Здравствуй, дивный водородный мир!

28.07.20 18:41

Экономика

В начале июля 2020 года еврокомиссар по энергетике Кадри Симсон выступила с кратким, но емким заявлением: "Цель ЕС – в том, чтобы к 2050 году стать климатически нейтральным. Это значит, что к этому времени мы выведем из употребления все ископаемые энергоносители, и все поставщики Евросоюза должны иметь это в виду". Единственной и неповторимой альтернативой углю, нефти и нефтепродуктам, природному газу назначен водород, при этом очевидно, что инициатива исходит не лично от госпожи Симсон – она всего лишь озвучила то, на чем больше всех настаивала Германия, правительство которой уже заявило об амбициозной национальной программе водородной энергетики, согласно которой уже к 2030 году в стране, к примеру, должны быть построены 20 ГВт дополнительных электростанций, предназначение которых будет только одно – производство так называемого "зелёного" водорода. Тема активно подхвачена и растиражирована многими новостными и даже аналитическими агентствами, спектр оценок которых начинается от очередной, невесть какой по счету, "смерти России" до оптимизма по поводу того, что именно наша страна и сумеет стать мировым лидером этого нового рынка. Информации много, систематизированной ее назвать невозможно, поэтому стоит попробовать привести ее в порядок. 

"Здравствуй, чудный водородный мир!" 

Если водород претендует на замену собой всех энергетических ресурсов разом, то и ему предстоит "взять" на себя всё, что сегодня касается алгоритма использования любого ископаемого топлива. Для того, чтобы использовать тем или иным способом уголь, газ и нефть, их, прежде всего, нужно добыть, а в случае водорода первым вопросом становится технология его производства. После добычи ископаемое топливо подлежит предварительной очистке – эта же процедура потребуется и при производстве водорода, он тоже должен быть максимально очищен от вредных примесей. Далее топливо нужно транспортировать к месту его использования или дальнейшей переработки – это в полной мере касается и водорода. Ну, и последний пункт в цепочке – использование топлива по назначению, сжигание с использованием той или иной технологии. Собственно говоря, именно по этому поводу нам всем и приказано испытывать энтузиазм и душевный подъём – ведь при сжигании топлива не образуется углекислого газа, единственный продукт его горения – вода, чистая, как слеза младенца. Легко и непринужденно мы избежим глобального потепления, улицы городов очистятся от смога, счастливая Грета Тунберг, избавленная от забот и тревог, снова пойдет в школу, будут цвести цветы, по ним весело станут порхать бабочки, снова начнут расти айсберги и ледовые поля в Северном Ледовитом океане, через Финский залив снова можно будет ходить зимой на лыжах, а мы с вами будем петь и смеяться, как дети.  

Мы приносим извинения за то, что отказываемся от традиционного построения рассказов о водородной энергетике и начинаем с конца. Но выдающийся банкир современности уверяет, что обществу прежде всего нужны качественные потребители – вот и "побудем" таковыми какое-то время. Когда качественного потребителя спрашивают, откуда берётся электроэнергия, он уверенно дает безукоризненно точный ответ: "Из розетки!". Отбрасываем все подробности первых трёх этапов использования водорода – производство, очистку, транспортировку, рисуем в воображении картины восхитительного счастья. Водорода много, он доступен, на нем катаются все без исключения транспортные средства, возле каждой электростанции уже построены каскады бассейнов с теплой и чистой водой, благодаря чему в Воркуте цветут бананы, в Магадане собирают по два урожая ананасов в год, а на заборах вместо воробьёв уже индюки восседают. А как иначе?  Вот же она, заветная формула сжигания водорода: 

2Н2 + О2 --à 2Н2О 

И эта замечательная химическая реакция сопровождается выделением большого количества тепла. Вот и вообразим на минуточку, что мы живём в мире, где реализованы все до одной водородные программы – немецкая, американская, программа ЕС и все прочие, благо их сейчас немало. Все, все успели и сумели, в воздух чепчики подбросили – и нет больше в употреблении ни нефти, ни газа, ни угля с ураном вместе, везде и всюду только водород: на электростанциях, в баках автомобилей и даже в плитах на наших кухнях. О том, как именно будет производиться водород, все нюансы отличий между водородом "зелёным", "голубым" и даже "коричневым", рассмотрим в следующий раз.  

Механизм Зельдовича и оксиды азота 

"Главная водородная формула" совершенно точна, но начинать придётся с того, чтобы опуститься на нашу грешную Землю, атмосфера которой отнюдь не состоит из чистого кислорода - его в ней куда как меньше, чем азота. Температура горения водорода в кислородной среде может превышать 2 800 градусов, то есть на тысячу градусов выше, чем температура горения метана, основной составляющей природного газа. Вот уже созрел первый вопрос – а из каких таких металлов выполнены топки водородных электростанций? Какие такие сплавы ведут себя прилично при температуре, скажем, в 2 500 градусов? Такая температура характерна для авиационных и ракетных двигателей, состав материалов для которых, конечно, известен, но известна и цена такого удовольствия. Ладно, отбрасываем эту досадную мелочь в сторону – денег у нас полным-полно, жаропрочных металлов на Земле пруд пруди – справимся, нам ли привыкать, мы вон и без денег держимся. Но вот с химией горения водорода в атмосферном воздухе справиться не получится – она не про бабочек на айсбергах, она куда как более суровая наука.

И, как и во многих других отраслях научных знаний, в ней имеются непререкаемые авторитеты, которые стали непререкаемыми после того, как все желающие с ними попрекаться это сделали и убедились, что ничего не получается – аргументы корифеев незыблемы, как скала. Всё, что можно знать об образовании оксидов азота, в 40-е годы прошлого века сказал Яков Борисович Зельдович – у него тогда было ещё свободное время на занятия химией, это после создания Спецкомитета по атомной энергии он был занят до предела, пока не разработал теорию атомных и ядерных боезарядов. Химические реакции, которые неизбежно происходят между азотом и кислородом при наличии высоких температур:

N2 + O à NO + N   и N + O2 à No + O 

Механизм образования оксидов азота так и называют – механизм Зельдовича. Чуть позже был открыт ещё и механизм Фенимора, по имени открывшего его ученого, но нам дополнительные тонкости в этот раз не требуются, нам уже и так хорошо. 

Бесконечные рассказы о зловредности углекислого газа – дело полезное, но они похоронили под собой описание тех "радости и счастья", которую нам с вами обеспечивает присутствие в окружающем нам воздухе оксид азота.

"NO не имеет запаха, но при вдыхании может связываться с гемоглобином крови, переводя его в форму, не способную переносить кислород, Оксид азота в высоких концентрациях раздражает легкие и может приводить к серьезным последствиям для здоровья. Он легко соединяется с водой и растворяется в жире и может проникать в капилляры легких, где он вызывает воспаление и астматические процессы. Высокая концентрация оксидов азота сначала дает неприятные ощущения и жжение, при ее дальнейшем повышении вызывает летальный исход. Более низкие концентрации могут вызывать головную боль, проблемы с пищеварением, кашель и легочные заболевания. Больного могут беспокоить конъюнктивит, ринит и фарингит за счет раздражения слизистых оболочек, проявляющихся кашлем, слезотечением и общим недомоганием. На следующей стадии отравления появляется влажный кашель со слизистой или кровянистой мокротой, одышка, цианоз, тахикардия и фебрильное повышение температуры. Возникает чувство страха, психомоторное возбуждение и судороги. В отсутствие квалифицированной медицинской помощи приводит к летальному исходу".

Достаточно? Нет. Именно наличие в воздухе оксидов азота в высокой концентрации – причина кислотных дождей, о которых нам тоже любят рассказывать. Оксиды азота в разы опаснее для человека, чем углекислый газ, а более высокая температура сгорания водорода неизбежно приведет к более интенсивному их образования. Здравствуй, дивный водородный мир!  

На практике это означает, что на всех электростанциях, на которых будет использоваться горение водорода, потребуется дополнительное оборудование для выделения из атмосферного воздуха чистого кислорода. К смете на строительство самих электростанций, которая и так уже радует глаз из-за материалов топочного оборудования, добавится ещё N инвестиций, причем нельзя исключать того, что это станет отдельным термином – "N-инвестиции".

При некотором напряжении, не исключено, что такое оборудование можно будет умудриться ставить на тяжелые грузовики, железнодорожные локомотивы и даже морские и речные суда, а вот оснастить им же ещё и легковые автомобили не получится – тогда легковые автомобили автоматически начнут превращаться в грузовые. Вот ещё одно, дополнительное направление необходимого развития технологий – миниатюризация оборудования для сепарирования атмосферного воздуха.

Мы, квалифицированные потребители, согласны либо подождать, либо смириться с тем, что оксидов азота в городском воздухе будет становиться больше, а кислотные дожди будут идти чаще. Конечно, можно еще пробовать экспериментировать с интенсивностью подачи водорода в камеру сгорания, чтобы температура была ниже порогового значения, после которого механизм Зельдовича включается в действие автоматически. Однако тогда становится менее очевиден смысл использования водорода в качестве топлива – КПД двигателя окажется сопоставим с КПД обычного двигателя внутреннего сгорания, использующего бензин или дизель. Как потребители потребителям – сейчас средняя цена килограмма водорода составляет около 8 долларов, что, мягко будь сказано, значительно превышает стоимость традиционных видов топлива.  

Опытно-исследовательские данные из Японии 

Если же речь вести об энергетических компаниях, живущих и работающих в реальном мире, а не в мире фантазий европейских чиновников, то среди них нет желающих вышвыривать на свалку истории оборудование электростанций и устанавливать новое, из дорогих сплавов с вольфрамом, молибденом, титаном. На всякий случай напомним, что цель деятельности любой компании – прибыль для их акционеров, а не чьи-то мечтания, да ещё и дорогостоящие. Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS) еще несколько лет назад успешно испытала газовую турбину большой мощности на одной из своих электростанций, подав в камеру сгорания природный газ с добавкой 30% водорода. Температура газов на выходе – 1600 градусов, оборудование такую нагрузку, хоть и не без сложностей, но выдержало. КПД незначительно, но увеличился, а вот количество образовавшегося углекислого газа оказалось ниже сразу на 10%, а по поводу оксидов азота японская компания информацию раскрыла не полностью, ограничившись фразой "остались на приемлемом уровне". Рекомендация MHPS – экономически оправдано и экологически полезно использовать топливную смесь из 80% природного газа и 20% водорода. Там же, в Японии, в 2018 году Kawasaki Heavy Industries и Obayashi провели краткосрочные испытания турбины при подаче в камеру сгорания 100% водорода.

Об экономике эксперимента отчета не последовало, но вполне достаточно знать о том, что принадлежащая консорциуму этих компаний ТЭЦ в Кобе работает на смеси водорода и природного газа 20% на 80% - то есть в соответствии с рекомендациями, которые дала MHPS. Эксперименты с добавками водорода в топливную смесь для газовых ТЭЦ идут, конечно, не только в Японии, но мы рассказали о самых оптимистичных результатах, которые зависят от национальных технических стандартов для оборудования и материалов, из которого оно произведено.

Вот таковы, в соответствии со стандартами, допустимые доли водорода в природном газе на день сегодняшний: Бельгия, Новая Зеландия, США, Великобритания – 0,1%; Германия – 10%, Нидерланды – 12%. Водородные мечтания о полном отказе от использования традиционного топлива на сегодняшний день проигрывают суровой действительности – нужны целые серии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, нужны изменения национальных технических стандартов, проверка полученных результатов на опытно-промышленном оборудовании и так далее. За каждым использованным в предыдущей фразе термином незримо стоят вопросы о финансировании, о квалифицированных кадрах, о необходимом времени – с учетом того, что никто ведь не гарантирует, что все эксперименты и испытания окажутся успешными.

Если уж Германия и Евросоюз действительно хотят реализации своих "водородных программ", то в этих программах, на наш взгляд, должны присутствовать графики проведения НИОКР и последующих испытаний, должны быть предусмотрены соответствующие инвестиции, а вот жестких сроков быть не должно – в том случае, если коллективы разработчиков программ не возглавляют прямые потомки Мишеля Ностардамуса, конечно. И речь не о некоем абстрактном "финансировании вообще", а о конкретных НИИ, исследовательских группах и их объединениях.

Впрочем, это не наши с вами заботы – если в бюджетах ЕС и в бюджетах отдельных государств имеются запасы денег, пусть тратят так, как считают нужным. А пока, если без "водородных жар-птиц", то можно опираться на расчеты МЭА, Международного Энергетического Агентства: создание масштабной европейской сети электростанций, где использовалось бы газово-водородная смесь в пропорциях 80/20, обеспечит снижение выбросов углекислого газа на 7% или на 60 млн тонн. В своих расчетах МЭА опиралось на данные, полученные в Японии – по той простой причине, что эти данные были "добыты" в нормальном для любой новой технологии режиме. А текст от европейского чиновника про 100% водорода, про полное отсутствие выбросов углекислого газа и при полном склерозе относительно оксидов азота характеризуется просто и незатейливо – популизм.  

Килограммы и кубометры – почувствуйте разницу 

Да, раз уж в тексте выше случайно было напечатано слово "килограмм", на это тоже необходимо обратить внимание квалифицированных потребителей. Это слово используют для демонстрации еще одной "заманухи" со стороны неквалифицированных поклонников водородной энергетики: "Удельная теплота сгорания 1 килограмма метана около 50 МДж (мегаджоулей), а удельная теплота сгорания 1 килограмма водорода – около 130 МДж. Видите, насколько водород выгоднее?!"

Видим, конечно – видим то, что в качестве единицы используется килограмм. Загляните к себе в платежку, уважаемые читатели – уж нет ли там строки "цена килограмма газа"? Ничего подобного – кубометры, и всё тут. Кубометр метана можно взвесить, не проблема – при нормальном атмосферном давлении и при 20 градусах Цельсия измерительный прибор покажет 657 грамм. Но и кубометр водорода тоже можно взвесить, разве что прибор поточнее потребуется, поскольку кубометр этого газа весит 89,9 грамма. То же, но другими словами – водород весит в 7,3 раза легче метана. Если вы живёте в доме с газовой плитой, то для того, чтобы получить 130 Мдж тепла, вам придётся сжечь 3,96 кубометров природного газа, а если вы каким-то чудом оказались в доме, который в 2050 году построил евробюрократ, то для получения тех же 130 МДж вам потребуется 11,11 кубометров водорода.

Как квалифицированный потребитель, мы можем посчитать это в деньгах – это ведь основная задача этого неведомого существа. Розничная стоимость газа в разных регионах разная, давайте возьмем Московскую область – 6,56 рубля за кубометр. Значит, 130 МДж тепла обойдутся 6,56 *4,0 = 26,24 рубля. Достижимые цены водорода в Европе к 2025 году, согласно исследовательскому центру ACIL ALLEN Consulting для Евросоюза – 5,43 доллара за килограмм. Доллары в рубли пересчитайте по вкусу – мы ведь не знаем, каким он будет в тот день, когда вам на глаза попадется эта статья. Возьмём, к примеру, какой-нибудь "среднепотолочный" 1 доллар по 70 рублей, но умножать мы не будем – лениво, если честно, всё равно получится что-то от 350 до 400 рублей за те же самые 130 МДж тепла.

При этом в наших платежках – розничные цены для нас с вами как конечных потребителей, а в ACIL ALLEN рассчитывал цены для производителей водорода, так что и без того безумная разница цен в реальности окажется ещё выше. Транспортные услуги, коммерческие наценки – за всё это, в конечном счете, заплатит именно конечный потребитель, в данном случае – явно конечное число раз. Всё, что можно сказать по этому поводу в качестве комментария, так только: "Здравствуй, дивный водородный мир!" Да, чуть не забыли: если из европейской газовой плиты в 2050 году будет идти чистый водород, то из какого металла будет изготовлена эта плита и ее конфорки – мы понятия не имеем, поскольку температура пламени будет не меньше 2 000 градусов. Подумайте сами, а, пока будете думать – мысленно распрощайтесь со всеми вашими кастрюлями и сковородками, поскольку их расплавленный металл всю европлиту закапает, оттирать замучаетесь.

Если ЕС намерен отказаться от газификации своего населения, переведя весь жилой фонд исключительно на электроэнергию, кастрюли, конечно, уцелеют, но какой будет цена электричества, в замечательных планах окончательной победы водородной энергетики, авторы планов скромно умалчивают. А мы напомним, что стоимость электроэнергии на тепловых электростанциях зависит от цены сырья на 90% - выводы можете сделать самостоятельно, а заодно получится объективная оценка перспективности жития обывателей в "водородной" Европе после 2050 года.  

Плотность водорода, наряду с его химическими и физическими свойствами – это следующий блок проблем, стоящий перед развитием водородной энергетики. Причем блок крепенький – именно он, во многом стал причиной того, что интерес к этой теме, который в Европе впервые обострился в 1974 году, дальше полуакадемического уровня так и не пошел. Произошло это именно в 1974 году, то есть во время того самого мирового нефтяного кризиса, от воспоминаний о котором и по сей день у тех, кто его пережил, волосы дыбом. Напомним, что кризис нынешний, 2020 года, вызван падением спроса и вызванном им падением цены в два раза, причем, как сейчас выясняется, падение оказалось столь значительным на 3-4 месяца. А в 1974 году цена нефти в Европе выросла в 3-4 раза, да так вниз и не опустилась, поэтому в Европе готовы были на какие угодно технологии, лишь бы избавиться от зависимости от импорта нефти.

В числе прочих вариантов рассматривалась и водородная энергетика, но тогда, кроме самого рассмотрения, никаких последствий не состоялось. Водород, как известно, самый распространенный химический элемент во Вселенной, именно из него состоит 92% её вещества, а вот на планете Земля в чистом виде его просто нет – он настолько химически активен, что с невероятной легкостью и скоростью вступает во взаимодействие с любым другим химическим веществом. Поэтому и условия для хранения этого газа чрезвычайно высокие – водород норовит вступить во взаимодействие со всеми материалами, из которых изготовлены емкости для его хранения.

Аналогично обстоят дела, само собой, и с любыми трубопроводами, из которых состоят газотранспортная и газораспределительная системы Европы. Мечты о том, что уже существующие трубы можно будет использовать для транспортировки и распределения водорода, никакого научно-технического обоснования под собой не имеют – потери из-за утечек лишат экономического смысла любой проект подобного рода, внутренняя поверхность труб неизбежно будет деградировать вплоть до полного выхода из строя. Газпром, между прочим, уже соответствующие исследования провел, результат секретным не является: за исключением "Северных" и "Турецкого" потоков, все остальные трубопроводы будут исправно функционировать при добавке к природному газу не более 30% водорода, новейшие "морские" трубы выдержат до 70%. Проводили ли подобные проверки своих газовых трубопроводов в Европе – информации нет, а Газпром полученный результат вполне устраивает, поскольку специалисты компании опираются на данные, полученные из Японии. 20% содержания водорода в топливной смеси газовых электростанций – уровень, который не потребует триллионных вливаний в переоснащение всего оборудования и уровень, который дает весьма заметный результат по снижению выбросов углекислого газа при "приемлемом содержании выбросов оксидов азота".  

Бензин или водород? 

Прежде чем переходить к рассказу о новых технологиях хранения водорода мы, квалифицированные потребители, не можем не коснуться водородного автотранспорта, который уже появился, количество которого постепенно растёт. Для начала оценим, какое количество тепла владелец легкового автомобиля может получить, "выжав досуха" стандартный бензобак емкостью 50 литров. Удельная теплота сгорания килограмма бензина составляет 43,6 МДж, удельная теплота сгорания килограмма дизельного топлива – 42,7 МДж, потому спокойно усредняем до 43,0 МДж. Плотность бензина – 710 грамм в литре, плотность дизельного топлива (летнего) – 850 грамм в литре, средняя – 780 грамм, то есть в 50-литровых баках легковых автомобилей в среднем "спрятаны" 1 677 МДж, которые и обеспечивают нам 500-600 км пробега в городских условиях. Ну, а 50 литров водорода при обычном атмосферном давлении – это простите, 5 граммов и, соответственно, 0,65 МДж, что в 2 500 (в две тысячи пятьсот, опечаток нет) раз меньше, чем в баке с традиционным топливом. Каким будет пробег или, точнее, "прополз", в таком случае – предлагаем посчитать самостоятельно, но больше 200 метров не получится, даже без учета перерасхода топлива при старте.

Следовательно, никаких вариантов – водорода в баке должно быть больше, а самый очевидный способ добиться этого – повысить давление. Повышаем давление – повышаются и требования, предъявляемые к материалу, из которого изготавливается такой резервуар. Требования – двойные, поскольку необходима не только прочность, чтобы выдержать давление, но и способность выдерживать химическую активность водорода, способность избежать утечек. В таблице Менделеева у водорода почётный номер 1, то есть это самый маленький атом ещё и по размеру, потому при высоком давлении у этого газа повышается "желание сбежать" через мельчайшие дефекты внутренней поверхности резервуара. 

В России принят стандарт маркировки баллонов с водородом, находящимся в них под давлением в 200 атмосфер:

Тёмно-зелёные, надпись – красным цветом, но и 200 атмосфер – слишком мало, при таком давлении для хранения 1 кг водорода требуется баллон емкостью 56,3 литра. Следующий шаг в развитии технологий хранения газообразного водорода – баллоны, выполненные из титана, они выдерживают уже 400 атмосфер, но разработчики на этом не остановились. 

Поскольку Япония является мировым лидером по производству легковых водородных автомобилей, берём в качестве примера водородный бак Toyota:

Все цифры видны отчетливо – бак рассчитан на 700 атмосфер. Материал – композитные материалы, поскольку химически они исключительно устойчивы, на присутствие водорода не реагируют абсолютно, прочность бака просчитана и обеспечена вплоть до прямого попадания пуль стрелкового оружия, а в том случае, если бак не справляется с внутренним давлением, он "раскрывается" вдоль всего корпуса, обеспечивая мгновенный выход всего объема водорода. Сделано это для того, чтобы не допустить его высокой концентрации в воздухе – водород легкий, при резком снижении давления он устремляется вверх, подальше от земли и от людей. Причина наверняка всем известна – смесь водорода с кислородом не только пожароопасна, но даже взрывоопасна, если концентрация водорода оказывается высокой.

Опыт эксплуатации, уже наработанный японским автоконцерном, аварийности не выявил, так что проблемы, если и есть, то сугубо психологические – насколько комфортно себя чувствуют водитель и пассажиры автомобиля, знающие, что где-то рядом с ними имеется емкость под давлением в 700 атмосфер, в которой содержится взрывоопасное вещество. Но и это не обеспечивает показателей, превышающих те, которые имеет традиционное жидкое моторное топливо: даже при 700 атмосферах энергетическая плотность водорода – 4,4 МДж на 1 литр, а литр бензина – это 31,6 МДж на 1 литр.

Еще раз, медленно: 700 атмосфер, высокотехнологичный материал резервуара, но результат в 7,7 раз ниже, чем у традиционнейшего бензина. Да, при этом действительно снижается образование углекислого газа, но из-за повышения температуры сгорания увеличивается образование оксидов азота.

При этом стоит помнить и о том, что возрастают экологические требования к бензину и дизельному топливу, уже введен стандарт "Евро-5", но химики-технологи с этими требованиями успешно справляются – например, в июле 2020 года Газпром Нефтью закончена модернизация под "Евро-5" Московского НПЗ. Это, конечно, не дешевое удовольствие, но эти инвестиции кратно меньше, чем те, которые потребуются для массового внедрения водородного легкового автотранспорта.

Исходя из сказанного, достаточно просто представить, что такое транспортировка чистого газообразного водорода в промышленных объемах, в какие деньги выливается оборудование водородной заправочной станции для автомобилей – давление, химическая активность водорода, пожароопасность при утечках при кратно более высоких рисках утечек.  

Водород может быть жидким, но кому от этого легко? 

И, пожалуй, последнее "потребительское" по отношению к водороду, что тоже, в общем-то "висит в воздухе": если всё так сложно и дорого при хранении и транспортировке водорода как газа, то нельзя ли поступить с ним ровно так же, как с природным газом в случае отсутствия возможности транспортировать его потребителям при помощи трубопроводов – превратить его в жидкость? Есть и такая технология, вот только температура, при которой водород становится жидким – "минус" 252,76 градуса Цельсия при нормальном давлении. Природный газ становится жидким, напомним, при "минус" 161 градусе, но и этого более, чем достаточно, чтобы по праву считать СПГ-отрасль самой высокотехнологичной из всего, что относится к промышленности природного газа. В случае водорода требуется достичь температуры на 90 градусов ниже, чем в случае СПГ, а практический результат не впечатляет – при обычном давлении плотность жидкого водорода составляет 77 килограмм на кубометр. Для сравнения – плотность СПГ при тех же условиях выше в 7,8 раза, около 600 кг на кубометр. Так что и сжижение водорода при кратно более высоких затратах на его производство, чем на производство СПГ, усугубляется необходимостью поддерживать в емкостях с жидким водородом высокого давления – иначе для его транспортировки и хранения потребуются емкости огромного объема, в которых, напомним, необходимо поддерживать криогенную температуру.

Для хранения жидкого водорода используются высококачественные стали, резервуары оснащены фильтрами тонкой очистки жидкого водорода и пробоотборниками специальной конструкции, и, само собой, высокоэффективную теплоизоляционную систему. Если в случае резервуаров большой емкости с испарением, которого не избежать, еще можно мириться, то с резервуарами для легковых автомобилей любые потери на испарение бьют непосредственно по кошельку автовладельца, поэтому здесь требования еще более высокие. Впереди планеты всей – компания BMW, специалисты которой для BMW Hydrogen 7 разработали 74-литровый бак для жидкого водорода, потери на испарение у которого составляют всего 1,5% в день. В абсолютных цифрах – 1,1 литра жидкого водорода в сутки из полного бака исчезают бесследно.

Выводы, на наш взгляд, достаточно очевидны.

Использование на электростанциях не смеси природного газа и водорода, а чистого водорода – путь к многомиллиардным инвестициям в переоборудование существующих электростанций и высоким сметам при строительстве новых. Стоимость растёт ещё и в связи с необходимостью сепарирования атмосферного воздуха, чтобы обеспечить поступление в топку электростанции чистого кислорода для предотвращения роста выбросов оксидов азота, который для здоровья человека представляет большую опасность, чем углекислый газ.

Сжигание водорода в двигателях автотранспорта снизит образование углекислого газа, но повысит образование оксидов азота. Поставки чистого водорода по существующим газовым трубопроводам невозможны, для них потребуется строительство совершенно новой "водородотранспортной" и "водородораспределительной" систем. Хранение и использование водорода в газообразном состоянии требует производства резервуаров различной емкости из композитных материалов – как в случае электростанций, так и в случае баллонов для авто- или любого другого транспорта. Хранение и использование водорода в жидком виде требует ровно того же, но при условии работы в криогенном диапазоне температур.

Исключительно для краткости в конце каждой фразы нет единственного логичного возможного продолжения: "это потребует огромных инвестиций".

Использование водорода в быту, на кухнях, невозможно из-за физических и химических характеристик процесса его горения в атмосферном воздухе, поэтому отказ от природного газа потребует перехода на 100%-ное использования электроэнергии во всем имеющемся жилом фонде.

Зачем в таком случае ЕС и его отдельные страны решили осуществить переход к водородной энергетике при полном отказе от ископаемого топлива? Вопрос настолько интересный, что заслуживает отдельной статьи. 

Но считать, что "водородный переход" с технической точки зрения - полная утопия, тоже не приходится, поскольку учёные, конструкторы и инженеры не бездельничают, прикладываются огромные усилия для того, чтобы сделать использование водорода экономически целесообразным. Переход от каменного века к бронзовому произошел не из-за того, что кончились камни, гужевой транспорт ушёл в прошлое, уступив автомобилям не из-за нехватки овса – причиной в обоих случаях стал технологический прорыв.

Но и о том, что такое водородный топливный элемент, какое отношение к водородной энергетике может иметь атомная энергетика – тоже не в этот раз.


Борис Марцинкевич

Источник: Завтра

Редактор: chep-65


vktik

29.07.20 09:34

"Так что и сжижение водорода при кратно более высоких затратах на его производство, чем на производство СПГ, усугубляется необходимостью поддерживать в емкостях с жидким водородом высокого давления – иначе для его транспортировки и хранения потребуются емкости огромного объема, в которых, напомним, необходимо поддерживать криогенную температуру."

Борис, очевидно, забыл, что жидкости не сжимаются. Кроме того, сжигать водород, думаю, никто не будет. Поэтому половину рассуждений в топку.


Alanv

29.07.20 11:50

Да ну...

Кушять будем, что ли? Как известно экзотермическая реакция соединения с кислородом
любого вещества называется... ай-яй-яй - "горением".

Посему все 100% высказанного - абсолютно в точку. Всё это известно давным давно, но благодарен Борису, что он собрал всё это в одном месте. Кроме того, что он известнейший популяризатор всей энергетики от гидро до СЭС, от угля до термояда с прекрасными, точными, доказательными и подтверждающимися с течением времени статьями.

МАССОВАЯ водородная энергетика - такое же фуфло как массовые биогазы, ВЭС и СЭС. Просто пытаются ещё раз настрогать лоховские карманы.

Абсолютно уверен, будущее МАССОВОЙ энергетики - за парой ТЯС/АЭС - ТЭС на природном газе/газифицированном угле. Остальным - свои небольшие (по праву - они там нужны) секторы.


vktik

29.07.20 12:57

>>>Alanv

"Как известно экзотермическая реакция соединения с кислородом
любого вещества называется... ай-яй-яй - "горением"."

За всё время общения с Вами я так и не узнал, в какой области Вы можете высказываться как профессионал или, хотя бы, как знаток в определённой области. В данном случае Ваш дилетантизм, несмотря на то, что водородная тема уже многие годы здесь освещается, нисколько не уменьшился.

Ссылка

Изменен: 29.07.20 12:58 / vktik


chep-65

29.07.20 13:26

>vktik, DE
Всша ссылка не убедила. Топливные элементы на водороде имеют кучу ограничений, как по мощности, так и по материалам, т.е. для большой энергетики не годятся. В статье речь идет (в основном) именно о большой энергогенерации. Собственно, самое главное - это энергетический выход при окислении водорода на единицу массы водорода. Через него не перепрыгнешь - хоть прямо сжигай водород, хоть потихоньку на катализаторах. В каких-то нишах, возможно, водород будет уместен. Но не более того.

Изменен: 29.07.20 13:28 / chep-65


киборд

29.07.20 13:32

усугубляется необходимостью поддерживать в емкостях с жидким водородом высокого давления
– иначе для его транспортировки и хранения потребуются емкости огромного объема, в которых, напомним, необходимо поддерживать криогенную температуру."
Борис, очевидно, забыл, что жидкости не сжимаются.
- про "огромный объем" тоже не понял, но факт - либо давление, либо низкая температура потребуется. Очень высокое, очень низкая.

Кроме того, сжигать водород, думаю, никто не будет. Поэтому половину рассуждений в топку.
- прежде чем писать о топливных элементах, видимо, стоило разъяснить вопрос горения для тех, кто вопрошает "а почему бу не жечь, как газ? Здорово же, вода на выходе!"


rombell

29.07.20 13:41

> vktik
"Так что и сжижение водорода при кратно более высоких затратах на его производство, чем на производство СПГ, усугубляется необходимостью поддерживать в емкостях с жидким водородом высокого давления – иначе для его транспортировки и хранения потребуются емкости огромного объема, в которых, напомним, необходимо поддерживать криогенную температуру."

Борис, очевидно, забыл, что жидкости не сжимаются. Кроме того, сжигать водород, думаю, никто не будет. Поэтому половину рассуждений в топку.
Думается, Борис разбирается лучше Вас.
Да, жидкости симаются плохо.
Но мало-мальски помнящий химию-физику со школы человек должен помнить и про то, что температура кипения зависит от давления. Что для воды, что для водорода, что для любого материала.
И что чем выше давление - тем при более высокой температуре происходит кипение (а значит, и обратный процесс - сжижение).
Высокое давление нужно не для того, чтобы сжать водород, а для того, чтобы повысить температуру сжижения.
И там тоже тьма нюансов
Ссылка


Marketolog_s

29.07.20 13:45

"Сланцевая революция - 2".
Тоже пиар-проект.
И с теми же целями.
Странно выглядят обсуждения физики процесса. Зачем? Какая может быть речь о массовости водорода, если его применение совместно с прерывистой генерацией делает транспорт и энерегетику по самым оптимистичным оценкам в 7 раз дороже (в сильно отдаленном будущем) сочетания "уран-ГЭС-газ", а по реалистичным - в 20-25 раз дороже (в несильно отдаленном будущем)?
Какая экономика и как сможет окупить ТАКУЮ стоимость первичной энергии?
Причем учитывая что газа в мире навалом, на столетия хватит, а урана при реализации ЗЯЦ - вообще на тысячелетия.

Изменен: 29.07.20 13:51 / Marketolog_s


Novem

29.07.20 14:18

>Борис, очевидно, забыл, что жидкости не сжимаются


Данная часть комментария моментально выдаёт очередного самоуверенного дилетанта. Подумайте-ка ещё раз, зачем в в ёмкостях с жидким водородом высокое давление.

Поэтому, все ваши попытки умствовать - в топку.

Изменен: 29.07.20 14:18 / Novem


Alanv

29.07.20 14:23

Я и сам двумя руками за ГЭС (как наиболее хорошее решение "зелёной энергетики" - как раз Солнце и ветра безо всяких фотоэлементов и ветряков накачивают воду повыше и совершенно бесплатно в рамках всем известного с начальных классов круговорота воды в природе), плюс эта запасённая энергия также совершенно бесплатно КОНЦЕНТРИРУЕТСЯ в реках, но есть очень большое "но". Они для массовой и дешёвой выработки требуют или больших перепадов высот, или огромных площадей водохранилищ. И, естественно, наличествующих постоянных очень больших возобновимых расходов воды. Для всего этого вместе взятого в мире не так уж много мест (они уже часто используются) и они зачастую очень далеки от мест потребления получаемой энергии - т.е. возникает проблема сверхмощных ЛЭП со своими потерями и трудностями.

Изменен: 30.07.20 10:47 / Alanv


vktik

29.07.20 14:26

>>>chep-65
"Всша ссылка не убедила. Топливные элементы на водороде имеют кучу ограничений, как по мощности, так и по материалам, т.е. для большой энергетики не годятся."

Moя ссылка последовала после высказывания Аланва, что водород можно только сжигать. Его высказывание последовало на моё, что никто водород сжигать не собирается. Т.е. есть речь шла о принципе применения водорода как источнике энергии. Сжигание водорода могло бы происходить действительно только в промышленной генерации, что с моей точки зрения не целесообразно, для этого есть природный газ. Поэтому я и не предполагаю применение водорода как горючего вещества.
Топливные элементы имеют кучу ограничений, как и сам водород, природный газ, аккумуляторные батареи. Нет большого смысла обобщённо говорить об ограниченности, тем более, что техника не стоит на месте.

>>>rombell

"Но мало-мальски помнящий химию-физику со школы человек должен помнить и про то, что температура кипения зависит от давления. Что для воды, что для водорода, что для любого материала."

Кроме физики надо ещё разбираться в технике. Если Вы не хотите водород понижать до -259,14°C, a хотите за счёт повышения давления понижать температуру только до -252, 87°C, то при перекачке водорода произойдёт неизбежное падение давления и вскипание водорода. Хранение при пониженных температурах опасно при температурах точки кипения. Поэтому Ваш комментарий мимо.

>>>киборд

- прежде чем писать о топливных элементах, видимо, стоило разъяснить вопрос горения для тех, кто вопрошает "а почему бу не жечь, как газ?

Вы мне предлагаете повторить текст автора?


Изменен: 29.07.20 23:15 / vktik


vktik

29.07.20 14:31

>>>Novem

"Подумайте-ка ещё раз, зачем в в ёмкостях с жидким водородом высокое давление."

Ну чего Вы остановились? Расскажите нам всем о высоком давлении водорода в криогенном состоянии.


Alanv

29.07.20 14:36

Вктик, мы тут трём о предлагаемом нам будущем МАССОВОЙ (иначе все страдания о всемирном СО2 - чушь) энергетики для, как пишут выскакивающие из штанов журнашлюхи - ПОЛНОЙ замены хотя бы углеводородов, а никаких проектов топливных элементов (т.е. механизмов ПРЯМОГО преобразования энергии химической реакции в электричество), хучь даже на жалкий мегаватт мощности я что-то не припомню в принципе... И надо бы прикинуть стоимость возможных там материалов, катализаторов и их добычи/синтеза - и волосы могут встать и дыбом...

Изменен: 29.07.20 14:40 / Alanv


vktik

29.07.20 14:39

>>>Alanv

Всё проще, мы обсуждаем конкретную статью с её мыслями.


Alanv

29.07.20 14:43

> vktik
>>>Alanv

Всё проще, мы обсуждаем конкретную статью с её мыслями.
Согласен, поэтому вспомним её начало, обещающее нам устами евроболтуна уже через 30 лет самовлетающие в рот галушки и самозаливающиеся кисельные реки:

"Это значит, что к этому времени мы выведем из употребления все ископаемые энергоносители, и все поставщики Евросоюза должны иметь это в виду".
Единственной и неповторимой альтернативой углю, нефти и нефтепродуктам, природному газу назначен водород"

И, добавлю, топливные элементы именно в силу своей "холодности" (процесс идёт МЕДЛЕННО в силу физических законов) обладают хорошим КПД, но ОЧЕНЬ НИЗКОЙ УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТЬЮ.

Да, вы меня спрашивали: "в какой области Вы можете высказываться как профессионал"
...

Отвечу (как-то писал, но в принципе стараюсь себя нигде и никак не проявлять - только уж на прямо заданные вопросы от нормальных собеседников - могу ответить): хорошо научен теоретической физике (в юности хватало и на химию, в частности органическую, и, само собой математику), а почти всю послеуниверситетскую жизнь работаю в ИТ и бизнесе. Что при весьма большом с детства интересе ко всем достижениям науки и техники, хорошей логике и общей информированности (читаю с 4 лет ну очень много чего, и очень разного) даёт возможность иметь достаточно аргументированное мнение по широкому кругу вопросов. Конечно же, не всегда бывающее верным (а изредка и просто глупо откуда-то взбредающим в голову), потому доказательным возражениям даже рад, но это верно для всех.

Изменен: 29.07.20 16:54 / Alanv


vktik

29.07.20 15:57

>>>Alanv

"В начале июля 2020 года еврокомиссар по энергетике Кадри Симсон выступила с кратким, но емким заявлением: "Цель ЕС – в том, чтобы к 2050 году стать климатически нейтральным. Это значит, что к этому времени мы выведем из употребления все ископаемые энергоносители, и все поставщики Евросоюза должны иметь это в виду".
Единственной и неповторимой альтернативой углю, нефти и нефтепродуктам, природному газу назначен водород.."

Alanv, почему бы Вам не обратить внимание на абсолютно ложный вывод Марцинкевича из высказывания еврокомиссара по энергетике Кадри Симсон. Это не Кадри Симсон и стоящие за ней силы назначили водород единственной и неповторимой альтернативой природному газу, углю, нефти и т.д., а сам Марцинкевич. И сделал он это для того, чтобы написать эту статью.
Я абсолютный дилетант в области водородных технологий, но краем глаза слежу за их развитием. Но никогда ещё не встречал технологий, кроме ракетных, со сжиганием водорода. Именно поэтому я и заявил, что никто не собирается сжигать водород. А Марцинкевич полстатьи на эти разглагольствования затратил. Хоть бы поинтересовался о каких-либо технологиях сжигания водорода. По моему кроме ракетной техники таких технологий нигде нет.

В моём представлении основную тяжесть промышленного производства электричества возьмут на себя ветрогенераторы и солнечные станции. Водородные технологии (топливные химические элементы) в моём представлении занимают вспомогательные функции на транспорте, жилье, сельском хозяйстве. Вот это всё вместе может создать условия для прекращения сжигания угля, газа, нефти. Что есть очень даже гут.

"Конечно же, не всегда бывающее верным (а изредка и просто глупо откуда-то взбредающим в голову), потому доказательным возражениям даже рад, но это верно для всех."

Так точно.


Изменен: 29.07.20 23:53 / vktik


Novem

29.07.20 15:58

> vktik
>>>Novem

"Подумайте-ка ещё раз, зачем в в ёмкостях с жидким водородом высокое давление."

Ну чего Вы остановились? Расскажите нам всем о высоком давлении водорода в криогенном состоянии.
Во-первых, ваш вопрос неудачно сформулирован. Не о "высоком давлении водорода в криогенном состоянии", а о методах хранения водорода в криогенном состоянии в условиях высокого давления.
Во вторых, желающим подробностей сюда:

Ссылка

>Но никогда ещё не встречал технологий, кроме ракетных, со сжиганием водорода


Ну так поинтересуйтесь, к примеру, историей водородных ДВС. Хотя бы здесь:

Ссылка

Изменен: 29.07.20 16:15 / Novem


киборд

29.07.20 16:08

vktik, DE
Вы мне предлагаете повторить текст автора?
- нет, я просто объяснил, зачем в тексте статьи часть, которая "в топку" - потому что, действительно, не все в курсе проблем горения водорода. Проблемы ТЭ он, предположительно, опишет в продолжении.

Именно поэтому я и заявил, что никто не собирается сжигать водород. А Марцинкевич полстатьи на эти разглагольствования затратил.
- еще раз: потому что читатель (массовая аудитория) не в курсе, что "просто жечь водород вместо метана" - фиговая идея. Нужно было объяснить, почему, собственно, "никто не собирается сжигать водород".

Изменен: 29.07.20 16:15 / киборд


vktik

29.07.20 17:07

>>>Novem

"Во-первых, ваш вопрос неудачно сформулирован." - какой вопрос сформулирован неудачно? Это во-первых.

Во-вторых, на моё возражение Марцинкевичу, что жидкости не сжимаются, поэтому нет необходимости хранить жидкий водород под давлением, Вы мне посоветовали подумать, зачем в ёмкостях с жидким водородом высокое давление. Даже ссылку дали для желающих подробностей. По вашей ссылке можно понять, что есть новейшие технологии для хранения жидкого водорода под давлением. Но там речь идёт о балонах для автомобилей, где для работы двигателя видимо необходимо давление в балоне. Т.е. там нет ответа на Ваш совет подумать о необходимости давления для жидкого водорода. Марцинкевич не об этих новых технологиях говорил. Напомню Вам, что он сказал:
"Так что и сжижение водорода при кратно более высоких затратах на его производство, чем на производство СПГ, усугубляется необходимостью поддерживать в емкостях с жидким водородом высокого давления – иначе для его транспортировки и хранения потребуются емкости огромного объема, в которых, напомним, необходимо поддерживать криогенную температуру."


Вникли, что написал Марцинкевич? Он связал необходимость высокого давления жидкого водорода с меньшим объёмом хранения и транспортировки. Вы согласны с тем, что чем больше давление жидкого водорода в резервуаре, тем меньше необходим объём резервуара хранения?

Если не согласны, то наверняка знаете ответ, о котором я Вас и просил здесь рассказать. Но Вы, как очередной самоуверенный дилетант, нам ведь не поведуете об этом, или?






vktik

29.07.20 17:10

>>>киборд

"- еще раз: потому что читатель (массовая аудитория) не в курсе, что "просто жечь водород вместо метана" - фиговая идея."

Хм, а с чего Вы взяли, что идея сжигания водорода для промышленного производства электричества вообще присутствует у массовой аудитории? Эта идея чисто Марцинкевича.

Изменен: 29.07.20 17:33 / vktik


киборд

29.07.20 18:26

Хм, а с чего Вы взяли, что идея сжигания водорода для промышленного производства электричества вообще присутствует у массовой аудитории? Эта идея чисто Марцинкевича.
- потому что, блин, каждый знает, что водород - горючий газ, типа значит его можно запросто вместо метана жечь, фигли там? (И не только пром. эл-во, но и, типа, в тачке с баллоном вместо бензобака.) Так вот, важно объяснить, что не запросто.

+ необходимость высокого давления жидкого водорода
- нет, давления не ж.водорода, а давления в ёмкости с ж. водородом. Т.е. давления в газовой фазе над жидкостью (естест-но распространяющегося на весь объем).

Изменен: 29.07.20 18:32 / киборд


vktik

29.07.20 18:33

"Так вот, важно объяснить, что не запросто." - хорошо, хорошо, пусть будет не в топку. Главное спокойствие. Я вон уже и про технологии сжигания водорода в ДВС узнал для пары машин. Так что хорошо поговорили.


vktik

29.07.20 18:37

"- нет, давления не ж.водорода, а давления в ёмкости с ж. водородом. Т.е. давления в газовой фазе над жидкостью (естест-но распространяющегося на весь объем)."

Не понял, т.е. давление над жидким водородом есть, но в нём самом его нет?


Alanv

29.07.20 18:58

> vktik
"- нет, давления не ж.водорода, а давления в ёмкости с ж. водородом. Т.е. давления в газовой фазе над жидкостью (естест-но распространяющегося на весь объем)."

Не понял, т.е. давление над жидким водородом есть, но в нём самом его нет?
Давление здесь - это вообще величина давления "на что-то" (стенки бака).
Есть и давление жидкости на стенки, конечно, как собственное гидростатическое от веса (в данном случае малое), так и сторонее, создаваемое испарённым водородом (от свободного броуновского движения молекул в ограниченном объёме над поверхностью жидкости) и передаваемое жидкостью без изменения.

Изменен: 29.07.20 19:02 / Alanv


SubV

29.07.20 19:14

Зачем вообще писать подобные статьи? Затея становится нерентабельной на самом первом этапе, т.е. получении водорода. Электричество из тумбочки?
Не только водород - сейчас не видно никаких альтернатив тому, что мы имеем. Даже гипотетический термояд (которого нет и не будет) вряд ли спасёт человечество.
vktik, сходили бы на Афтершок, почитали пару статей из рекомендованных.

Изменен: 29.07.20 19:18 / SubV


Novem

29.07.20 19:34

>Но там речь идёт о балонах для автомобилей, где для работы двигателя видимо необходимо давление в балоне.


Для работы двигателя "видимо" необходимо давление таких порядков, которые измеряются в МПа? Правда? Вы хорошо подумали, прежде чем это написать?

Автомобиль как раз задаёт очень жёсткие рамки по объёму/весу всей системы. Поэтому именно этот способ и был выбран, как наиболее компактный.

>Вникли, что написал Марцинкевич? Он связал необходимость высокого давления жидкого водорода с меньшим объёмом хранения и транспортировки


И он совершенно прав.


aspb

29.07.20 20:27

В технологических операциях при заполнении, транспортировании и хранении жидкого водорода в цистернах и контейнерах необходимо поддерживать избыточное давление не ниже 0,03 МПа, а при хранении в резервуарах - не ниже 0,015 МПа.
ГОСТ Р 56248-2014 Водород жидкий. Технические условия

При температуре 20,27 К давление насыщенных паров 1,033 кг/см2
При температуре 32 К давление насыщенных паров 11,418 кг/см2



vktik

29.07.20 20:28

Я фигею, сколько умников собралось!!! И все меня куда-то посылают, вместо того, чтобы по человечески объяснить, почему Марцинкевич прав, связывая больше давление над жидким водородом (видимо, что при этом жидкий водород будет иметь такое же давление, их не устраивает) с меньшим объёмом для транспортировки и хранения. Даже после нескольких просьб объяснить, тупо задают вопрос - а вы подумали, прежде чем задавать вопрос.
Ещё раз, Novem, для чего повышать давление жидкого водорода в резервуаре хранения? Для непонятливых объясняю, что давление внутри жидкого водорода будет повышаться, если будет повышаться давление газа в резервуаре. Поэтому нет никакой ошибки, если я говорю о повышении давления жидкого водорода. Закон Паскаля на моей стороне.



vktik

29.07.20 20:30

> aspb
В технологических операциях при заполнении, транспортировании и хранении жидкого водорода в цистернах и контейнерах необходимо поддерживать избыточное давление не ниже 0,03 МПа, а при хранении в резервуарах - не ниже 0,015 МПа.
ГОСТ Р 56248-2014 Водород жидкий. Технические условия

При температуре 20,27 К давление насыщенных паров 1,033 кг/см2
При температуре 32 К давление насыщенных паров 11,418 кг/см2

Согласен!!! Для чего? Для уменьшения объёма хранения? Ведь 0,015MPA это 0,015 атмосферы, это почти ничто. Это не высокое давление.

Изменен: 29.07.20 20:34 / vktik


XP Best

29.07.20 20:34

Цель ЕС – в том, чтобы к 2050 году стать климатически нейтральным.
Дай, Бог, чтоб так стало. Очень похоже на анекдот:
В палате интенсивной терапии:
-доктор, когда температура спадет?
- думаю, к вечеру будет комнатная.


Novem

29.07.20 21:46

>Ещё раз, Novem, для чего повышать давление жидкого водорода в резервуаре хранения? Для непонятливых объясняю, что давление внутри жидкого водорода будет повышаться, если будет повышаться давление газа в резервуаре. Поэтому нет никакой ошибки, если я говорю о повышении давления жидкого водорода. Закон Паскаля на моей стороне


С законом Паскаля всё верно.
Что касается давления, то следует помнить, что автор излагает очень упрощённо.
Есть у водорода специфическое состояние, которое называется Cryo-compressed Hydrogen. Не уверен насчёт правильного русского термина. Это, строго говоря, не совсем жидкость, это по некоторым признакам газ, но при этом более плотный
, чем жидкий водород.
Система, основанная на хранении в таком состоянии, и требует высокого давления. Композитные баллоны и т. д.
При этом, требований к теплоизоляции меньше по сравнению с "классическим" жидким водородом, что и позволяет сделать всю систему менее объёмной. Значительно менее объёмной, так как многослойная теплоизоляция - это много места.
Вот вам pdf-ка от BMW с диаграммами, правда, на английском.
Ссылка

Изменен: 29.07.20 21:47 / Novem


XP Best

29.07.20 21:52

Если же речь вести об энергетических компаниях, живущих и работающих в реальном мире, а не в мире фантазий европейских чиновников, то среди них нет желающих
.
Задуматься надо не о том, что все дураки, а Марцинкевич умный, а о том что на глазах геополитический враг проворачивает свои дела. Они сокращают угольную генерацию. Запрещают АЭС в Германии. Наращивают "зеленую" энергетику. Можно стебаться, но в Дании 40% идет из ветряков и волновых станций.
Даже в РФ гордятся инвестицией в "ветер" 177 млрд руб.
Теперь взялись за водород.


На всякий случай напомним, что цель деятельности любой компании – прибыль для их акционеров
, Никто не ставил задачи о коммерческой прибыли в примитивном понимании как у Марцинкевича, когда открыли стратегию сланцевой нефти. Полеты в космос частных комшаний в США без прибыли. "Амазон" без прибыли пожизненно, целый ряд транснациональных компаний - без прибыли. Зачем в бедных странах громадные дорогущие сетевые гостиницы, которые явно не дадут прибыли при стандартной заполняемости 30-40%?

Если уж Германия и Евросоюз действительно хотят реализации своих "водородных программ", то в этих программах, на наш взгляд, должны присутствовать графики проведения НИОКР и последующих испытаний
, Я предлагаю Марцинкевича выдвинут на Нобелевску премию - до такого еще никто е додумался, токо он, единственный на всю планету. А может быть, Мрцинкевича как и пр.публику не посвятили в пути реализации?




Аббе

29.07.20 22:05

Почтенные читатели! Вы не обратили внимание на интересную особенность, упомянутую в статье. Где то посерёдочке.
В случае разрушения, бак с водородом (заметьте, давление 700 Бар) должен "раскрыться моментально. Что бы не было возможности организоваться объёмному взрыву.
Простите, ни у кого из Вас не было опыта "оказаться рядом с местом взрыва резервуара со сжатым воздухом"? Нет? Значит вы счастливо избежали весьма неприятного опыта.
Я не раз писал про то, что недолго, но работал на фирму, которая производила сжиженный углекислый газ. Так вот, уволился я оттуда 10 лет назад, в 2019 году пработал ещё полгода. (местные интриги ворующих команд собственников).
Пришёл, ИТР новые, рабочие старые. Между делом со мной поделились устаревшей новостью. Один из операторов ездил на работу на машине Ока. Попросил оператора заливки баллонов заправить ему баллон сжиженным газом. Тот привык к 40 литровым баллонам. Прощёлкал клювом и зарядил вроде как 5 литровый баллон "под горлышко". Видите ли, полжено заправлять 28 килограм на 40 литров.
Лето.
Жарко.
Машина стояла в цеху,под солнцем. НАГРЕЛАСЬ. И баллон лопнул. Видели когда то машину Ока? Беляш, пирожок?
Так вот, её РАЗДУЛО ударной волной. И как автомобиль она закончилась. Был бы там человек внутри - он бы умер.
Что такое 50 литров и 700 Бар? У меня есть программа расчёта пневмативческого оружия. Там есть возможность поставить в расчёт четыре типовых для ПО газа. Сжатый воздух, углекислый газ, гелий, ВОДОРОД.
Так вот, воздух, гелий, водород "на литр" показывают почти одинаковую энергетику. Со ста кубических сантиметров воздуха можно снять (примерно) 10 джоулей. Нужно только дать воздуху совершить работу расширения в 4-6 раз.
Что такое 50 литров набитые под 700 Бар? А это уже 35 кубометров водорода.
Повторяю, с литра воздуха успешно снимают 100 джоулей. С кубометра - 100 000 джоулей. Выстрел автомата АКМ 7,62*39 - около 2000 джоулей. Так вот, оптимальное расширение одного кубометра водорода даст нам в правильно спроектированной легкогазовой пушке - в 50 раз больше. И этих кубометров не один, а целых тридцать пять.
Энергия расширения как у 1750 выстрелов АКМ.
Хорошо, согласен. Нет ствола, расширение практически сразу пойдёт "ударной волной в атмосферу".
Хотя, куда то полетят осколки бака, куда то полетят части автомобиля.
Вам как? СИЛЬНО хочется оказаться рядом с быстро расширяющимися 35 кубометрами водрода?
Я не спрашиваю тех, кто окажется прямо в машине. Они умрут.
Но, даже и малая доля от предполагаемых 3 500 000 джоулей, оформленная в энергию летящего куска водродноо бака - убьёт любого, кто окажется на пути полёта. А та самая, вежливо забытая "энергия ударной волны" сильно повредит здоровье всем, кто окажется рядом с взрывом. Контузия, сотрясение мозга, возможно травмы внутренних органов.
Как вам это объяснить? Ну, представьте себе, что пушка это "двигатель внутреннего сгорания". Странный, но, тут уже какой есть.
КПД двигателя навряд ли больше 40%. А остальные 60% - как раз уходят на создание шума.
Упростим себе жизнь, уменьшим энергию расширения до 3 000 000 джоулей.
То есть - со снарядом оружие покинет не более, как 2 000 000 джоулей. А вы стоите рядом с выстрелом. На конце ствола - дульный тормоз и энергия пошла во все стороны. Включая и ваши уши.
Представили? 20 килограмм снаряд. Что то похожее на гаубицу. И скорость вылета снаряда (если я не соврал себе в арифмтике) 450 м/сек. Нормальная такая гаубица с регулирумемы зарядом. Положите поменьше пороха, экономьте его. И ваш снаряд ляжет "почти вертикльно в цель".
Вот и представьте себе такое счастье. Вы оказались в метре от дульного среза в сторону и на метр же вперёд от него.
КАК это вам понравится?
**************************************************************
Но и это не всё! Кто сказал, что расширившийся водород не взорвётся?
************************
Энергию и воздействие на окружающих уже объёмного взрыва водорода предоставляю посчитать тем, у кого нервы крепкие. Потому, что все остальные части организма, всем, кто окажется поблизости) порвёт в лохмоты.
Экперименты такого рода я полагаю полезным проводить на самих энетузиастах водородной энергетики в заброшенных тоннелях. И тоннели обрушим и количество энетузиастов уменьшим. Как говорится - двойная польза!
Строго по их на то пожеланию доказать полную безопасность водородной энергетики. САМИ должны это показать на СЕБЕ.
Мне же лично за глаза хватило взрыва всего то навсего паров бензиновой фракции нефти в котельной, за которую я отвечал. Поверьте, если я пишу, что это неприятно, так это очень вежливая версия того, что я хотел написать


XP Best

29.07.20 22:07

Мрцинкевий интерсен как чтиво и даже где-то познавателен.
Но я не раз обжигался на аргументах Марцинкевича. Он зубоскалил про Балтик газовод (Baltic Pipe) из Дании в Польшу. Пикантность была в том, что он пересекает СП-2 и надо солгасие от СП-2 владельцев. А там среди собственников австрийская фирма, которую польский регулятор оштрафовал на десятки миллионов евро. Марцинкевич ванговал о мести, затяжке дачи согласия. Но согласия дали на удивление быстро, просто потому, что СП-2 находится под колпаком у Дании и говорить надо с Данией, а не с Польшей. Прокол "эксперта".
Хлопал в ладоши, что ЕС дает только 40% на Baltic Pipe с ценой проекта 1,9 млрд. Оказалось, что проект дешевле и ЕС дает 70%.
Но он не ожидал, что всю свою часть в цене проекта Польша в 2020 повесит на Газпром, заставив его залатить более 1млрд за уже употребленный газ. Тоже прокол.
Марцинкевич не специалист-эксперт, а увлеченный энергоделом обозреватель. Но и за это ему тоже спасибо.У него есть свой сайт, вроде Геоэнергетика, где он единственный автор всех статей. Статей много.

Изменен: 29.07.20 22:08 / XP Best


XP Best

29.07.20 22:20

Насчет формулы Зельдовича: сдается мне что это - закись азотa N2O, показанная автором в резонансных формах. гааз известен как веселящий газ. Веселит 20 минут.

vktik

29.07.20 23:40

>>>Novem

"Что касается давления, то следует помнить, что автор излагает очень упрощённо."

А чего вы после семи часов балабольства не можете сказать, как упрощённо?

На мой вопрос тоже ответить не можете? А можете сказать почему "Криогенмаш" делает криогенные системы хранения и транспортировки с рабочим давлением до 1,7МПА? Мог бы, наверно, съэкономить на термоизоляции, применяя большое давление. Ссылка

Вижу, Вы слились по полной. Вам вон и aspb написал про низкое давление в резервуарах хранения.
Вы вообще почему зациклились на автомобильной технологии? Разве можно считать средством транспортировки и хранения автомобильные балоны на 8-10 кг, жидкого водорода? У Вас не хватает мужества признаться, что Вы явно ошибаетсь в интерпретации Марцинкевича? Думаю пора взрослеть.




gronk

30.07.20 00:02

это просто освоение евро-бюджета группой предприимчивых людей. Учитесь окучивать бюрократов

vktik

30.07.20 00:11

"это просто освоение евро-бюджета группой предприимчивых людей."

Можно и так рассуждать, но это слишком просто. Думаю, что проблему энергетической независимости управители Запада оценивают очень серьёзно. Могу даже предположить, что усиленное озвучивание идеи продвижения водородных технологий направлено на ослабление американского давления на СП-2. Американцы ведь почему давят на СП-2? Потому что хотят продавать свой СПГ в Европу. А Европа своими, якобы, водородными технологиями, планирует посылать их подальше, при этом исправно будет кушать российский газ.

Изменен: 30.07.20 00:11 / vktik


Novem

30.07.20 00:12

>не можете сказать, как упрощённо


Уже сказал. А ваши претензии на сарказм унылы.

>А можете сказать почему "Криогенмаш" делает криогенные системы хранения и транспортировки с рабочим давлением до 1,7МПА? Мог бы, наверно, съэкономить на термоизоляции, применяя большое давление

Да потому, что баки из композитных материалов на 34 МПа - это (кто бы мог подумать) дорого. И потому, что в промышленной системе хранения и транспортировки нет необходимости впихивать всё в небольшой объём, как в легковом автомобиле. Экономически нецелесообразно.

Вам действительно нужна помощь, чтобы понять столь очевидные вещи?


RedFox

30.07.20 00:14

Баллоны под давлением вообще очень опасная штука, Аббе. Метановые под 200 атмосфер разрывают автомобиль так, словно в него попал фугасный снаряд. Но там то двести атмосфер в баллоне, а у водородных давление достигает семисот. И если он при этом воспламенится, то последствия будут аналогичны применению вакуумного боеприпаса. Врят ли это конечно остановит сторонников водородного топлива, но это лишь до первого крупного инцидента. Даже если сами баллоны будут максимально безопасны, риск человеческого фактора всегда будет присутствовать, а он способен свести безопасность к нулю.

Термит

30.07.20 01:55

> XP Best
Насчет формулы Зельдовича: сдается мне что это - закись азотa N2O, показанная автором в резонансных формах. гааз известен как веселящий газ. Веселит 20 минут.
Что касается Зельдовича - Ссылка
Закись азота (N2O) при окислении азота кислородом не получается. Получается именно NO. Более того (о чём Марцинкевич не упомянул), NO охотно реагирует с кислородом, образуя NO2, который, реагируя с водой, образует, в том числе и азотную кислоту, HNO3. Что является ещё большим подарком, нежели просто NO.


aspb

30.07.20 08:59

> vktik
>>>Novem


Вижу, Вы слились по полной. Вам вон и aspb написал про низкое давление в резервуарах хранения.
Вы вообще почему зациклились на автомобильной технологии? Разве можно считать средством транспортировки и хранения автомобильные балоны на 8-10 кг, жидкого водорода? У Вас не хватает мужества признаться, что Вы явно ошибаетсь в интерпретации Марцинкевича? Думаю пора взрослеть.


vktik, я написал то, как хранится обычно у нас в России в промышленном масштабе. Я же не писал, что Марцинкевич ошибся. И не просто так привел значения давления насыщенных паров при разных температурах. При росте температуры на 12 град давление в ёмкости увеличится в 11 раз.
Novem, кстати, прав. Марцинкевич рассуждает с точки зрения конечного потребителя. А это, в том числе, и автомобильные баки с топливом. Поэтому далее по тексту у него следует абзац на эту тему.
И да, жидкий водород действительно не жидкость в привычном для вас понимании. В этом состоянии он частично обладает свойствами и газа. То есть сжимаем.

Изменен: 30.07.20 09:02 / aspb


vktik

30.07.20 12:04

>>>Novem

"Да потому, что баки из композитных материалов на 34 МПа - это (кто бы мог подумать) дорого. И потому, что в промышленной системе хранения и транспортировки нет необходимости впихивать всё в небольшой объём, как в легковом автомобиле. Экономически нецелесообразно."

Так значит Марцинкевич всё-таки не прав, когда заявляет, что производство жидкого водорода усугубляется необходимостью поддерживать в ёмкостях с жидким водородом бысокого давления, так как иначе для его транспортировки и хранения потребуются ёмкости огромного объёма.
Как мы видим "Криогенмаш" тоже не согласен с Марцинкевичем и делает иначе, т.е. создаёт резервуары и цистерны для транспортировки и хранения жидкого водорода в соответствии со стандартами, где предписано сохранение избыточного давления при транспортировке не ниже 0,03МПА, а при хранении не ниже 0,015 МПА, что соответствует их производству резервуаров под давление до 1,7МПА. Ссылка

Нигде Марцинкевич не говорил об автомобильных технологиях и я тоже о них не говорил. Но Вы с тупой настойчивостью продолжаете говорить об обратном.

>>>aspb

"И не просто так привел значения давления насыщенных паров при разных температурах. При росте температуры на 12 град давление в ёмкости увеличится в 11 раз."

Мне не хотелось бы ещё и от Вас выслушивать неаргументированные домыслы. Приведя эту цитату, Вы показываете, что не понимаете о чём идёт речь. Речь идёт о жидком водороде, а не о насыщенных парах. Чтобы показать, что Вы понимаете о чём идёт речь, Вам нужно привести данные о повышении давления жидкого водорода при росте его температуры хотя бы на один градус и сравнить эти данные с приведённым Вами же ГОСТом. Будет ли в таком случае состояние жидкого водорода соответствовать порядку приёмки жидкого водорода у потребителя. Порядок приёмки также описан в ГОСТе. Ссылка

"Novem, кстати, прав. Марцинкевич рассуждает с точки зрения конечного потребителя."

А можете это подтвердить? Если нет, то Вы становитесь на сторону просто врунов.

"И да, жидкий водород действительно не жидкость в привычном для вас понимании. В этом состоянии он частично обладает свойствами и газа. То есть сжимаем. "

Это 100% только Ваши Фантазии. У меня к Вам чисто человеческая просьба, не опускайтесь до вранья. Если Вы считаете, что Вы не врёте, то Вам нужно доказательно показать, что, например, 1 литр жидкого водорода при увеличении давления, например, до 100МПА, уменьшается в объёме, например, до 0,9 литра. Если Вы мне это докажете, то я, естественно, принесу Вам свои извинения. А сейчас Вы для меня встали на путь вранья.

Я попытался найти подтверждение тому, что в баках для жидкого водорода в автомобилях действительно необходимо высокое давление. Взял и посмотрел описание конструкции водородного бака BMW Hydrogen 7. Можете сами почитать на стр. 40-41 Ссылка

Нет там ничего про высокое давление. Наоборот пишется, что при повышении давления в баке до 5,1 МПА давление специальным устройством сбрасывается.
Единственно где упоминается высокое давление, так это при сравнении объёма жидкого водорода в баке с таким же объёмом газообразного водорода, но под давлением 700 атмосфер.
Поэтому все вы здесь вместе с Марцинкевичем, говорящие и настаивающие, что жидкий водород хранится и транспортируется под высоким давлением, просто вруны. А те, кто признают, что они заблуждаются, те вполне адекватные люди.

Изменен: 30.07.20 12:11 / vktik


киборд

30.07.20 17:08

vktik, вся эта шняга с низким давлением над ж.газом верна для низких темпратур (газ в дьюаре), избыток нередко стравливается. Если ж.газ нагрет до комнатной (скажем) т-ры - над ним (т.е. во всем сосуде) должно быть высокое давление (он находится выше точки кипения, и мы давлением смещаем эту точку до имеющейся т-ры). Это справедливо для всех газов, водород - особо злостный случай (со своими вариациями), но суть остается. Т.е.: либо криотехника, либо давление, либо огромный объем.

vktik

30.07.20 17:27

Послушайте, киборд, меня тут поливали за мою критику высказывания Марцинкевича. Он сделал высказывание, противоречащее закону физики, который гласит, что жидкости не сжимаются. Я вполне допускаю, что давление в баке может быть, но оно там не для того, чтобы уменьшить объём жидкости, а из высказывания Марцинкевича именно это и следует. Тогда получается, что все, кто защищают позицию Марцинкевича по хранению и транспортировке жидкого водорода с ума посходили? Они договорились до того, что жидкий водород вовсе не жидкий, а такой особенный, что его можно сжать. А как и на сколько, нигде не написано, поэтому никто не знает. Нормальная позиция?

Вы вот уже третий пост мне посвящаете, но зачем? Что я должен понять из Ваших постов в свете моей критики Марцинкевича? Вы вроде тоже сомневаетесь в высоком давлении в резервуарах с жидким водородом, но почему Ваши посты адрессованы мне? Вас не волнует психическое состояние утверждающих, что жидкий водород сжимается? Они ведь откровенно и самозабвенно лгут. Чего я не понимаю, что Вы до меня хотите донести?

Изменен: 30.07.20 17:35 / vktik


киборд

30.07.20 17:56

vktik,незачем нервничать, ничего против вас я не имею, просто пытаюсь добавить ясности в тему.


Он сделал высказывание, противоречащее закону физики, который гласит, что жидкости не сжимаются
Единственная странноватая (для меня) его фраза (о чем я сразу и сказал) - это:
сжижение водорода ... усугубляется необходимостью поддерживать в емкостях с жидким водородом высокого давления – иначе для его транспортировки и хранения потребуются емкости огромного объема, в которых, напомним, необходимо поддерживать криогенную температуру.
Имо, либо давление, либо крио-т., либо объем (а у М. непременная комбинация крио+объем, странно). Но утверждения о сжимаемости жидкости здесь нет.

Они договорились до того, что жидкий водород вовсе не жидкий, а такой особенный, что его можно сжать.
- я не эскперт в физике водорода, не знаю, насколько это правда. Всё же не исключаю вылезание за рамки привычной физики этого в-ва (в силу особости его положения в ряду всех в-в). Но не знаю.

Чего я не понимаю, что Вы до меня хотите донести?
- разве что то, что не нашел у автора заявлений о сугубой сжимаемости жидкостей. ))
Но вообще коменты пишутся не для "писателей", а для "читателей" (молчаливых), в надежде им немного помочь.

Изменен: 30.07.20 17:59 / киборд


vktik

30.07.20 18:49

"Но утверждения о сжимаемости жидкости здесь нет."

Т.е. плевать на логику? Ведь по логике выходит, что если давление убрать, то необходим больший объём. Но по факту действительной жизни "Криогенмаш" это опровергает.
Кроме того, я попытался найти хоть один бак для хранения жидкого водорода под большим давлением. Не нашёл. Кстати, ни Марцинкевич, ни его последователи, не говорят, что значит большое давление, хотя, вроде, Novem давал ссылку, где говорилось о баке, расчитанном на 34 атмосферы для автомобиля. Но то что бак расчитан на 34 атм. не говорит о том, что жидкий водород там находится примерно под этим давлением, что я и показал, дав ссылку на описание конструкции этого бака. Это означает, что люди не умеют анализировать прочитанное и заводят тему в тупик, но никак не вносят ясность. Как же таким образом можно помочь "читающим"?


"- я не эскперт в физике водорода, не знаю, насколько это правда."

А Марцинкевич эксперт? А Novem? A aspb? Если мы что-то говорим, то мы должны быть готовы сказанное аргументировать. Если мы не аргументируем, то всех "читающих" мы просто водим за нос. Вы ведь не хотите таким образом помогать "читающим"? Два дня уже копья ломаем, но эксперта по физике жидкого водорода так и не нашли.

В общем ладно! Никто здесь не врёт, а только самозабвенно, азартно и увлечённо заблуждается. Поэтому спасибо большое всем за познавательную беседу как в области техники, так и в области психики.

Изменен: 30.07.20 18:51 / vktik


киборд

30.07.20 21:55

Т.е. плевать на логику? Ведь по логике выходит, что если давление убрать, то необходим больший объём.
- да, это верно для температур выше Т кипения. И чем выше Т - тем большее давление нужно для сохранения жидкого состояния. Убрать давление - резко вскипит, будет газ. (И уж в какой объем его удастся умять - опять же зависит от давления.)

Кроме того, я попытался найти
хоть один бак для хранения жидкого водорода под большим давлением. Не нашёл.
- не уверен, что их делают. Криогенная техника удобней.

Как же таким образом можно помочь "читающим"?
- ну хотя бы ликбезом в наших последних коментах ))


aspb

30.07.20 22:45

Борис Марцинкевич
Родился 16 марта 1966 года.
В 1991 году окончил физический факультет Тартусского университета по специальности "физик-теоретик".


vktik

30.07.20 23:18

> aspb
Борис Марцинкевич
Родился 16 марта 1966 года.
В 1991 году окончил физический факультет Тартусского университета по специальности "физик-теоретик".
Это всё Ваше доказательство сжимаемости жидкого водорода? А сами то что закончили? Ваше образование даёт Вам возможность найти нужную информацию для доказательства сжимаемости жидкого водорода? Или Вы живёте по авторитетам?

>>>киборд

"- не уверен, что их делают. Криогенная техника удобней."

Когда мы говорим о хранении и транспортировке жидкого водорода, мы автоматически подразумеваем криогенную технику. Другой для жидкого водорода нет. Поэтому в свете рассмотрения повышенного давления при хранении жидкого водорода, необходимо задасться вопросом - что значит повышенное давление и будет ли это повышенное давление соответсвовать ГОСТу? Без ответа на этот вопрос утверждения о каком-то повышенном давлении жидкого водорода просто не имеют смысла, я уже не говорю об утверждении о сжимаемости водорода. Утверждающие не предоставили ни один пример, где жидкий водород хранился бы хотя бы при 5 или10 атмосферах. Разве это взрослая позиция?

Изменен: 30.07.20 23:19 / vktik


aspb

30.07.20 23:41

BMW Hydrogen 7
Давление впрыска водорода в цилиндры 300 бар.
Давление в баке с жидким водородом 350 бар.


vktik

30.07.20 23:45

> aspb
BMW Hydrogen 7
Давление впрыска водорода в цилиндры 300 бар.
Давление в баке с жидким водородом 350 бар.
Это снова Ваши фантазии? Впрыск водорода в цилиндры имеют отношение к хранению жидкого водорода?
А мою ссылку на описание бака для жидкого водорода BMW Hydrogen 7 Вы читали?

Дайте вашу ссылку на 350 бар.

Изменен: 30.07.20 23:48 / vktik


aspb

31.07.20 00:05

Novem давал выше. Но вы ведь не читатель...

"....Впрыск водорода в цилиндры имеют отношение к хранению жидкого водорода?..."
Вот насмешили так насмешили.


vktik

31.07.20 00:17

"Novem давал выше. Но вы ведь не читатель..."

А Вы? Вы прочитали внимательно ссылку Novema? Я ведь его ссылку уже прокомментировал, что там говорится о баке, расчитанном на 34 бар. Где Вы там увидели 350 бар для жидкого водорода?

"....Впрыск водорода в цилиндры имеют отношение к хранению жидкого водорода?..."
Вот насмешили так насмешили.

А что смешного в том, что мне не понятно Ваше намерение при указании этой информации?

Изменен: 31.07.20 00:20 / vktik


aspb

31.07.20 09:51

Стр 8. Преимущества прототипа
CGH2 (газ) 288K 700 бар плотность 40 г/литр
LH2 (жидкость) 20К 4 бара плотность 63 г/литр
CcH2 (38K 300 бар) 80 г/литр При 288К давление 350 бар

Стр 9. Режим эксплуатации
Highest possible storage pressure at cryo. conditions (40 К) 350 бар

Стр 11 Конструкция бака
Operating pressure макс 350 бар
Заправка жидкой фазы 300 бар




aspb

31.07.20 10:14

> vktik

Я попытался найти подтверждение тому, что в баках для жидкого водорода в автомобилях действительно необходимо высокое давление. Взял и посмотрел описание конструкции водородного бака BMW Hydrogen 7. Можете сами почитать на стр. 40-41 Ссылка

Нет там ничего про высокое давление. Наоборот пишется, что при повышении давления в баке до 5,1 МПА давление специальным устройством сбрасывается.

Документу по вашей ссылке 14 лет. Документу по ссылке от Novem 8 лет. Разницу понимаете ?
И да. Заметил я, что для вас 1 МПа и 1 атм(бар) равны. Тоже показатель вашего уровня.


vktik

31.07.20 10:55

>>>aspb

"И да. Заметил я, что для вас 1 МПа и 1 атм(бар) равны. Тоже показатель вашего уровня."

Тут Вы абсолютно правы, я ошибся в 10 раз. Значит в экспериментальном баке БМВ давление начинает сбрасываться при 50 атмосферах. Это также означает, что "Криогенмаш" делает резервуары для хранения и транспортировки жидкого водорода до 17 атмосфер.
Но то что в баке есть давление 50 атмосфер, не говорит о сжимаемости жидкого водорода.
Эту ссылку Новема Ссылка , на которую опираетесь Вы, я не комментировал, так как там показана стратегия развития автомобильной техники на жидком водороде с точки зрения БМВ, где BMW Hydrogen 7 является первым экспериментальным автомобилем.
Эта стратегия ничего общего не имеет с сегодняшней действительностью, связанной с транспортировкой и хранением жидкого водорода.

"Документу по вашей ссылке 14 лет. Документу по ссылке от Novem 8 лет. Разницу понимаете ?"

Документ по моей ссылке показывает, что на самом деле было сделано. BMW Hydrogen 7 был создан в 2006 году. А документ по ссылке Novema показывает всего лишь картинку, говорящую о том, что может быть сделано. Т.е. там идёт речь о, якобы, перспективных технологиях. Иными словами Вы, вместе с Новемом, пытаетесь подменить действительность фантастикой.

Так Вы в состоянии доказать, что 1 литр жидкого водорода можно сжать до 0,9 литра?


Изменен: 31.07.20 11:24 / vktik


berlaga2005

31.07.20 11:13

С такими баками и давлениями можно вообще на сжатом воздухе автотранспорт делать.

vktik

31.07.20 11:14

Так как "Криогенмаш" делает криогенные резервуары для транспортировки и хранения жидкого водорода, расчитанные на максимальное давление 17 атмосфер или 1,7МПА,
это означает, что изоляционные способности резервуара от повышения тенпературы достаточно хороши, чтобы испарение жидкого водорода от повышения температуры не приводило к повышению давления до 17 атмосфер. Это означает, что если и есть избыточное давление при заправке резервуара и хранении там жидкого водорода, то оно никак не связано с целью сжатия объма жидкого водорода. Отсюда вывод - Марцинкевич дилетант и вешает лапшу на уши.

Изменен: 31.07.20 11:15 / vktik


aspb

31.07.20 11:38

> vktik
>>>aspb

"И да. Заметил я, что для вас 1 МПа и 1 атм(бар) равны. Тоже показатель вашего уровня."

Тут Вы абсолютно правы, я ошибся в 10 раз. Значит в экспериментальном баке БМВ давление начинает сбрасываться при 50 атмосферах.


Хи-хи...
An increase in pressure beyond 5.1 bar will automatically open a boil-off valve to eliminate excess pressure inside the tank.
( Стр 42 )
1 бар примерно равен 1 атм.

Изменен: 31.07.20 11:40 / aspb


aspb

31.07.20 11:40

> vktik


Так Вы в состоянии доказать, что 1 литр жидкого водорода можно сжать до 0,9 литра?


LH2 (жидкость) 20К 4 бара плотность 63 г/литр
CcH2 ( сжатая жидкость) (38K 300 бар) 80 г/литр



vktik

31.07.20 11:42

>>>aspb

"An increase in pressure beyond 5.1 bar will automatically open a boil-off valve to eliminate excess pressure inside the tank."

Tak Вы всё-таки мою ссылку прочитали, но продолжали дальше настаивать на высоком давлении в баке? !!! Ну вы мазохист!!!

Изменен: 31.07.20 11:44 / vktik


aspb

31.07.20 11:50

Не-е... я просто попутал BMW Hydrogen 7 с перспективной системой. Но не путаю МПа с барами. И не знаю что за единица МПА.
Так как вам соотношение плотностей 80/63 ? Это даже не 0,9 к 1 :)

Изменен: 31.07.20 11:52 / aspb


aspb

31.07.20 11:56

> vktik
Отсюда вывод - Марцинкевич дилетант и вешает лапшу на уши.
Скажем, все давно поняли кто тут настоящий дилетант.


vktik

31.07.20 12:00

>>>aspb


"CcH2 ( сжатая жидкость) (38K 300 бар) 80 г/литр"

я же говорю, Вы можете картинки только рассматривать, думать это не для Вас. Разве может быть жидкий водород при 38 Келвинах? CcH2 - это не сжатая жидкость, а сжатый переохлаждённый до -235,15°C газ водорода. И вот этот переохлаждённый газ при 300 бар действительно очевидно плотнее жидкого водорода.

Опять в лужу сел, мальчишка.




Изменен: 31.07.20 17:38 / vktik


vktik

31.07.20 12:13

>>>aspb

Отсюда вывод - Марцинкевич дилетант и вешает лапшу на уши.
"Скажем, все давно поняли кто тут настоящий дилетант."

А я ещё позавчера Аланву сказал, что я абсолютный дилетант в криогенной технике и не стыжусь этого. Но я не ввожу в заблуждение людей статьями. Задаю вопросы, пытаюсь аргументированно рассуждать. На своей позиции, если она лишена логики и аргументации, не настаиваю, т.е. веду себя здраво. Вы же совершенная противоположность здравого смысла.

Изменен: 31.07.20 12:58 / vktik


aspb

31.07.20 12:53

> vktik
>>>aspb

Отсюда вывод - Марцинкевич дилетант и вешает лапшу на уши.
"Скажем, все давно поняли кто тут настоящий дилетант."

А я ещё позавчера Аланву сказал, что я абсолютный дилетант в криогенной технике
Надо быть специалистом для того, чтобы о ком-нибудь судить как о дилетанте.



chep-65

31.07.20 13:05


vktik, Вы написали:
"CcH2 - это не сжатая жидкость, а сжатый переохлаждённый до -235,15°C газ водорода. И вот этот переохлаждённый газ при 300 бар действительно плотнее жидкого водорода."
Школьную физику помню слабо, посему вопрос: каким образом сжатый до 300 бар переохлажденный водород имеет плотность больше, чем жидкий водород? Т.е. в первом случае число молекул (атомов) водорода в единице объема больше, чем во втором? Жидкий водород несжимаем, ибо жидкость, а газообразный сжимаем по самое небалуйся, поскольку газ?
Где-то имеется путаница.

Изменен: 31.07.20 13:06 / chep-65


vktik

31.07.20 13:15

"Надо быть специалистом для того, чтобы о ком-нибудь судить как о дилетанте."

Да бросте Вы здесь херню всякую озвучивать. Вы ведёте себя как психически неполноценная личность. Для того чтобы сделать вывод о конкретном высказывании Марцинкевича, достаточно среднего образования, даже начального, когда становится известно о несжимаемости жидкости.

Меня вон rombel позавчера в 13:41 в ответ на моё вполне обоснованное высказывание, что жидкости не сжимаются ( а это, напомню, все мы получили с нашим общим образованием), из чувства солидарности с Марцинкевичем, отправил меня дальше изучать физику. После моего ему ответа, как абсолютно адекватный человек, он не стал больше ничего возражать, так как не хотел выглядеть подобно Вам. Разве Вам Ваше общее образование не даёт право судить о непрофессиональных высказываниях Марцинкевича, противоречащих общему образованию? Вас никто и никогда не учил, что жидкости сжимаются, этому нет доказательств, но Вы продолжаете настаивать на обратном. Это может означать только одно, что я беседую с психом. Дальнейшее продолжение беседы с психом будет означать, что и я тоже псих. Поэтому, давай, досвидания.

Изменен: 31.07.20 17:25 / vktik


vktik

31.07.20 13:24

>>>chep-65

"CcH2 -
это не сжатая жидкость, а сжатый переохлаждённый до -235,15°C газ водорода. И вот этот переохлаждённый газ при 300 бар действительно плотнее жидкого водорода.
"

"Школьную физику помню слабо, посему вопрос: каким образом сжатый до 300 бар переохлажденный водород имеет плотность больше, чем жидкий водород?"

Chep, я прошу прощения за мой комментарий таблицы, на которую опирался Novem и aspb. Это в этой таблице перспективных задумок БМВ указана такая плотность переохлаждённого газа при высоком давлении. То что при повышении давления плотность газа повышается, это факт, но почему она может быть больше плотности жидкого водорода, я не знаю. Могу лишь обратить Ваше внимание на тот факт, что плотность льда меньше плотности воды.

Изменен: 31.07.20 13:28 / vktik


aspb

31.07.20 13:47

Коэффициент сжимаемости жидкого водорода
Ссылка


chep-65

31.07.20 14:16

>>vktik
С плотностью льда более-менее понятно: лед имеет кристаллическую структуру. Кстати, при разных температурах и давлениях во льду происходит перекристаллизация и меняется плотность. Этих вариантов - до фига.


argus98

31.07.20 14:37

>>vktik - по поводу сжимаемости жидкостей -> Ссылка

ps всего лишь вторая строчка в яндексе


vktik

31.07.20 14:39

Думаю, что вот эта статья является хорошей альтернативой, ну или дополнением, к статье Марцинкевича.

Ссылка


vktik

31.07.20 16:32

>>>argus98

"по поводу сжимаемости жидкостей" -> Ссылка

Аргус, где ж Вы раньше были? Да с Вашей помощью мы бы эту трёхдневную бодягу значительно сократили бы. Направление думания выбрано абсолютно правильно. Только я Вас прошу, не останавливайтесь на достигнутом, ведь Вы же хотите показать мне мою неправоту, поэтому найдите, пожалуйста, модуль упругости жидкого водорода. По вот этому определению модуля упругости Ссылка
нам станет понятно, сколько же нужно давления, чтобы жидкий водород уменьшил свой объём на 1%.

А когда Вы это узнаете, то Вам, надеюсь, станет понятна техническая несостоятельность, а значит и дилетантность господина Марцинкевича. С физической точки зрения получается, что он прав. Если есть модуль упругости, то значит теоретически можно достич такого давления, когда объём уменьшится. Но насколько он прав в реальности? Думаю ни насколько.

Если Вам лень искать модуль упругости жидкого водорода, то дайте пример хранения жидкого водорода под большим давлением, например 200 атмосфер и подскажите, как эти 200 атмосфер повлияли на объём.
Насколько я понял, изучая тему транспортировки и хранения жидкого водорода, из-за того, что водород достаточно сильно испаряется и смешение паров водорода с воздухом очень взрывоопасно, то для избежания попадания воздуха в резервуар, там создаётся некоторое избыточное давление, минимум которого, ограничен ГОСТом.


Изменен: 31.07.20 16:39 / vktik


argus98

31.07.20 19:19

> vktik - Вы выглядите, как лоббист водородной религии. Сайентологи отдыхают.
Смешно..
Ваш предыдущий коллега (тоже из дойчев) помнится договорился (здесь на ВиМе) до того, что водородозаправки стоЯт в Германии чуть ли не у каждой калитки. Правда потом пропал. И больше не появляется


vktik

31.07.20 20:28

"Вы выглядите, как лоббист водородной религии. Сайентологи отдыхают."

Это у Вас просто такой психический настрой. Мы же здесь в основном неверное высказывание Марцинкевича обсуждали. Кстати, по Вашей же логике, Марцинкевича можно тоже назвать лоббистом, только антиводородной религии. Поэтому проверте, как там саентологи отдыхают.

А по существу статьи или обсуждения слабо что-либо внятное добавить? Или зашли так, лишний раз от ненависти меня пнуть?


aspb

31.07.20 20:58

> vktik
ведь Вы же хотите показать мне мою неправоту, поэтому найдите, пожалуйста, модуль упругости жидкого водорода.


facepalm... Я выше дал ссылку на таблицу зависимости коэффициента сжимаемости жидкого водорода от температуры и давления.

Изменен: 31.07.20 21:12 / aspb


argus98

01.08.20 10:52

> vktik "Мы же здесь в основном неверное высказывание Марцинкевича обсуждали.
"(c) - ВЫ "обсуждали"...
Придрались к одной фразе и развели срач на три страницы.
Со стороны просто смешно выглядит. Без всякой ненависти.

ps А всё-таки Земля вертится жидкости сжимаемы..


vktik

01.08.20 11:12

"Придрались к одной фразе и развели срач на три страницы."

Ну явно не без помощи таких как Вы. Вы вот тоже придрались к моему высказыванию, что жидкости не сжимаемы. С технической точки зрения это абсолютно корректное высказывание.

"ps А всё-таки Земля вертится жидкости сжимаемы.."

Каким образом это оправдывает техническую безграмотность автора?

Изменен: 01.08.20 11:23 / vktik


yspif

01.08.20 11:31

в СССР испытывали водородное топливо для самолёта Ссылка

vktik

01.08.20 11:34

>>>argus98

"Придрались к одной фразе и развели срач на три страницы.
Со стороны просто смешно выглядит."

Вы вот можете сказать, чего Вы придрались к моему высказыванию? Я высказал своё мнение по неверной аргументации автора. А все остальные начали говорить, что я не прав. Так кто здесь с Вашей помощью срач разводит? Ведь по факту нет способов хранения жидкого водорода под высоким давлением, о которых говорит Марцинкевич. Так чего Вы сюда залезли, обсуждая меня, а не Марцинкевича?

Изменен: 01.08.20 11:41 / vktik


aspb

01.08.20 14:39

> vktik

Борис, очевидно, забыл, что жидкости не сжимаются. Кроме того, сжигать водород, думаю, никто не будет. Поэтому половину рассуждений в топку.
Марцинкевич, в силу того что он по образованию физик-теоретик, всегда хорошо прорабатывает технические вопросы своих статей.
Для этого он, наверное, заглядывает и в справочник химика, где черным по белому для жидкого водорода написано, что его коэффициент сжимаемости при Т=18 К и давлении 10 атм равен 0,1835. А вот при 120 атм уже 2,002. То есть в 11 раз больше.
Кроме того, BMW водород в своих двигателях именно сжигает.
Резюме. Марцинкевич как всегда на высоте.
P.S. Вы требовали предъявить объёмный модуль упругости жидкого водорода? Так это величина, обратная коэффициенту сжимаемости. Калькулятором пользоваться умеете ?
P.P.S. Точка кипения водорода при нормальных условиях 20,28 К, а под давлением 120 атм он остается жидким и при 33 К.

Изменен: 01.08.20 14:54 / aspb


Размещение комментариев доступно только зарегистрированным пользователям