Мир на пике – Мир в пике

Ответ ведь достаточно прост — такое топливо легче всего хранить, транспортировать, оно обладает очень высоким значением удельной энергии. Устройства, утилизирующие жидкое топливо, являются одними из наиболее мощных — в расчете на килограмм своего веса. Весовая эффективность устройств, которая характеризуется параметром пиковой удельной мощности, для них тоже одна из лучших. Кроме того, такие устройства обладают одним из самых высоких КПД (коэффициентом полезного действия).

Что еще важно, так это то, что сами по себе эти устройства могут быть очень малыми по мощности (вплоть до единиц киловатт), поэтому их можно продавать буквально всем и каждому. Кроме того, в силу высоких значений пиковой удельной мощности и удельной энергии такие устройства легко использовать в быту и в транспорте, и особенно — в автомобильном транспорте.

Жидкое топливо — это, вообще-то, просто мечта индивидуалиста. А индивидуалист — это, собственно говоря, и есть идеальный американец. Идеальный житель идеального западного «свободного» мира, в который, как мы помним, Россия не входит. Вы представляете себе американца в троллейбусе? Во-во. Американец — это, в первую очередь, автомобиль. Забери автомобиль у американца — и кем он будет? Лохом на троллейбусе?

И дальше немного цифр, выкладок и умозаключений касательно того, могут ли вообще США без революции уйти от нефтяной иглы. Может ли динозавр взять и стать фокстерьером? Или скорлупа его яйца так и не даст ему это сделать?

Для понимания эффективности различных видов топлив и устройств, их утилизирующих, приведу вашему вниманию один интересный график.

Рис. 63. Схема оконечной утилизации топлива в устройствах сгорания, ось ординат: пиковая удельная мощность, ось абсцисс: удельная энергия.

Nota: 1. супермаховики; 2. маховики; 3. суперконденсаторы; 4. свинцовые аккумуляторы; 5. никелевые и цинковые аккумуляторы; 6. высокотемпературные сульфид-железо-литиевые аккумуляторы; 7. литий-ионные аккумуляторы; 8. цинковые воздушные аккумуляторы; 9. водород в ДВС; 10. метанол; 11. бензин; 12. водород в топливных элементах.

Что можно сказать, внимательно рассматривая этот график?

Во-первых, бегло посмотрев на него, не зря мы все так любим бензин. Штука удобная, мощная и энергоемкая. Даже модный сейчас в США водород на фоне бензина выглядит весьма тускло. В водородных топливных элементах он на треть менее энергоемок, нежели связка «бензин и ДВС», и в два раза проигрывает бензину по пиковой удельной мощности. И если перевести это на русский язык, то водородные топливные элементы — тяжелые и гораздо менее мощные, чем бензиновые ДВС.

Если же заливать водород в ДВС, как бензин, то, помимо чисто технических вопросов с детонацией, надо учесть, что мы потеряем в три раза по удельной энергии устройства. Связано это с тем, что лукавая цифра всегда говорит нам о «килограммах водорода», но это в корне неверно.

Где вы видели килограмм этого вещества? В ракетах? Так он там при –255 градусах по Цельсию. Ну, или при 15 градусах по Кельвину, если так кому-то приятнее думать. Все равно для целей домохозяйств такой «водород в килограммах» категорически непригоден — в реальной жизни приходится возиться с водородом в газообразной фазе, в которой он проникает даже через сталь баллонов высокого давления, надо тратить энергию на его сжатие, а потом — таскать за собой тяжелые и опасные баллоны, ну и так далее. Хотя, как вариант, можно подумать и о новом устройстве этих баллонов, и о новых материалах для них, да все равно енергоемкость поднять не получится.

Итак, «сказка о водородной экономике» быстро сказывается, да непросто делается. Все попытки хоть как-то поднять инфраструктуру водородной экономики пришли, по сути дела, к весьма дорогостоящему «пшику». Сейчас, де факто, гораздо более серьезные усилия направлены на проекты по производству метанола, этанола, бутанола, синтетического бензина и дизельного топлива (тех самых GTL, CTL и BTL, которые мы уже упомянули чуть раньше), и, посмотрев на график, можно понять почему — все эти топлива, в отличие от водорода, жидкие при нормальных давлениях и температурах. Ну а их удельная энергия и удельная пиковая мощность позволяют, по сути дела, «подморозить» структуру оконечного потребления и инфраструктуру экономики. По этому пути сейчас активно движутся и США, и Западная Европа. Другой вопрос состоит в том, куда Америка сможет прийти с такими синтетическими, по сути дела, жидкими топливами. График стоимости из главы о технологиях добычи нефти как бы символизирует, что процесс этот будет и затратен, и непрост.