Экологические перспективы «водородного» электричества для транспорта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Одна из главных проблем современности — загрязнение окружающей среды вредными веществами, образующимися в процессе сгорания традиционных углеводородных топлива в двигателях внутреннего сгорания, обеспечивающих движение транспортных средств.

Особенно остро это ощущается в крупных городах.

Решением указанной проблемы является переход на гибридные моторные установки и электромобили, в том числе с использованием водорода, в качестве экологически наиболее чистого топлива. Поэтому рассмотрение совокупности воздействия на окружающую среду как замены автомобилей на электромобили, так и последствий электрогенерации является актуальной задачей.

Однако, экологический эффект использования электроэнергии на транспорте обычно рассматривается только для мест эксплуатации транспорта. Вместе с тем, выработка электроэнергии на станциях электрогенерации сопровождается загрязнением атмосферы.

Реализация применения электроэнергии на транспорте возможна, во-первых, путём зарядки тяговых аккумуляторов от внешних электросетей, передающих электроэнергию от электростанций. А во-вторых, за счёт выработки электроэнергии непосредственно на транспорте с помощью топливных элементов, в которых топливом может служит водород, при этом продуктом химической реакции является вода. Но выработка электроэнергии, в основном, происходит на тепловых электростанциях за счёт сжигании углеводородного топлива — природного газа и угля, в результате чего происходит образование вредных веществ и их последующий выброс в атмосферу. При электрогенерации на атомных станциях в атмосферу выделяется большое количество водяного пара, который обладает в три раза большей парниковой активностью по сравнению с диоксидом углерода. Функционирование станций, использующих возобновляемые источники энергии (солнечные, ветряные), существенно зависит от природных условий. Гидроэлектростанции также носят вспомогательную роль. Применение гибридных моторных установок позволяет использовать в тепловых двигателях водород, продуктами сгорания которого являются вода и оксид азота. Но в природе нет свободного водорода, и его выработка обеспечивается, в основном, за счёт паровой конверсии метана, что сопровождается образованием вредных веществ и «парниковых» газов. Использование на транспорте сжиженного водорода и жидких носителей водорода также требует затрат электроэнергии, что сопровождается загрязнением атмосферы.

Ценность настоящего обзора заключается в оценке совокупного воздействия на окружающую среду технического решения о переходе на использование электротранспорта взамен автомобильного транспорта.

Об авторах

Алексей Рэмович Кульчицкий

Камешковский механический завод

Автор, ответственный за переписку.
Email: ark6975@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9609-0829
SPIN-код: 6807-8316

д-р техн. наук, заслуженный машиностроитель РФ, доцент, старший научный сотрудник, специалист по сертификации конструкторского подразделения

Россия, Камешково

Список литературы

  1. Shchetina VA, Morgovsky YuYa, Center BI, Bogomazov VA. Electric car: Technology and economics. Leningrad: Mashinostroenie; 1987. (In Russ.)
  2. When did the first electric cars appear. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://hi-news.ru/technology/kogda-poyavilis-pervye-elektromobili-istoriya-evolyuci.html
  3. The first electric tram. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://transsibinfo.com/news/2022-08-19/pervyy-elektricheskiy-tramvay-triumf-i-porazhenie-pirotskogo-1230761
  4. Clean Air Act (CAA) and Federal Facilities. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://www.epa.gov/enforcement/clean-air-act-caa-and-federal-facilities
  5. How many cars are there worldwide in 2024. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://daily-motor.ru/autonews/129744
  6. Grib N. Hydrogen energy: myths and reality. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://ngv.ru/upload/iblock/224 /224b8a5647503 ebe18e4180a43431d41.pdf (In Russ.)
  7. The EU hydrogen strategy has been published — details. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://renen.ru/opublikovana-vodorodnaya-strategiya-es-detali
  8. How hydrogen fuel will save the planet from global warming. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://plus-one.vedomosti.ru/blog/zelenaya-energiya-dlya-megapolisa
  9. Zeldovich YaB, Sadovnikov PYa, Frank-Kamenetsky DA. Nitrogen oxidation during combustion. Moscow, Leningrad: AN SSSR; 1947. (In Russ.)
  10. The unflattering truth of blue hydrogen: analysis of CO2 and CH4 emissions of the “fuel of the future”. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://habr.com/ru/companies/ua-hosting/articles/573294
  11. Carcinogens: properties and danger of benzopyrene. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://medaboutme.ru/articles/kantserogeny_svoystva_i_ opasnost_benzapirena
  12. Sinyak YuV, Petrov VYu. Assessment of the impact of damage from environmental pollution on the competitiveness of hydrogen as a motor fuel, 2008. [Accessed: 30.08.2024] Available at: http://library.vscc.ac.ru/Files/articles /124083314763-77.PDF
  13. Hydrogen classification by color. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://neftegaz.ru/tech-library/energoresursy-toplivo/672526-klassifikatsiya-vodoroda-po-tsvetu/?ysclid= lu7v9u3eqv644594181 (In Russ.)
  14. Hosseini SE, Wahid MA. Hydrogen production from renewable and sustainable energy resources: Promising green energy carrier for clean development. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016;57:850–866. doi: 10.1016/j.rser.2015.12.112
  15. The Green Hydrogen Problem No One Is Talking About. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://www.ruscable.ru/article/problema_zelenogo_vodoroda_ o_kotoroj_nik/
  16. Global Electric Power Industry Review 2024. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://aenert.com/ru/novosti-i-sobytija/monitoring-novostei-ehnergetiki/n/globalnyi-obzor-ehlektroehnergetiki-2024-rekordnye-30-vozobnovljaemykh-istochnikov-ehnergii-v-mirovom-p/
  17. Electric Power Industry of the World. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://foxford.ru/wiki/geografiya/elektroenergetika-mira?utm_referrer=https% 3A%2F% 2Fyandex.ru%2F
  18. How Europe is freezing, abandoned to its fate by alternative energy. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://zen.yandex.ru/media/dbk/kak-zamerzaet-evropa-broshennaia-na-proizvol-sudby-alternativnoi-energetikoi-60265fab331cb7635255542e
  19. United Nations. Kyoto protocol to the United Nations framework convention on climate change. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://unfccc.int/resource/docs/convkp/kpeng.pdf
  20. Flint RF. History of the Earth. Moscow: Progress; 1978. (In Russ.)
  21. Danilov-Danilyan VI, Losev KS. Environmental challenge and sustainable development. Moscow: Progress-Tradition; 2000. (In Russ.)
  22. Mar KA, Unger C, Walderdorff L, Butler T. Beyond CO2 equivalence: The impacts of methane on climate, ecosystems, and health. doi: 10.1016/j.envsci.2022.03.027
  23. Water vapor and the “greenhouse effect”. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://regnum.ru/news/innovatio/2086744.html
  24. Anisimov VR, Klimov AV. History of scientific research on vehicles with hydrogen power plants. Izvestia MGTU “MAMI”. 2023;17(2):127–135. doi: 10.17816/2074-0530-139224 (In Russ.)
  25. HCCI and CAI engines for the automotive industry. Cambridge: Woodhead Publishing Limited; 2007.
  26. Kavtaradze RZ. Thermophysical processes in diesel engines converted to natural gas and hydrogen. Moscow: MGTU im NE Baumana; 2011. (In Russ.)
  27. Fomin VM. Hydrogen energy of automobile transport. Moscow: MGTU im NE Baumana; 2006. (In Russ.)
  28. AAA Electric Vehicle Range Testing. New York: American Automobile Association; 2019.
  29. Trofimenko Yu. “We do not expect a mass abandonment of offices and relocation to the countryside.” [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://plus-one. vedomosti.ru/my-ne-ozhidaem-massovogo-otkaza-ot-ofisov-i-pereezda-za-gorod (In Russ.)
  30. Problems of hydrogen energy. [internet] [Accessed: 22.08.2024]. Available from: https://dzen.ru/a/Xu4u4PHUUUhvLRIR (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».