7Л. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВКИ
И ХРАНЕНИЯ ВОДОРОДА

Система, включающая производство, хранение, транспорт водорода и ис­пользование его в народном хозяйстве, получила название водородной энерге­тики. Развитие водородной энергетики зависит в значительной степени от ус­пешного решения ряда сложных научных и технических вопросов: необходимо создать экономически и технически приемлемые методы получе­ния водорода; важным аспектом является разработка систем хранения, транс­портировки п распределения водорода как газообразного, так и жидкого; предстоит провести обширные исследования по эффективному использова­нию водорода в различных отраслях народного хозяйства.

Большая часть промышленного производства водорода основана на кон­версии углеводородов и, прежде всего из природного газа. Водород также по­лучают путем газификации угля. Эти методы имеют серьезные недостатки.

Перспективными для промышленного использования способами получе­ния водорода являются прямой электролиз воды и разложение воды термохи­мически. В настоящее время разрабатывается большое число электролизеров различных типов и конструкций.

Лучшие образцы низкотемпературных электролизеров позволяют произ­водить водород с полезным использованием затрачиваемой электроэнергии

примерно 70-80%, а для высокотемпературного электролита этот показатель достигает 90%.

Интересен технологический метод, разработанный фирмой «Дорнье» (ФРГ), по которому электролизу подвергается не вода, а водяной пар. Пре­имущество этого метода состоит в том, что часть затрачиваемой на разложе­ние воды энергии подается в виде тепла, производство которого обходится дешевле, чем производство электроэнергии.

В отличие от электролиза, при термохимических способах получения во­дорода, теплота источника энергии используется непосредственно для расще­пления воды на ее газообразные компоненты. Эти способы более экономичны.

Фирма «Вестингауз» (США) предложила использовать комбинированный цикл, который состоит нз 2-х ступеней: первая высокотемпературная (термо­химическая), вторая — низкотемпературная (электролитическая). Такой под­ход является наиболее энергетически выгодным.

Современные масштабы производства и потребление водорода вполне удовлетворяются перевозками его в баллонах под давлением до 20 МПа. В ус­ловиях крупномасштабного производства водорода наиболее предпочтитель­ной является его передача по трубопроводам. Этому благоприятствует его ма­лая вязкость. По трубопроводам диаметром 1,5 м с водородом передается 20 тыс. МВт мощности. Перекачка газообразного водорода на большие расстоя­ния в 3—5 раза дешевле, чем передача того же количества электроэнергии по ЛЭП.

Значительно дешевле обходится и его распределение между потребите­лями. В ряде стран накоплен опыт трубопроводного транспортирования водо­рода и его смесей с другими газами. Показано, что добавки водорода к при­родному газу повышают производительность трубопровода, особенно в зимнее время. Очень важно, что транспортирование газообразного водорода при давлениях до 10 МПа может производиться с помощью тех же техниче­ских средств, что и при передаче природного газа.

Особое внимание при создании систем хранения, передачи и распределе­ния водорода уделяется выбору материалов. Дело в том, что при повышении чистоты водорода и давления может иметь место водородное охрупчивание металлов. С целью уменьшения затрат при хранении водорода применяются баллоны с повышенным давлением до 100 МПа, которые представляют собой сварные многослойные сосуды, изготовленные из высококачественных мате­риалов.