Альтернативные источники энергии: будущее начинается сегодня

В современном мире основным источником энергии являются жидкие и газообразные углеводородные топлива, получаемые, в первую очередь, из нефти и природного газа. В связи с увеличивающимися объемами их добычи и нерациональным использованием звучат идеи о том, что запасы окажутся истощенными гораздо раньше ожидаемого срока, поскольку они относятся к не возобновляемым энергоресурсам. Другим отягощающим ситуацию фактором является угроза стремительно нарастающего над планетой экологического кризиса за счет выбросов продуктов сгорания углеводородных топлив в атмосферу [ ].

Проведя достаточно большой комплекс исследований ученые всего мира пришли к выводу, что единственным выходом из сложившейся в мире ситуации является водородная энергетика [ ]. Экологически чистый водород (продукты его сгорания - пары воды) присутствует вокруг нас практически в неограниченном количестве, его можно брать, в буквальном смысле слова, из воды. При этом те государства, которые раньше других овладеют передовыми водородными технологиями на промышленном уровне, смогут обеспечить свою экономическую и политическую безопасность [ ].

Идея водородной энергетики имеет достаточно богатую историю. Еще в 1841 г. в Англии был выдан патент на двигатель, работающий на смеси водорода с кислородом. Начало XX века по праву считается эпохой дирижаблей. В 1928 г. двигатели внутреннего сгорания компании «Цеппелин», работающие на Н2, использовались для дирижаблей.

Будучи самым распространенным химическим элементом во Вселенной, в земных условиях водород присутствует практически только в связанном виде. Однако, уже существует принципиальная возможность приступить к постепенному освоению водорода в автотранспортных системах. К наиболее значимым методам добычи и хранения относятся гидролиз гидридов металлов, риформинг углеводородов и электролиз воды. Только последние два метода доведены до промышленного внедрения, и в них вопросы пожаровзрывобезопасности решены на необходимом уровне.

Конечно, у водорода есть и недостатки – это и его небольшая плотность, и низкая температура кипения, и повышенная пожаровзрывоопасность. Однако, обеспечение необходимого уровня взрывобезопасности при использовании на транспорте сжатого (и тем более, сжиженного) водорода представляет собой технически разрешимую задачу. Поскольку, для хранения водорода под высоким давлением (до 20 МПа) может оказаться приемлемым использование металлопластиковых баллонов, предназначенных для природного газа (метана).

На рис. 1 представлена схема системы питания легкового автомобиля BMW-735i с двигателем с искровым зажиганием, работающим на водородном топливе. Основными элементами системы питания являются: бак (7) со сжиженным водородом с вакуумной изоляцией, испаритель (3) сжиженного водорода, дозирующий клапан (4) для регулирования мощности, инжекторы (5) водорода [ ].

В эксплуатационных условиях при добавках водорода в среднем 10% расхода бензина и сохранении автономии автомобиля такой же, как и на бензине, потребуется иметь на борту запас водорода 0,8…1,0 кг для автомобилей малого класса и 1,2…1,5 кг – для автомобилей среднего класса. Хранение такого количества водорода на автомобиле в настоящее время не представляет особых трудностей. Увеличение массы автомобиля не превышает 3% при хранении Н2 в жидкой форме и 5…7% – в виде гидридов металлов. Экономия органического топлива при этом будет составлять 30…40 % [ , ].

Даже небольшое количество присадки водорода к бензину (дизельному топливу) заметно улучшает сгорание, позволяет сильно обеднять смесь и уменьшает количество вредных выбросов. Усредненный КПД двигателя по всему циклу испытаний с присадкой водорода был на 25% выше, чем при работе без присадки [4]. Наиболее целесообразно использование топливных смесей с добавкой водорода до 20% по массе, соответствующих пределу обеднения порядка α = 2,5. Этот предел эффективного обеднения определен при условии устойчивой работы двигателя без пропусков сгорания [ ].

Наша страна, в связи с отсутствием требуемого финансирования, по данным разработкам отстает примерно на 10 лет.

Однако в последние годы работы по внедрению водорода, как синтетического промышленного горючего, в России «успешно» сворачиваются. Стратегии развития российской водородной энергетики на сегодняшний день нет, а в наукоемких технологиях водородное направление даже не «прорисовано». Официальная причина этому – дефицит средств. В то же время около 40% добываемой нефти Россия продает за рубеж, приближая тем самым час «x», когда ни добывать, ни продавать из энергетического сырья уже будет нечего.

Ямалтдинов А.Т., Гилязев Р.Р.

"Казанский национальный исследовательский технический университет

им. А.Н.Туполева-КАИ"

Главной причиной того, что пожары в 2010 г. вышли из-под контроля и распространились на огромную площадь, являлось разрушение в ходе административной реформы 2000-2006 гг.:

• в 2000 г. началась ликвидация самостоятельной Федеральной службы лесного хозяйства и Государственного комитета по охране окружающей среды а в 2005 году была полностью разрушена централизованная система управления лесами на землях сельскохозяйственного назначения.

• В 2006 г. вступил в силу лесной кодекс.

По Лесному кодексу 2006 г. лес перестал быть экосистемой — неразрывным экологическим единством лесной растительности, животного мира и почвы, и стал только древесиной. Леса теперь могут продаваться отдельно от земли. Животный и растительный мир леса, вся лесная экосистема при продаже леса не защищены нормами лесного, земельного или гражданского законодательства.

Некоторые особенности нового лесного законодательства, способствовавшие пожарной катастрофе в лесах России 2010 года:

1. Превращение леса в движимое имущество.

2. Ликвидация государственной лесной охраны.

3. Ликвидация экономически жизнеспособных лесохозяйственных предприятий.

4. Отсутствие единой централизованной системы авиационной охраны лесов и тушения крупных лесных пожаров.

5. Сокращение бюджетного финансирования лесного хозяйства.

6. Неподготовленность Государственной пожарной охраны МЧС к борьбе с природными пожарами.

7. Невыполнение арендаторами и другими организациями мер по обеспечению пожарной безопасности.

Пожарное лето 2010 г. показало, что ни МЧС, ни армия, ни лесозаготовители-арендаторы, ни добровольцы — не могут заменить лесных специалистов в борьбе с лесными пожарами.

Примерно 150 тысяч человек, потерявших работу в российском лесном хозяйстве за время действия нового Лесного кодекса — это те люди, чьих сил, опыта и знаний не хватило для того, чтобы удержать ситуацию с лесными пожарами под контролем.

Ущерб от лесных пожаров в 2010 г. в десятки раз превысил экономию, полученную от их сокращения.

В республики Татарстан действует развитая государственная лесное хозяйства.

Министерство лесного хозяйства является исполнительным органом государственной власти Республики Татарстан, по оказанию государственных услуг и управлению государственным имуществом в сфере лесных отношений на территории Республики Татарстан. В систему управления Министерства входят государственные учреждения-лесхозы, деятельность которых связана с реализацией функций в сфере лесных отношений, а также иные организации государственной системы лесного хозяйства Республики Татарстан, а так же дополнен функцией "Государственный лесной контроль и надзор".

Именно государственная лесное хозяйства и способствовала тому, что в Республики Татарстан ситуация с лесными пожарами не вышла из под контроля

Примером может служить Добровольная пожарная охрана в Раифском монастыре была создана в 2000 году. Она была и остается единственной в России, охраняющей не только монастырь, но и окрестные села. Необходимость пожарной охраны понятна: ближайшая пожарная часть находится примерно в 17 километрах от Раифы… Именно тогда, появился в монастыре первый «ЗиЛ» с полным пожарным боекомплектом.

Выводы: Чтобы не повторять ошибок 2010 года необходимо:

-организовать подготовку кадров для лесной отрасли

-обеспечить мониторинг состояния леса в режиме реального времени

-восстановить самостоятельное федеральное лесное ведомство, для которого охрана и воспроизводство лесов были бы главными задачами.

-резко увеличить расходы на охрану и восстановление лесов.

-восстановить централизованную систему авиационной охраны лесов.