Водородът – новото гориво
DESCRIPTION
Водородът – новото гориво. Александър Попов ( Българска академия на науките ) и Цвети Цветков ( Химикотехнологичен и металургичен университет). Общ преглед:. Въведение – защо водород ? Приложение на водородната енергия Двигатели с вътрешно горене - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/1.jpg)
ВодородътВодородът – – новото новото
горивогориво
Александър ПоповАлександър Попов ( (Българска Българска академия на наукитеакадемия на науките) ) ииЦвети Цветков Цвети Цветков ((Химикотехнологичен и Химикотехнологичен и металургичен университет)металургичен университет)
![Page 2: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/2.jpg)
Общ преглед:Общ преглед: Въведение – защо водородВъведение – защо водород?? Приложение на водородната Приложение на водородната
енергияенергия
• Двигатели с вътрешно горенеДвигатели с вътрешно горене
• Горивни елементи и видове горивни Горивни елементи и видове горивни елементиелементи
Производство на водородПроизводство на водород Инфраструктура на водородната Инфраструктура на водородната
енергетикаенергетика
![Page 3: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/4.jpg)
Един от критериите за Един от критериите за развитието на едно развитието на едно
общество еобщество е количеството количеството
консумирана енергияконсумирана енергия
Европа – 573 млрд.Европа – 573 млрд.WW, ,
с тенденция за с тенденция за повишаване с 1,8% на повишаване с 1,8% на
година.година.
![Page 5: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/5.jpg)
0
200
400
600
800
1000
1200
1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100
Ръст на потреблението на Ръст на потреблението на електроенергия електроенергия
(в милиона барела на ден в нефтен (в милиона барела на ден в нефтен еквивалент)еквивалент)
![Page 6: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/6.jpg)
CC + О + О22 СО СО22 + + QQ
От къде идва От къде идва тя?тя?
![Page 7: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/7.jpg)
IrVIS 2CO VISVISible – ible – видимвидим IInfra nfra rred – ed – инфрачервенинфрачервен
Парников ефектПарников ефект
![Page 8: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/8.jpg)
Тенденция на отделяне на Тенденция на отделяне на СОСО22 в Европа, в Европа,в млрд. тонав млрд. тона
0.9
1.5
3.6
0
1
2
3
4
1985 сега (573 GW)
2025
![Page 9: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/9.jpg)
Глобално повишаване на Глобално повишаване на температурата за последните температурата за последните
70 год.– 70 год.– около 1,8 около 1,8 ººСС;;
Повишаване на морското Повишаване на морското равнище с 22равнище с 22 cm cm при тези темпове при тези темпове на повишаване на температурата на повишаване на температурата
на въздуха с 1,8 на въздуха с 1,8 ººСС;;
Глобално повишаване на Глобално повишаване на температурата на морската температурата на морската вода от 1995г.вода от 1995г. с с 0,06 0,06 ººСС;;
![Page 10: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/10.jpg)
Други емисии:Други емисии:
(N(NxxOOyy, SO, SO22, SO, SO33) + H) + H22O O киселинакиселина
CO + Hb CO + Hb карбоксикарбокси Hb Hb
сажди – смогсажди – смог
![Page 11: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/11.jpg)
Ръст на потреблението Ръст на потреблението на горива в последно на горива в последно
време (млн. време (млн. t)t)
0
1000
2000
3000
4000
5000
1900 1920 1940 1960
общовъглищанефтдърва
![Page 12: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/12.jpg)
Темпове на консумация Темпове на консумация на природни ресурсина природни ресурси
% от общите запаси на % от общите запаси на ЗемятаЗемята
![Page 13: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/13.jpg)
8 8 държавидържави – 81% – 81% течните гориватечните горива
6 6 държавидържави – 70% – 70% природен газприроден газ
8 8 държавидържави – 89% – 89% въглищавъглища
![Page 14: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/14.jpg)
АЕЦ – в далечна АЕЦ – в далечна перспектива перспектива
суровините са проблем, суровините са проблем, а продуктите са проблем а продуктите са проблем
и в момента;и в момента;
ВЕЦ – вече няма ВЕЦ – вече няма голяма голяма възможност възможност
за развитие.за развитие.
![Page 15: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/15.jpg)
Възобновяеми Възобновяеми източници на токизточници на ток
Вятър, слънце, океани (вълни, Вятър, слънце, океани (вълни, приливи/ отливи)приливи/ отливи)– Технически не достатъчно Технически не достатъчно
разработени;разработени;– Непостоянни във времето.Непостоянни във времето.
ТЕЦ (отпадъци) – не решава ТЕЦ (отпадъци) – не решава проблема с въздуха.проблема с въздуха.
![Page 16: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/16.jpg)
Новата формула на Новата формула на горенегорене
НН22 + + ½½ОО22 НН22О + О + QQ
![Page 17: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/17.jpg)
Къде има водород?Къде има водород?
11//22 от масата на от масата на Слънцето и Слънцето и
звездитезвездите
![Page 18: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/18.jpg)
основна съставна основна съставна част на част на
междузвездното междузвездното пространствопространство
“радиационен слой”“радиационен слой”
![Page 19: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/19.jpg)
2/2/3 3 от земната от земната
повърхност е водаповърхност е вода
![Page 20: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/20.jpg)
Водородната Водородната икономикаикономика
ПроизводствоПроизводство
СъхранениеСъхранение
ДоставкаДоставка
ПриложениеПриложение
![Page 21: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/21.jpg)
Водородна Водородна икономика - схемаикономика - схема
![Page 22: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/22.jpg)
Водородна икономика - Водородна икономика - инвесицииинвесиции
8 130340
1200
240
0
500
1000
1500
1988-1992 1999-2002
2003-2007
САЩ Япония
Инвестиции в мил. евро
![Page 23: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/23.jpg)
БългарияБългария
Ограничени залежи на Ограничени залежи на въглеродни горивавъглеродни горива
Задължение да затвори 3-ти и Задължение да затвори 3-ти и 4-ти блок на АЕЦ “Колзодуй”4-ти блок на АЕЦ “Колзодуй”
Българско Водородно Българско Водородно ОбществоОбщество
![Page 24: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/24.jpg)
Приложение - Приложение - ДВГ:ДВГ:
Водородът – 3 пъти Водородът – 3 пъти по-калорично горивопо-калорично гориво
Незамърсяващ околната Незамърсяващ околната средасреда
Очаква се да достигне Очаква се да достигне ефективността на най-ефективността на най-добрите дизелови двигателидобрите дизелови двигатели
![Page 25: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/25.jpg)
ДВГ с газова уредба ДВГ с газова уредба на водородна водород
![Page 26: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/26.jpg)
Приложение - ГЕПриложение - ГЕ
1 1 molmol водород + 0.5 водород + 0.5 molmol кислород = кислород = 53 53 AhAh
![Page 27: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/27.jpg)
ГЕ - предимстваГЕ - предимства Коефициент на полезно действие:Коефициент на полезно действие:
Конвенционални:Конвенционални: (КПД = 10 – 40%) (КПД = 10 – 40%)
Горивни елементи: (КПД > 90%)Горивни елементи: (КПД > 90%)
Безшумни и безотпадни;Безшумни и безотпадни; Не изразходват гориво на празен Не изразходват гориво на празен
ход.ход.
Хим. Проц.
Топлина Мех. Движ.
Електричество
Хим. Проц.
Електричество
![Page 28: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/28.jpg)
Кратка Кратка историяистория
II вово съобщение за Н съобщение за Н22-О-О22 ГК батерия – ГК батерия – Гроув, Гроув, 1842г.1842г.
II вава реализация на Н реализация на Н22-О-О22 ГК батерия – ГК батерия –Бейкън, Бейкън, 120120 години по-късно. години по-късно.
II виви Н Н22-тръбопровод, пуснат в експлоатация -тръбопровод, пуснат в експлоатация Европа, Европа, 1938г.1938г.
II ви ви малък автобус на горивни елементи – малък автобус на горивни елементи – САЩ, 1993г.САЩ, 1993г.
![Page 29: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/29.jpg)
ГЕ – направление на ГЕ – направление на развитие развитие
Нови катализаториНови катализатори
Кислородния електрод Кислородния електрод (катод)(катод)
Водородния електрод Водородния електрод (анод)(анод)
Електролитна средаЕлектролитна среда
![Page 30: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/30.jpg)
ГЕ - видовеГЕ - видове Алкални ГЕ (Алкални ГЕ (AFC)AFC)
ГЕ с протоннообменна мембрана ГЕ с протоннообменна мембрана ((PEMFC)PEMFC)
Директни метанолови ГЕ (Директни метанолови ГЕ (DMFCDMFC))
Фосфорнокисели ГЕ (Фосфорнокисели ГЕ (PAFC)PAFC)
ГЕ със стопен карбонат (ГЕ със стопен карбонат (MCFCMCFC))
Твърдооксидни ГЕ (Твърдооксидни ГЕ (SOFCSOFC))
![Page 31: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/31.jpg)
Водородно Водородно технологии - схематехнологии - схема
![Page 32: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/32.jpg)
ГЕ - системиГЕ - системи Стек от ГЕ в Стек от ГЕ в
пакет (батерия)пакет (батерия)
РезервоарРезервоар
ПомпаПомпа
КомпресорКомпресор
ОвлажнителОвлажнител
ТоплообменникТоплообменник
Алтернатор Алтернатор (пост/пром. ток)(пост/пром. ток)
ЕлектропроводницЕлектропроводниции
Електромотор/Електромотор/консуматорконсуматор
Контролни Контролни устройства и др.устройства и др.
![Page 33: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/33.jpg)
ГЕ - приложениеГЕ - приложение Генератори и батерииГенератори и батерии
Аварийни ситеми и Аварийни ситеми и непрекъсваеми устройстванепрекъсваеми устройства
Мобилни устройстваМобилни устройства
Автомобилостроене и транспортАвтомобилостроене и транспорт
![Page 34: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/34.jpg)
Приложения - Приложения - генераторигенератори
Батерии и генератори на основа ГЕ
Аварийно захранване и непрекъсваеми устройства
Захранване на подемници и електромобили
![Page 35: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/35.jpg)
ТранспортнТранспортни и
устройства устройства на ГЕна ГЕ
![Page 36: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/36.jpg)
Градско минибусчеГрадско минибусче
дължина: 5дължина: 5mm вместимост: 22вместимост: 22
човекачовека пробег: 200пробег: 200kmkm max max скорост: 33 скорост: 33
km/hkm/h мощност: 25мощност: 25kWkW съхранение: под съхранение: под
наляганеналягане
![Page 37: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/37.jpg)
НисаНисанн
![Page 38: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/38.jpg)
Водород - Водород - съхранениесъхранение
Под налягане (до 70Под налягане (до 70MP)MP)
Течно състояние Течно състояние (криогенни резервоари)(криогенни резервоари)
ХидридиХидриди
АбсорбентиАбсорбенти
РеформингРеформинг
![Page 39: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/39.jpg)
Транспорт и Транспорт и съхранение съхранение
в течно в течно състояниесъстояние
![Page 40: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/40.jpg)
Водород - Водород - производствопроизводство
РеформингРеформинг
ЕлектролизаЕлектролиза
БиомасаБиомаса
![Page 41: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/41.jpg)
Производство - Производство - реформингреформинг
![Page 42: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/42.jpg)
Производство - Производство - електролизаелектролиза
H2 О2
H2
О
H2
О
![Page 43: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/43.jpg)
Производство - Производство - PEMPEM
PEM горивни елементи се използват за евтино и ефективно генериране на водород (твърдофазен електролит)
![Page 44: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/44.jpg)
Производство – Производство – биомасабиомаса
Термохимично разлаганеТермохимично разлагане
Фотосинтез от Фотосинтез от микроорганизми и микроорганизми и ензимиензими
![Page 45: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/45.jpg)
ИнфраструктураИнфраструктура Инсталации за Инсталации за
получаване на водородполучаване на водород СъхранениеСъхранение ИзползванеИзползване Разпределение и Разпределение и
транспорттранспорт КонсумацияКонсумация
![Page 46: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/46.jpg)
ГазостаГазостанции на нции на водородводород
![Page 47: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/47.jpg)
Газостанции в Газостанции в ЕвропаЕвропа
![Page 48: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/48.jpg)
НорвегиНорвегияя
програма за програма за прокарване прокарване
на на водородни водородни газопроводгазопроводи в Северна и в Северна
ЕвропаЕвропа
![Page 49: Водородът – новото гориво](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022020111/56813ed0550346895da93d9a/html5/thumbnails/49.jpg)
Благодаря Благодаря за за
вниманиетовниманието!!