Перспективы использования альтернативных источников энергии на транспорте

грузовая автомобильная перевозка транспортная логистика

В настоящее время разработаны новые, перспективные технологии, которые во многом решают энергетические, экономические и экологические проблемы общества на современном этапе. Среди них можно выделить такие как: использование в качестве источника энергии водорода, биотоплива, эксплуатация автомобилей, работающих от энергии аккумуляторных батарей, использование гибридного привода в трансмиссии автомобилей.

Наибольшее количество споров возникает вокруг технологии использования водорода в качестве источника энергии в передвижных и стационарных энергетических установках.

Рассмотрим наиболее распространенные конструктивные схемы преобразования энергии водородного топлива.

Существует два принципиально различных типа водородных двигателей.

Топливные элементы – гальванические элементы в которых реакция водорода с кислородом происходит непосредственно с получением электричества.

Достоинства:

- имеют высокий КПД, вследствие получения непосредственно электрической энергии;

- не имеют движущихся частей;

- имеют небольшой коэффициент тепловых потерь.

Однако данная конструктивная схема имеет несколько существенных недостатков:

- низкая удельная мощность;

- высокая цена. Данный недостаток обусловлен применением в гальванических элементах драгоценных металлов таких как платина и палладий.

Ввиду своей высокой стоимости водородные двигатели данной схемы применяются в космических аппаратах, на подводных лодках, а так же на экспериментальных автомобилях, предназначенных для работ по совершенствованию данной технологии. Принимая во внимание постоянно ускоряющийся процесс технического развития, следует рассчитывать на решение проблем технологии топливных элементов в ближайшем будущем.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) на водороде – двигатель внутреннего сгорания, оборудованный дополнительными системами для хранения, контроля и подачи водородного топлива. Принципиально он не отличается от аналогичного ДВС, работающего на пропане. Данная конструкционная схема имеет ряд преимуществ:

- невысокие материальные затраты на производство и эксплуатацию системы;

- надёжность;

- наличие опыта в производстве и эксплуатации.

Процесс переоборудования обычного ДВС, работающего на пропане, для работы на водороде не ставит сложных технических задач. Однако данной схеме

присущи все остальные недостатки топливных элементов, главная из которых - он не решает энергетических, экономических и экологических проблем.

Экологические проблемы энергетических установок на водороде

Рассматривая процесс сгорания водорода можно сделать вывод что, одной стороны, при сгорании водорода не выделяются вредные вещества, а лишь водяной пар и тепловая энергия, однако основная проблема повсеместного использования водородного двигателя состоит в том, что добывать водород в природе невозможно – его можно получить в ходе электролиза воды, или переработки природных углеводородов. Т.е. при существующем уровне технологий и ограниченном числе источников энергии данные процессы невозможны без использования нефти, газа, угля или урана. Таким образом, водород является не топливом, а лишь аккумулятором энергии.

Рассматривая все выше перечисленное при расчете КПД водородного двигателя необходимо учитывать КПД всей цепочки:

- производство электроэнергии на электростанции (сжигание ископаемых углеводородов, использование гидроэнергии, атомной энергии);

- передача электроэнергии по существующей сети;

- получение водорода;