qaz üçün istifadə olunanlara bənzər mövcud kriyojenik tankerlər vasitəsi ilə mayeləşdirilmiş hidrogenin transkontinental nəqlinə də imkan verir. Hal-hazırda, elm adamları və mühəndislər maye hidrogenin mayeləşdirilməsi və daşınması üçün uyğun texnologiyaların yaradılması sahəsində ən böyük ümid və səyləri göstərirlər. Bu mənada gələcəkdə hidrogen nəqli üçün əsas ola biləcək bu gəmilər, kriogen dəmir yolu tankları və yük maşınlarıdır. 2004-cü ilin aprelində, BMW və Steyr tərəfindən ortaq şəkildə hazırlanan ilk növ mayeləşdirilmiş hidrogen yanacaqdoldurma stansiyası Münhen Hava Limanının yaxınlığında açıldı. Onun köməyi ilə çənlərin mayeləşdirilmiş hidrogenlə doldurulması, iştirak etmədən və avtomobil sürücüsü üçün risk olmadan tamamilə avtomatik olaraq həyata keçirilir.