1,4 МПа и температуре окружающей среды. Это достоинство обуслови-

ло широкое применение смеси в качестве бытового топлива. Масштабы

использования бутан-пропана в транспортных энергетических уста-

новках существенно меньше.

Применение относительно легких баллонов позволяет достичь

коэффициента тары, не превышающего 2%, что в принципе, позволяет

сжиженной бутан-пропановой смеси конкурировать с моторными топли-

вами. Очевидными препятствиями к внедрению смеси в СЭУ являются

недостаточные масштабы производства, а также отсутствие необходи-

мой инфраструктуры.

Таким образом, обладая более низкими ценами по сравнению с

нефтяными, газовые топлива, при определенных условиях, могут

быть экономически выгодными. Кроме того, как правило, газовые

топлива обеспечивают более высокую экологическую чистоту.

Водород часто упоминается как топливо будущего; известен

термин "водородная энергетика"; исследования в этой области ве-

дутся не менее полувека.

- 29 -

Можно отметить две основные причины внимания к водороду:

- высокая энергоемкость по массе (примерно в три раза выше,

чем у дизельного топлива и бензина);

- исключительная экологическая чистота.

Продуктом сгорания водорода является вода, которая включает-

ся в естественный круговорот и не загрязняет окружающую среду.

Так как водород не является природным ("ископаемым") продук-

том, водородная энергетика включает в себя весь круг проблем,

связанных с производством, транспортировкой, хранением и примене-

нием водорода.

Способ получения водорода заметно сказывается на его стои-

мости. Лучший в экологическом отношении способ - электролиз воды

- приводит в настоящее время к стоимости до 2 долларов США за кг.

Сравнительные испытания электролизеров, созданных германскими

фирмами АВВ и Krebskomo для мощности 100 кВт, показали, что

удельные затраты электроэнергии для получения водорода за счет

электролиза воды составляют в обоих случаях 4.5 кВт-ч/м 53 0. Однако

в варианте фирмы АВВ объемная производительность 22.4 м 53 0/ч по во-

дороду достигалась при массе электролизера 700 кг, плотности тока

10.4 КА/м 52 0. Температуре воды 80 50 0с и давлении 0.15 мПа, тогда как

во втором варианте эти же показатели соответственно равны 24.7

м 53 0/ч, 3050 кг, 5 кА/м 52 0, 90  50 0С и 0.9 МПа.

Экономические оценки показывают, что цена 1 кВт-ч при ис-

пользовании жидкого водорода в ценах 1992 г составляла 0.5 DM,

что более чем в 3 раза выше по сравнению с бензином и в 10-20 раз

дороже чем при использовании соответственно дизельного или тя-

желого топлива для судовых дизелей. Приблизительно в 1.5 раза

увеличиваются и эксплуатационные расходы.

Существуют экономически привлекательные проекты получения

водорода с использованием солнечной энергии, основанные или на

электролизе воды энергией, получаемой от фотоэлектрических гене-

раторов (солнечных батарей), или на термолизе воды (точнее, раст-

вора серной кислоты) при температуре 600-800  5о 0С, достигаемой с

помощью концентраторов солнечного излучения.

Все названные технологии пока выглядят экзотичными и приво-

дят к высокой стоимости получаемого водорода. Значительно дешевле

водород, полученный по технологии парового риформинга природного

газа или легкой нефти. Известны технологии разложения тяжелых

- 30 -

нефтепродуктов и угля, которые требуют больших затрат энергии и

менее приемлемы экологически. В будущем могут получить развитие и

применение технологии, основанные на использовании биохимических

ферментов и фотолиза воды, которые пока известны только принципи-

ально.

Хранение и перевозка водорода, как и природного газа, могут

осуществляться в баллонах под высоким давлением или в жидком

состоянии. В первом случае достигается значение коэффициента тары

не ниже 50, которое не позволяет рассчитывать на практическую ре-

ализацию. Даже при использовании самых легких из известных в

настоящее время баллонов, изготовленных из стеклопластика, арми-

рованного металлическими нитями, этот коэффициент не опускается

ниже 20-25.

Криогенный способ хранения водорода требует поддержания в

емкости температуры - 253 5 о 0С, что существенно повышает требования

к теплоизоляции по сравнению с хранением природного газа. При

этом избыточное давление в емкости с жидким водородом может ле-

жать в пределах 0.0-0.4 МПа. Особо следует отметить неизбежность

потерь водорода при таком способе хранения в результате его испа-

рения (около 1% общего объема в сутки). При реальной продолжи-

тельности периода между бункеровками до 20-30 суток эти потери

могут быть весьма ощутимыми.

При использовании специальных подобранных по типу решетки

металлических сплавов (например, магний-кальций, титан-железо и

др.) способность водорода в заметных количествах проникать в

кристаллическую решетку металлов, позволяет хранить водород в ви-

де интерметаллических соединений, легко разлагающихся при повыше-

нии температуры. Массовое содержание водорода в сплаве может сос-

тавлять до 7%, что приводит к значению коэффициента тары около

20%.

Технические трудности, связанные с хранением необходимых за-

пасов водорода на борту судна, и проблематичность энергетической

и экологической целесообразности его получения в промышленных

масштабах позволяют оценить перспективы его использования в СЭУ

как маловероятные даже в очень отдаленном будущем.

Запас энергии на борту судна в принципе может храниться не

только в связанной форме - в виде вещества-энергоносителя, но и

в свободной форме - в накопителе энергии. Как накопители известны:

механические и тепловые аккумуляторы, сверхпроводящие индуктивные

- 31 -

катушки, емкостные накопители на молекулярных конденсаторах. Даже

беглый анализ показывает, что ни один из перечисленных типов на-

копителей не может быть применен на судах в силу ограниченного

запаса энергии и высокой скорости диссипации.

Таким образом, обозримые перспективы применения в СЭУ тради-

ционных и альтернативных энергоносителей можно вкратце охаракте-

ризовать следующим образом:

- современная экономическая ситуация диктует продолжение

использования в СЭУ нефтяных топлив ;

- расширение использование тяжелых моторных топлив в дизель-

ных СЭУ приведет к необходимости предварительной обработки этих

топлив на бункеровочных базах с целью удаления механических при-

месей, а возможно, и обессеривания. Продление ресурса судовых

двигателей и снижение эксплуатационных расходов на топливоподго-

товку должно экономически оправдать связанные с этим затраты;

- из альтернативных энергоносителей реальные перспективы для

расширения масштабов использования в СЭУ при существенном подоро-

жании нефти имеют только синтетические жидкие топлива. При этом

же условии может быть расширено использование энергии ветра, в

первую очередь, путем применения вспомогательных ветродвижителей.

- применение ядерного горючего в СЭУ остается весьма привле-

кательным по энергетическим соображениям, однако связанные с этим

экологические и экономические проблемы в обозримом будущем вряд

ли будут решены.