Test drayv BMW va vodorod: birinchi qism

Ulkan samolyot Nyu-Jersi yaqinidagi qo'nish joyiga yaqinlashganda, yaqinlashib kelayotgan bo'ronning shovqini hali ham osmonda yangradi. 6 yil 1937-mayda Hindenburg dirijabli bortida 97 yo'lovchini olib, mavsumdagi birinchi parvozini amalga oshirdi.

Bir necha kun ichida vodorod bilan to'ldirilgan ulkan balon yana Mayn Frankfurtga uchib ketishi kerak. Parvozdagi barcha o'rindiqlar uzoq vaqt davomida Buyuk Britaniya qiroli Jorj VI taxtiga o'tirmoqchi bo'lgan Amerika fuqarolari tomonidan saqlanib kelingan, ammo taqdir bu yo'lovchilar hech qachon samolyot gigantiga chiqmaslikni buyurgan.

Dirijablni qo'nishga tayyorgarlik tugaganidan ko'p o'tmay, uning komandiri Rozendal uning korpusidagi alangani payqadi va bir necha soniyadan so'ng ulkan to'p mash'um uchuvchi jurnalga aylandi va yana yarim soatdan keyin erda faqat achinarli metall parchalarini qoldirdi. daqiqa. Bu voqeaning eng hayratlanarli tomoni shundaki, yonayotgan dirijabldagi ko'plab yo'lovchilar oxir-oqibat omon qolishga muvaffaq bo'lishgan.

Graf Ferdinand fon Zeppelin 1917-asrning oxirida havodan engilroq transport vositasida uchishni, engil gaz bilan to'ldirilgan samolyotning taxminiy sxemasini chizishni va uni amalda amalga oshirish uchun loyihalarni boshlashni orzu qilar edi. Zeppelin o'z ijodining asta-sekin odamlar hayotiga kirib borishini ko'rish uchun etarlicha uzoq yashadi va 1923 yilda, mamlakati Birinchi Jahon urushida mag'lub bo'lishidan bir oz oldin vafot etdi va uning kemalaridan foydalanish Versal shartnomasi bilan taqiqlangan edi. Zeppelinlar ko'p yillar davomida unutilgan, ammo Gitler hokimiyat tepasiga kelishi bilan hamma narsa bosh aylanadigan tezlikda yana o'zgaradi. Zeppelinning yangi rahbari doktor Ugo Ekner, dirijabllarni loyihalashda bir qator muhim texnologik o'zgarishlarni talab qilishiga qat'iy ishonadi, ulardan asosiysi yonuvchan va xavfli vodorodni geliy bilan almashtirishdir. Ammo, afsuski, o'sha paytda ushbu strategik xom ashyoning yagona ishlab chiqaruvchisi bo'lgan Qo'shma Shtatlar 129 yilda Kongress tomonidan qabul qilingan maxsus qonunga binoan geliyni Germaniyaga sota olmadi. Shuning uchun LZ XNUMX deb nomlangan yangi kema oxir-oqibat vodorod bilan ta'minlanadi.

Yengil alyuminiy qotishmalaridan yasalgan ulkan yangi havo sharining konstruktsiyasi uzunligi qariyb 300 metrga etadi va diametri taxminan 45 metrga teng. Titanikka teng keladigan ulkan samolyot har biri 16 ot kuchiga ega to'rtta 1300 silindrli dizel dvigatellari bilan jihozlangan. Tabiiyki, Gitler "Xindenburg" ni fashistlar Germaniyasining yorqin tashviqot ramziga aylantirish imkoniyatini boy bermadi va uning ekspluatatsiyasi boshlanishini tezlashtirish uchun hamma narsani qildi. Natijada, 1936 yilda allaqachon "ajoyib" dirijabl muntazam ravishda transatlantik parvozlarni amalga oshirgan.

1937 yilda birinchi reysda Nyu-Jersi qo'nish joyi hayajonli tomoshabinlar, jo'shqin uchrashuvlar, qarindoshlar va jurnalistlar bilan gavjum edi, ularning ko'pchiligi bo'ronning to'xtashini soatlab kutishgan. Hatto radio ham qiziqarli voqeani yoritadi. Qaysidir vaqtda, tashvishli kutishni notiqning sukunati buziladi, u bir lahzadan so'ng jazava bilan qichqiradi: “Osmondan ulkan olov shari tushmoqda! Hech kim tirik yo'q ... Kema to'satdan yonib ketadi va bir zumda ulkan yonayotgan mash'alaga o'xshaydi. Ba'zi yo'lovchilar vahima ichida dahshatli yong'indan qutulish uchun gondoldan sakrashni boshladilar, ammo balandligi yuz metr bo'lganligi sababli ular uchun halokatli bo'lib chiqdi. Oxir-oqibat, dirijablning quruqlikka yaqinlashishini kutayotgan yo'lovchilarning faqat bir nechtasi omon qoladi, ammo ularning ko'plari qattiq kuyishgan. Qaysidir vaqtlarda kema shiddatli olovning zarariga dosh bera olmadi va kamondagi minglab litr balast suvi erga to'kila boshladi. Hindenburg ro'yxati tezda, yonayotgan orqa uchi erga qulab tushadi va 34 soniya ichida butunlay vayron bo'ladi. Tomoshaning zarbasi yerga yig‘ilgan olomonni larzaga soladi. O'sha paytda halokatning rasmiy sababi vodorodning yonishiga sabab bo'lgan momaqaldiroq deb hisoblangan, ammo so'nggi yillarda nemis va amerikalik ekspert Hindenburg kemasi bilan bog'liq fojia ko'plab bo'ronlarni muammosiz bosib o'tganligini qat'iy ta'kidlaydi. , falokatga sabab bo'lgan. Arxiv lavhalarini ko'plab kuzatuvlardan so'ng, ular yong'in dirijabl terisini qoplagan yonuvchi bo'yoq tufayli boshlangan degan xulosaga kelishdi. Nemis dirijablidagi yong'in insoniyat tarixidagi eng dahshatli ofatlardan biri bo'lib, bu dahshatli voqea xotirasi hali ham ko'pchilik uchun juda og'riqli. Hatto bugungi kunda ham "dirijabl" va "vodorod" so'zlarining tilga olinishi Nyu-Jersining olovli do'zaxini uyg'otadi, garchi tegishli ravishda "uylashtirilsa" tabiatdagi eng engil va eng ko'p gaz xavfli xususiyatlariga qaramay, juda foydali bo'lishi mumkin. Ko'pgina zamonaviy olimlarning fikriga ko'ra, vodorodning haqiqiy davri hali ham davom etmoqda, garchi shu bilan birga, ilmiy jamoatchilikning boshqa katta qismi optimizmning bunday haddan tashqari namoyon bo'lishiga shubha bilan qaraydi. Birinchi gipotezani qo'llab-quvvatlovchi optimistlar va vodorod g'oyasining eng qat'iy tarafdorlari orasida, albatta, BMW-dan Bavariyaliklar bo'lishi kerak. Nemis avtomobilsozlik kompaniyasi, ehtimol, vodorod iqtisodiyoti yo'lidagi muqarrar qiyinchiliklarni eng yaxshi biladi va birinchi navbatda, uglevodorod yoqilg'isidan vodorodga o'tishdagi qiyinchiliklarni engib o'tadi.

Ambitsiyalar

Yoqilg'i zahiralari kabi ekologik toza va bitmas-tuganmas yoqilg'idan foydalanish g'oyasining o'zi energiya kurashi chog'ida insoniyatga sehrdek tuyuladi. Bugungi kunda bir yoki ikkitadan ortiq "vodorod jamiyatlari" mavjud bo'lib, ularning vazifasi engil gazga ijobiy munosabatni targ'ib qilish va doimiy ravishda uchrashuvlar, simpoziumlar va ko'rgazmalar tashkil etishdir. Masalan, Michelin shinalar kompaniyasi tobora ommalashib borayotgan Michelin Challenge Bibendum - barqaror yoqilg'i va avtomobillar uchun vodorodga qaratilgan global forumni tashkil etishga katta sarmoya kiritmoqda.

Biroq, bunday forumlardagi nutqlardan kelib chiqadigan nekbinlik hali ham ajoyib vodorod idilini amaliy amalga oshirish uchun etarli emas va vodorod iqtisodiyotiga kirish tsivilizatsiya rivojlanishining ushbu texnologik bosqichida cheksiz murakkab va amalga oshirib bo'lmaydigan voqeadir.

Biroq so'nggi paytlarda insoniyat tobora ko'proq muqobil energiya manbalaridan foydalanishga intilmoqda, ya'ni vodorod quyosh, shamol, suv va biomassa energiyasini saqlash, uni kimyoviy energiyaga aylantirish uchun muhim ko'prik bo'lishi mumkin. ... Oddiy so'zlar bilan aytganda, bu tabiiy manbalar tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasini katta hajmda saqlash mumkin emas, lekin suvni kislorod va vodorodga parchalash orqali vodorod ishlab chiqarish uchun foydalanish mumkin degan ma'noni anglatadi.

Qanday g'alati tuyulmasin, ba'zi neft kompaniyalari ushbu sxemaning asosiy tarafdorlari qatoriga kiradi, ular orasida eng izchili Britaniya neft giganti BP bo'lib, u ushbu sohaga katta sarmoya kiritish uchun o'ziga xos investitsiya strategiyasiga ega. Albatta, vodorodni qayta tiklanmaydigan uglevodorod manbalaridan ham olish mumkin, ammo bu holda insoniyat ushbu jarayonda olingan karbonat angidridni saqlash muammosiga yechim izlashi kerak. Vodorod ishlab chiqarish, saqlash va tashishning texnologik muammolari hal etilishi shubhasiz haqiqatdir – amalda bu gaz allaqachon katta miqdorda ishlab chiqarilib, kimyo va neft-kimyo sanoatida xomashyo sifatida foydalanilmoqda. Biroq, bunday hollarda vodorodning yuqori narxi halokatli emas, chunki u sintezda ishtirok etadigan mahsulotlarning yuqori narxiga "eriydi".

Biroq, engil gazni energiya manbai sifatida ishlatish masalasi biroz murakkabroq. Olimlar uzoq vaqtdan beri mazutga mumkin bo'lgan strategik muqobilni izlash bilan shug'ullanishdi va hozirgacha ular vodorod eng ekologik toza va etarli energiya mavjud degan yakdil fikrga kelishdi. Faqatgina u hozirgi holat-kvo o'zgarishiga silliq o'tish uchun barcha zarur talablarga javob beradi. Bu barcha afzalliklar zamirida oddiy, lekin juda muhim haqiqat yotadi – vodorodni qazib olish va undan foydalanish suvning birikmasi va parchalanishining tabiiy aylanishi atrofida aylanadi... Agar insoniyat quyosh energiyasi, shamol va suv kabi tabiiy manbalardan foydalangan holda ishlab chiqarish usullarini yaxshilasa, vodorod ishlab chiqarilishi mumkin. va hech qanday zararli chiqindilar chiqarmasdan cheklanmagan miqdorda foydalaning. Qayta tiklanadigan energiya manbai sifatida vodorod uzoq vaqtdan beri Shimoliy Amerika, Evropa va Yaponiyada turli dasturlarda muhim tadqiqotlar natijasi bo'lib kelgan. Ikkinchisi, o'z navbatida, ishlab chiqarish, saqlash, tashish va tarqatishni o'z ichiga olgan to'liq vodorod infratuzilmasini yaratishga qaratilgan keng ko'lamli qo'shma loyihalar bo'yicha ishlarning bir qismidir. Ko'pincha bu ishlanmalar katta davlat subsidiyalari bilan birga keladi va xalqaro shartnomalarga asoslanadi. Masalan, 2003-yil noyabr oyida vodorod iqtisodiyoti boʻyicha xalqaro hamkorlik toʻgʻrisidagi bitim imzolangan boʻlib, unga Avstraliya, Braziliya, Kanada, Xitoy, Fransiya, Germaniya, Islandiya, Hindiston, Italiya va Yaponiya kabi dunyodagi eng yirik sanoati rivojlangan mamlakatlar kiradi. , Norvegiya, Koreya, Rossiya, Buyuk Britaniya, AQSh va Yevropa Komissiyasi. Ushbu xalqaro hamkorlikning maqsadi "vodorod davriga olib boruvchi yo'lda turli tashkilotlarning sa'y-harakatlarini tashkil etish, rag'batlantirish va birlashtirish, shuningdek, vodorodni ishlab chiqarish, saqlash va tarqatish texnologiyalarini yaratishni qo'llab-quvvatlashdir".

Ushbu ekologik toza yoqilg'idan avtomobilsozlik sohasida foydalanishning mumkin bo'lgan yo'li ikki xil bo'lishi mumkin. Ulardan biri "yoqilg'i xujayralari" deb nomlanuvchi qurilmalar bo'lib, unda vodorodning havodagi kislorod bilan kimyoviy birikmasi elektr energiyasini chiqaradi, ikkinchisi esa suyuq vodorodni klassik ichki yonuv dvigatelining silindrlarida yoqilg'i sifatida ishlatish texnologiyalarini ishlab chiqishdir. . Ikkinchi yo'nalish psixologik jihatdan ham iste'molchilarga, ham avtomobil kompaniyalariga yaqinroq bo'lib, BMW uning eng yorqin tarafdoridir.

ishlab chiqarish

Hozirgi vaqtda butun dunyoda 600 milliard kub metrdan ortiq toza vodorod ishlab chiqarilmoqda. Uni ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo tabiiy gaz bo'lib, u "reforming" deb nomlanuvchi jarayonda qayta ishlanadi. Kichikroq miqdorda vodorod xlor birikmalarining elektrolizi, og'ir neftning qisman oksidlanishi, ko'mirni gazlashtirish, koks ishlab chiqarish uchun ko'mir pirolizasi va benzinni isloh qilish kabi boshqa jarayonlar orqali olinadi. Dunyoda ishlab chiqarilgan vodorodning qariyb yarmi ammiak sinteziga (u o'g'itlar ishlab chiqarishda xom ashyo sifatida ishlatiladi), neftni qayta ishlashga va metanol sinteziga sarflanadi. Ushbu ishlab chiqarish sxemalari atrof-muhitni turli darajada yuklaydi va, afsuski, ularning hech biri mavjud energiya status-kvosiga mazmunli alternativa taklif qilmaydi - birinchidan, ular qayta tiklanmaydigan manbalardan foydalanadilar, ikkinchidan, bu ishlab chiqarish uglerod kabi keraksiz moddalarni chiqaradi. asosiy aybdor bo'lgan dioksid. Issiqxona effekti. Ushbu muammoni hal qilish bo'yicha qiziqarli taklif yaqinda Evropa Ittifoqi va Germaniya hukumati tomonidan moliyalashtirilgan tadqiqotchilar tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, ular tabiiy gazdan vodorod ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'lgan karbonat angidridni pompalanadigan "sekvestrlash" texnologiyasini yaratdilar. eskirgan dalalar. neft, tabiiy gaz yoki ko'mir. Biroq, bu jarayonni amalga oshirish oson emas, chunki na neft, na gaz konlari er qobig'idagi haqiqiy bo'shliqlar emas, balki ko'pincha g'ovakli qumli tuzilmalardir.

Vodorodni ishlab chiqarishning kelajakdagi eng istiqbolli usuli bu boshlang'ich maktabdan beri ma'lum bo'lgan suvning elektr energiyasi bilan parchalanishi bo'lib qolmoqda. Printsip juda oddiy - suv hammomiga botirilgan ikkita elektrodga elektr kuchlanish qo'llaniladi, musbat zaryadlangan vodorod ionlari manfiy elektrodga, manfiy zaryadlangan kislorod ionlari esa musbat elektrodga o'tadi. Amalda, suvning bu elektrokimyoviy parchalanishi uchun bir nechta asosiy usullar qo'llaniladi - "ishqoriy elektroliz", "membran elektroliz", "yuqori bosimli elektroliz" va "yuqori haroratli elektroliz".

Agar oddiy bo'linish arifmetikasi bu maqsad uchun zarur bo'lgan elektr energiyasining kelib chiqishi haqidagi o'ta muhim muammoga xalaqit bermasa, hamma narsa mukammal bo'lar edi. Gap shundaki, hozirgi vaqtda uni ishlab chiqarishda muqarrar ravishda zararli qo‘shimcha mahsulotlar ajralib chiqadi, ularning miqdori va turi qanday amalga oshirilishiga qarab o‘zgaradi, eng avvalo, elektr energiyasini ishlab chiqarish samarasiz va juda qimmat jarayondir.

Yomonni buzish va toza energiya aylanishini to'xtatish hozirgi paytda faqat suvni parchalash uchun zarur bo'lgan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun tabiiy va ayniqsa quyosh energiyasidan foydalanilganda mumkin. Ushbu vazifani hal qilish, shubhasiz, ko'p vaqt, pul va kuch sarflashni talab qiladi, ammo dunyoning ko'p joylarida elektr energiyasini shu tarzda ishlab chiqarish allaqachon haqiqatga aylangan.

Masalan, BMW quyosh elektr stantsiyalarini yaratish va rivojlantirishda faol rol o'ynaydi. Bavariyaning kichik Noyburg shahrida qurilgan elektr stansiyasi vodorod ishlab chiqaradigan energiya ishlab chiqarish uchun fotovoltaik elementlardan foydalanadi. Suvni isitish uchun quyosh energiyasidan foydalanadigan tizimlar ayniqsa qiziq, deydi kompaniya muhandislari va natijada paydo bo‘ladigan bug‘ elektr generatorlarini quvvatlaydi – bunday quyosh stansiyalari Kaliforniyadagi Moxave cho‘lida allaqachon ishlamoqda, u 354 MVt elektr energiyasi ishlab chiqaradi. AQSh, Germaniya, Niderlandiya, Belgiya va Irlandiya kabi mamlakatlarning qirg'oqlarida joylashgan shamol stansiyalari tobora muhim iqtisodiy rol o'ynagan shamol energiyasi ham tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda. Dunyoning turli burchaklarida biomassadan vodorod ajratib oladigan kompaniyalar ham mavjud.

saqlash joyi

Vodorodni gazda ham, suyuq fazada ham ko'p miqdorda saqlash mumkin. Vodorod nisbatan past bosimga ega bo'lgan ushbu suv omborlarining eng kattasi "gaz hisoblagichlari" deb nomlanadi. O'rta va kichikroq tanklar vodorodni 30 bar bosimda saqlash uchun javob beradi, eng kichik maxsus tanklar (maxsus po'latdan yasalgan qimmatbaho qurilmalar yoki uglerod tolasi bilan mustahkamlangan kompozit materiallardan) 400 bar bosimni ushlab turadi.

Vodorodni suyuqlik fazasida -253°C haroratda ham saqlash mumkin, bunda 0 barda saqlanganidan 1,78 baravar ko'proq energiya mavjud - birlik hajmdagi suyultirilgan vodoroddagi ekvivalent energiya miqdoriga erishish uchun gazni siqish kerak. 700 bargacha. Aynan sovutilgan vodorodning yuqori energiya samaradorligi tufayli BMW vodorodni suyultirish va saqlash uchun zamonaviy kriogen qurilmalarni ishlab chiqqan Germaniyaning Linde sovutish konserni bilan hamkorlik qilmoqda. Olimlar, shuningdek, vodorodni saqlash uchun boshqa, ammo kamroq qo'llanilishi mumkin bo'lgan muqobillarni taklif qilishadi, masalan, bosim ostida metall gidridlar shaklida maxsus metall unida saqlash va hokazo.

Transport

Kimyoviy zavodlar va neftni qayta ishlash zavodlari yuqori konsentratsiyali hududlarda allaqachon vodorod uzatish tarmog'i tashkil etilgan. Umuman olganda, texnologiya tabiiy gazni tashishga o'xshaydi, ammo ikkinchisini vodorod ehtiyojlari uchun ishlatish har doim ham mumkin emas. Biroq, o'tgan asrda ham, Evropa shaharlaridagi ko'plab uylar engil gaz quvuri bilan yoritilgan bo'lib, u tarkibida 50% gacha vodorod bor va u birinchi statsionar ichki yonish dvigatellari uchun yoqilg'i sifatida ishlatilgan. Texnologiyalarning bugungi darajasi shuningdek, suyultirilgan vodorodni tabiiy gaz uchun ishlatiladigan mavjud kriyogen tankerlar orqali transkontinental tashish imkoniyatini beradi. Hozirgi vaqtda olimlar va muhandislar tomonidan suyuq vodorodni suyultirish va tashish uchun etarli texnologiyalarni yaratish sohasida eng katta umid va eng katta sa'y-harakatlar amalga oshirilmoqda. Shu ma'noda vodorodni kelajakda tashish uchun aynan shu kemalar, kriyogen temir yo'l tanklari va yuk mashinalari aylanishi mumkin. 2004 yil aprel oyida Myunxen aeroporti yaqinida BMW va Steyr birgalikda ishlab chiqarilgan birinchi turdagi suyultirilgan vodorod quyish shoxobchasi ochildi. Uning yordami bilan tanklarni suyultirilgan vodorod bilan to'ldirish to'liq avtomatik ravishda, haydovchining ishtirokisiz va xavfisiz amalga oshiriladi.