Кирдык - всем?!

User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Post by ESN »

f_evgeny wrote:
ESN wrote:1.4 Нефть - не единственно возможное топливо для ДВС.
1.5 Паровая машина - не единственая альтернатива ДВС на транспорте и c.х.

1.4 - но самое лучшее.
1.5 - а какие еще есть альтернативы? Реактивный двигатель :D ?

1.4 На текущий момент. По совокупности критериев.
1.5. Стирлинг. Fuel-cell. Газовая турбина (хотя- это, в общем, тоже ДВС).
Но в реале, имхо, ДВС еще поживет. На альтернативных топливах.
Tact is the knack of making a point without making an enemy.
User avatar
NB1
Уже с Приветом
Posts: 4127
Joined: 02 Sep 2002 00:36
Location: Russia--> Canada --> Russia

Post by NB1 »

f_evgeny wrote:
ESN wrote:1.4 Нефть - не единственно возможное топливо для ДВС.
1.5 Паровая машина - не единственая альтернатива ДВС на транспорте и c.х.
1.6 Развитый автомобильный транспорт - не единственная причина более высокой эффективности современной экономики по сравнений с экономикой 200-летней давности.

2) большинство населения земли живут так уже сегодня. И никогда не жили по другому ;)

1.4 - но самое лучшее.
1.5 - а какие еще есть альтернативы? Реактивный двигатель :D ?
1.4 В том то и дело! Спирт рассматривать сложно уже потому, что его добыча несравнимо дороже. Да и теплотворность на единицу объема минимум вдвое уступает самым фиговым топливам, добываемым из нефти.
Единственно - уголь, дрова. Тоже уступают нефти, как и спирт, но если решить проблему подачи топлива, защиты двигателя от куда более агрессивных продуктов сгорания, очистки выхлопов - вполне можно. Немцы же во время 2-й мировой даже грузовики на псевдобензине, получаемом из угля гоняли.

Мне, правда, хочется надеяться, что будут найдены недорогие решения для аккумуляторов. Сегодня, из распространенных и недорогих самые эффективные - кислотные в автомобилях.
Там, если память не изменяет характеристики у лучших примерно такие:
Запасаемая мощность 0.1 квт ч на 1 кг веса (о нефти - в 100 раз больше)
Количество циклов перезарядки 500-1000
Себестоимость на один квт ч отдаваемой за все время эксплуатации энергии получается около 3 центов (всего в 3 раза дороже, чем цена квт энергии газа, продаваемого нами немцам)
Но это же еще и жутко неэкологичное средство, долго заряжаемое с весьма низким кпд зарядки.
А самое главное, при том, что кпд почти 100%, придется возить с собой "бензобак" почти такой же по весу, как угольный.

1.5. Реактивные двигатели - на самолетах те же керосиновые, использующие кислород в качестве окислителя. Ракетные (гептиловые и пр) - так там и топливо золотое, производимое искусственно, да и жутко ядовито как топливо, так и продукты сгорания.
User avatar
f_evgeny
Уже с Приветом
Posts: 10367
Joined: 12 Apr 2001 09:01
Location: Lithuania/UK

Post by f_evgeny »

ESN wrote:
f_evgeny wrote:
ESN wrote:1.4 Нефть - не единственно возможное топливо для ДВС.
1.5 Паровая машина - не единственая альтернатива ДВС на транспорте и c.х.

1.4 - но самое лучшее.
1.5 - а какие еще есть альтернативы? Реактивный двигатель :D ?

1.4 На текущий момент. По совокупности критериев.
1.5. Стирлинг. Fuel-cell. Газовая турбина (хотя- это, в общем, тоже ДВС).
Но в реале, имхо, ДВС еще поживет. На альтернативных топливах.

1.5.1 Стирлинг - это тоже тепловая машина и вероятно тоже лучше всего работает на углеводородах.
1.5.2 Fuel-cell это на водороде? А водород из воды гидролизом? А электричество из нефти? Или АЭС?
1.5.3 Я служил в Авиации. Газовые турбины тоже лучше всего работают на керосине. И для транспорта не удобны.
В общем, на сегодня, лично я не вижу физических принципов, которые позволят заменить нефть и ДВС.
Если только в 100-1000 раз улучшить аккумуляторы, решить проблемы с их экологией и научиться строить термоядерные электростанции. Это, наверное было бы решением.
Дальше, все будет только хуже. Оптимист.
User avatar
Shin
Уже с Приветом
Posts: 5738
Joined: 04 Dec 2000 10:01
Location: MN -> Moscow -> Thailand

Post by Shin »

f_evgeny wrote:1.5.2 Fuel-cell это на водороде? А водород из воды гидролизом? А электричество из нефти? Или АЭС?


Из металлогидридов. Их полно.
Нашел я ту статью:
http://2003.novayagazeta.ru/nomer/2003/ ... -s28.shtml

Вот теперь, читатель, настал наконец черед рассказать, что же замечательного для всех нас в этой ларинской идее. А замечательно то, что, если полить воду на магний, получится оксид магния, много дармового тепла и… газообразный водород. А внутри Земли, по Ларину, полным-полно магния.
У вас, наверное, уже возник вопрос: а глубоко ли залегают в Земле эти самые металлогидриды? К сожалению, глубоко — сотни километров. (Напомню, самая глубокая скважина, пробуренная человечеством, — 15 километров.) Но! В так называемых зонах рифтогенеза, где земная кора тоньше, кремниево-магниево-железистые слои подходят довольно близко к поверхности планеты — километров на 30–40. Уже лучше, но тоже слишком глубоко для добычи…
Наконец, в этих зонах рифтогенеза есть места, в которых металлы отдельными языками дотягиваются почти до самой поверхности и залегают на глубинах всего 4–6 км. Туда можно пробуриться, сделав несколько скважин: по одной скважине подавать воду, из других качать водород. Можно даже не бурить, а сделать шурф — прорыть наклонный туннель.
— Самое главное, для этого не нужна техника завтрашнего дня, достаточно вчерашнего, — подсказывает Ларин.
Сразу скажу: таких удачных зон на Земле немного. И большая часть из них находится, к сожалению, в океане. Тем не менее существуют несколько мест и на суше. Это и есть будущие Кувейты. Будущие мировые источники главного сырья завтрашнего дня — водорода. Чувствую звенящий вопрос читателя: где?! где они? кто эти счастливцы? и есть ли среди них Россия?
Есть! В Байкальской области рифтогенеза, в Тункинской впадине на глубине 5–6 км электромагнитное зондирование выявило огромную зону с аномально высокой проводимостью. Кстати говоря, традиционная геология сей феномен объяснить не может — это к вопросу о подтверждении теории В.Н. Ларина…


Любопытно, что советская власть чуть не подошла к использованию водородной энергетики первой в мире. В октябре 1989 года академическое совещание в Геологическом институте, заслушав доклад Ларина, постановило: «Рекомендовать сверхглубокое бурение (до 10–12 км) в области современного рифтогенеза… Предложить в качестве объекта Тункинскую впадину, где бурение может иметь исключительно большое значение для энергетики и экологии, так как позволит оценить и проверить научно обоснованную возможность обнаружения принципиально нового и экологически чистого энергоресурса, могущего составить конкуренцию традиционным энергетическим источникам…»
Однако бурно расцветшая перестройка, а затем крушение империи помешали этому начинанию. А жаль. В Сибирском отделении АН СССР даже успели сделать предварительную технико-экономическую оценку проекта. Получалось, что с 10 квадратных километров можно будет легко получать 100–200 миллионов тонн условного топлива в год. И гнать его трубопроводами за границу. В Европу, Азию… Этого ископаемого хватит человечеству на сотни тысяч, если не миллионы, лет. А нефть побережем для лекарств, производства пластмассы и моторных масел.
Настоящий хомяк в своей жизни должен сделать три вещи: пожрать, поспать и сдохнуть.
User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Post by ESN »

f_evgeny wrote:1.5.1 Стирлинг - это тоже тепловая машина и вероятно тоже лучше всего работает на углеводородах.
1.5.2 Fuel-cell это на водороде? А водород из воды гидролизом? А электричество из нефти? Или АЭС?
1.5.3.1 Я служил в Авиации. Газовые турбины тоже лучше всего работают на керосине.
1.5.3.2 И для транспорта не удобны.

2 В общем, на сегодня, лично я не вижу физических принципов, которые позволят заменить нефть и ДВС.

3 Если только в 100-1000 раз улучшить аккумуляторы, решить проблемы с их экологией и научиться строить термоядерные электростанции. Это, наверное было бы решением.

1.5 Это просто были примеры альтернатив ДВС, кроме паровой машины.
1.5.1 Ключевое слово вероятно ;) Вероятно - да. Вообще - он работает на всем,что горит. И КПД его поболее, чем у ДВС.
1.5.2 На водороде, метаноле, этаноле.
Водород - либо эектролизом, либо из под земли - из залежей гидридов.
Метанол - много из чего. Хоть из метана.
Этанол - судя по цене дешевой водки, за вычетом акциза получается весьма недорго.
1.5.3.1 В авиации совсем другие турбины. Можно ли приспособить ГТД под спирт? Почему нет?
1.5.3.2 Неудобны по сравнению с поршневыми моторами? Чем конкретно?

2. Ключевое слово на сегодня. Не будет бензина - сразу появятся альтернативы. Голь на выдумки хитра ;)

3. Наверное. Плюс освоить энергию солнца и ветра.
Tact is the knack of making a point without making an enemy.
User avatar
NB1
Уже с Приветом
Posts: 4127
Joined: 02 Sep 2002 00:36
Location: Russia--> Canada --> Russia

Post by NB1 »

Shin wrote:
f_evgeny wrote:1.5.2 Fuel-cell это на водороде? А водород из воды гидролизом? А электричество из нефти? Или АЭС?


Из металлогидридов. Их полно.
Нашел я ту статью:
http://2003.novayagazeta.ru/nomer/2003/ ... -s28.shtml
Так в том и дело, что водород по удобству для мобильных преобразователей энергии еще хуже, чем метан, а проблемы с использованием метана Вы возможно знаете - видели наверное на советских дорогах заправки АГИНС с динозавром.
Ну не сжимаются эти газы при наземных температурах под разумным давлением! И уж тем более не сжижаются, в отличие от пропана.
Поэтому, "бензобак" с водородом будет напоминать собой здоровенный дерижабль. Пара кубометров примерно соответствует одному литру бензина по теплотворной способности.
Тогда уж лучше угольная пыль.

Вовсе не обязательно добывать водород из под земли. Тут уже в другом топике обсуждали вопросы энергетики и согласились, что сама энергия - не такой уж диффицит. Люди, например, уже научились вполне коммерчески и конкурентно добывать ее при помощи ветряков.
Но даже если суметь добыть эти промышленные количества магния из под земли (интересно как, чтобы дешево?) и загружать в авто брикеты магния и баки с водой, подбрызгивая на магний водой (мож даже еще и выделяемое тепло удастся задействовать), вовсе не факт, что получаемая суммарная энергия будет выше, чем 1 квт на килограмм. В статье, к сожалению, об этом ничего нет.
Тогда уж, подозреваю, проще наладить производство длинных углеводородных цепочек не из нефти.
Вопрос ведь в том, чтобы получить за ПРИЕМЛЕМУЮ ЦЕНУ жидкое (т.к. газы и твердые вещества слишком неудобны в использовании, первые - для транспортировки в "бензобаке", вторые - из-за сложности автоматической подачи, а также большого количества акрессивных и ядопорождающих примесей) топливо с высокой теплотворностью на единицу веса\объема.
И даже есть сколько-то успешные промышленные примеры (спирт в Южной Америке, Бразилии, кажется, и угольные аэрозоли у немцев в гитлеровской Германии), но увы, технически и экономически эти решения, пока, слишком неприемлемы.
User avatar
NB1
Уже с Приветом
Posts: 4127
Joined: 02 Sep 2002 00:36
Location: Russia--> Canada --> Russia

Post by NB1 »

ESN wrote: 1.5 Это просто были примеры альтернатив ДВС, кроме паровой машины.
Поймите Вы, что вовсе не "ДВС" здесь ключевое слово! А эффективная плотность запасаемой энергии в таком виде, в котором ее легко и экономично добывать, транспортировать и подавать для преобразования. Приводя в качестве примера паровоз, если обратили внимание, я акцентировал внимание на "бензобаке", а не на собственно паровой машине.
Конечно, современные "паровозы", т.е. транспортные средства на угле, будут иметь куда бОльший кпд, чем паровозы начала века.
Может 20%, может даже 30. Проблему подачи этого топлива тоже решат. Но как решить на компактном автомобиле проблему высокой зольности углей и, соответственно, высокой загрязняющей способности, если даже на больших электростанциях толком решить не смогли и вынуждены были их перевести на метан?
Надо также помнить, что добыча, обогащение и доставка углей даже из самых открытых разрезов имеет в несколько раз более высокую себестоимость, чем нефть.
А все остальные виды топлива, поставку которых можно сегодня наладить в промышленных количествах, еще дороже, чем уголь (хотя спирт, например, экологичнее).

Имо, проблема действительно могла бы быть куда менее серьезной, если бы человечество уже сейчас всерьез озаботилось ею.
Более активно стимулировало авто с запасанием энергии при торможении и, например, дополнительным источником энергии в виде с солнечных батарей на крыше.
Но главное, меняло сознание населения в сторону "немодности" иметь мощный автомобиль и неприличности путешествий "просто так". Одними ценами на топливо при нынешнем сильном расслоении общества это, увы, не решишь.
User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Post by ESN »

NB1 wrote:1) И уж тем более не сжижаются, в отличие от пропана.
2) Пара кубометров примерно соответствует одному литру бензина по теплотворной способности.

1) Успешно сжижаются при низкой температуре
2) Как Вы это посчитали? Конечно - жидкий водород в десять раз легче бензина, но, за счет почти в три раза (2,75) большей теплоты сгорания - разница в требуемом объеме бака становится не столь значительной.

BMW 750hL: The 5.4-liter engine...140-liter tank for the liquid hydrogen provides a range of 400 kilometers..

Image

Если же использовать fuel-cell на водороде, то за счет в разы более высокого чем у ДВС кпд - требования к объему бака еще ниже.
Image
Tact is the knack of making a point without making an enemy.
User avatar
f_evgeny
Уже с Приветом
Posts: 10367
Joined: 12 Apr 2001 09:01
Location: Lithuania/UK

Post by f_evgeny »

ESN wrote:
NB1 wrote:
1) Успешно сжижаются при низкой температуре
2) Как Вы это посчитали? Конечно - жидкий водород в десять раз легче бензина, но, за счет почти в три раза (2,75) большей теплоты сгорания - разница в требуемом объеме бака становится не столь значительной.

1. Водород? Проверьте источник.
2. С водородом еще одна засада - в отличие от нефти он не встречается в пригодном для добывания и сжигания виде в природе (кроме нефти ), на его производство тоже надо затрачивать солидную энергию. :)
Дальше, все будет только хуже. Оптимист.
User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Post by ESN »

f_evgeny wrote:1. ..Проверьте источник.
2. С водородом еще одна засада

1. Какой именно? Большинство справочников по физике дают -253°С...
2. Да сколько б ни было засад. Когда нибудь нефть станет дороже, чем альтернативные топлива. В т.ч. водород. (их стоимость, кстати, будет падать).
Конечно - сначала вакантное место выиграет не водород, а более дешевое топливо.
Tact is the knack of making a point without making an enemy.
User avatar
NB1
Уже с Приветом
Posts: 4127
Joined: 02 Sep 2002 00:36
Location: Russia--> Canada --> Russia

Post by NB1 »

ESN wrote:
f_evgeny wrote:1. ..Проверьте источник.
2. С водородом еще одна засада

1. Какой именно? Большинство справочников по физике дают -253°С....

Даже в Антарктиде полярной ночью охлаждение кг вещества до такой температуры будет стоить где-то сравнимо по цене с производством гептила.
ESN wrote: 2. Да сколько б ни было засад. Когда нибудь нефть станет дороже, чем альтернативные топлива. В т.ч. водород. (их стоимость, кстати, будет падать).
Конечно - сначала вакантное место выиграет не водород, а более дешевое топливо.
Тут я спорить не буду. Дай Бог только, чтобы технические неудачи на этом пути не отбросили цивилизацию на начало 20 века.
User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Post by ESN »

NB1 wrote:
ESN wrote:Большинство справочников по физике дают -253°С....

Даже в Антарктиде полярной ночью охлаждение кг вещества до такой температуры будет стоить где-то сравнимо по цене с производством гептила.

....liquid hydrogen at DM 1.10 ($0.59 cents) per liter...and its energy content is equivalent to about 0.3 liters of gasoline.
http://www.hfcletter.com/letter/june99/feature.html

Т.е. цена жидкого водорода сейчас в три..пять раз выше, чем равного по энергии количества бензина...
Вопрос: сколько будет стоить бензин, когда нефти не будет?
Tact is the knack of making a point without making an enemy.
User avatar
f_evgeny
Уже с Приветом
Posts: 10367
Joined: 12 Apr 2001 09:01
Location: Lithuania/UK

Post by f_evgeny »

ESN wrote:1. Какой именно? Большинство справочников по физике дают -253°С...

Бытует мнение, что слоны - это довольно кpупные и неповоpотливые животные.
И это пpавда. (C)
Я имею в виду, что сжижать водород трудно и дорого.
Дальше, все будет только хуже. Оптимист.
User avatar
ESN
Уже с Приветом
Posts: 19321
Joined: 04 Jan 2002 10:01
Location: РСФСР-UA-Bayern-München.

Post by ESN »

f_evgeny wrote:1.Бытует мнение, что слоны - это довольно кpупные и неповоpотливые животные.И это пpавда. (C)
2.Я имею в виду, что сжижать водород трудно и дорого.

1. Согласен. ;)
2. Насчет - дорого: Стоимость (в человеко-часах) будет падать пропорционально удешевлению энергии и совершенствованию технологий.
Насчет - трудно: Не сжижал - не знаю ;)
User avatar
NB1
Уже с Приветом
Posts: 4127
Joined: 02 Sep 2002 00:36
Location: Russia--> Canada --> Russia

Post by NB1 »

ESN wrote:Насчет - трудно: Не сжижал - не знаю ;)
Выше я уже упоминал АГИНС. Может Вы встречали грузовики с несколькими десятками таких нетолстых балонов. В этих балонах сжатый до 100 атм метан.
Температура кипения метана -161С. Молекулярная плотность в 8 раз больше водорода. Теплотворная способность из куба метана в 3.5 раз выше водорода.
Т.е. из куба водорода при атмосфере получите в 3.5 с небольшим раза больше энергии, чем из куба метана. При этом при 100 атм. сжать куб метана вы сможете раз в 10 плотнее, чем куб водорода. Реально получается, что метан эффективнее раз в 10. И нас тут масса газа не шибко беспокоит - какая разница, сколько этот куб весит 1 кг или 100 гр. Важно, сколько места займет. А стенки балонов высокого давления весят много больше.

При этом АГИНС - банкроты, т.к. толстостенные 100 атмосферные балоны очень тяжелые получается, компрессоры для сжатия дороги и т.д.
В Европе даже и не пробовали ездить на метане, но великий СССР такой эксперимент провел и на практике доказал неэффективность этого решения.

Да, кстате о жидком водороде. Теоретически его можно получить и при более высоких температурах. Термодинамику сейчас некогда вспоминать, но чисто интуитивно могу предположить, что при давлении в 100 атм его можно будет сжижить при температуре градусов так -50 \ -100С.
Только вы представляете себе, какой величины агрегат нужен, чтобы до такой температуры охладить? Там же минимум 3 цикла охлаждения с 3-мя рабочими жидкостями.
Сначала обычные хладогенты (например, фреон=дихлордифторэтан (t кипения -24С), потом тот же сжиженный пропан (-38С) или аммиак, далее, наверное жидкий углекислый газ или даже азот). 3 слоя холодильников в холодильниках. Тут вагоном не обойтись - целый завод за собой возить по раскаленным дорогам придется, чтобы на жидком водороде ездить.
Поинтересуйтесь немного вопросами хладотехники - 2-3 часа увлекательного чтения, и основы (очень полезные в повседневной жизни) будете знать. Для справки вам: самые, на сегодняшний день, эффективные системы охлаждения на вывод из охлождаемого объема 1 квтч затрачивают 0.5 квтч энергии. Это так, чтобы немножко оптимизм сбить.
Насколько я слышал, жидкий водород при атмосферном давлении пока получали только в лабораторных количествах. Это очень сложно и дорого! Это ведь даже не гелий, который при примерно тойже Т кипения по крайней мере не взрывоопасное вещество. И не азот, который легко держать в сосудах Муара.

Вы пишете, что Вы не специалист. Я - тоже. Но не до такой же степени не знать технических деталей проблемы!?

Return to “Наука и Жизнь”