Энциклопедия энергетики

Бирюзовый водород — это водород (H), полученный методом пиролиза, то есть термического разложения метана (CH4) в плазме без доступа кислорода. На данный момент технология находится на этапе научных исследований и опытного производства, так что бирюзовый водород можно назвать самым новым в «палитре» водорода.

Побочный продукт производства бирюзового водорода — сажа, или твердый углерод, который не попадает в атмосферу, а может быть утилизирован либо использован в промышленности (например, в сталелитейном производстве). По сравнению с электролизом воды производство водорода таким путем дешевле из-за того, что расходуется в 2,5 раза меньше электроэнергии.

Голубой водород — это водород (H), полученный путем паровой конверсии метана (CH4) — переработки природного газа в присутствии водяного пара. Ископаемое топливо, содержащее метан, вступает в реакцию с паром, в результате чего образуются водород и побочные продукты.

Иногда такой газ носит название «синий водород». В «палитре» также есть зеленый водород, серый водород и другие. Цветное название газа зависит от экологичности способа его производства.

Цветовая классификация водорода (H) отражает особенности разных методов его производства. Согласно ей бывает водород голубой, серый, зеленый, бирюзовый и желтый (он же оранжевый водород).

Как и зеленый водород, желтый получают путем электролиза воды (H2O). Процесс состоит в том, что кислород и водород образуются под действием постоянного электрического тока разложением воды. При этом в случае с желтым водородом используется энергия, произведенная на атомной электростанции.

Водород (H) находит применение в энергетике. Другого элемента, более распространенного во Вселенной, нет, однако в свободной форме водород встречается на Земле крайне редко, поэтому сначала его нужно изготовить. Для производства водорода существует несколько способов, и в зависимости от экологичности того, как получают газ, принята неофициальная цветовая классификация: зеленый водород, серый водород, желтый водород и другие.

Зеленый водород — это наиболее экологически чистый водород. Его можно получить путем электролиза воды (H2O): под действием постоянного электрического тока вода разлагается на кислород и водород. При этом для получения электричества используется ресурс возобновляемых источников энергии — ветра, солнечного света, движения воды. Поэтому производство зеленого водорода идет при отсутствии выбросов углекислого газа (CO2) в атмосферу и негативного влияния на окружающую среду.

Метан (CH4) — простейший углеводород, третий по распространенности газ во Вселенной (после водорода и гелия) и один из парниковых газов в атмосфере Земли. Иногда его называют болотным: один из его природных источников — водно-болотные угодья. Итальянский ученый Алессандро Вольта впервые обнаружил этот газ на болотах в 1776 году.

Природный газ содержит 70–99% метана, попутный нефтяной — 19–92%. Метан растворен в нефти и подземных водах, заключен в залежах метангидратов — «горючего льда» — на дне морей и в районах вечной мерзлоты. Он есть и на других планетах Солнечной системы — Марсе, Юпитере, Уране, Нептуне, Сатурне и его спутниках Титане и Энцеладе. Ученые высказывают разные версии образования метана на других небесных телах: в одних случаях это объясняют геохимическими и термохимическими процессами, в других — биологической активностью.

Нефтеперерабатывающий завод (НПЗ) — предприятие, на котором нефть перерабатывается в нефтепродукты (бензин, керосин, мазут, дизельное топливо, смазочные масла, битум, гудрон) и сырье для нефтехимии. НПЗ выпускают десятки, иногда около сотни и более наименований продукции. Самые маленькие НПЗ перерабатывают по 1,5 миллиона тонн нефти в год, а крупнейшие в России — свыше 20 миллионов тонн.

Нефть поступает на НПЗ по магистральным нефтепроводам, по железной дороге в вагонах-цистернах или в нефтяных танкерах.

Попутный нефтяной газ (ПНГ) — это смесь газообразных углеводородов, растворенных в нефти или залегающих в виде шапки над нефтяной залежью. Количество зависит от условий залегания и места добычи — одна тонна нефти может содержать от одного-двух кубометров ПНГ до нескольких тысяч. Попутный газ отделяют от нефти, чтобы она соответствовала стандартам, но и газ представляет собой ценное сырье для химической промышленности и энергетики.

В состав ПНГ входят легкие углеводороды: метан и этан, пропан, бутан и изобутан. В зависимости от месторождения, попутный газ может содержать неуглеводородные компоненты: сероводород, водяные пары, углекислый газ, азот, гелий.

Водород, H — самый распространенный химический элемент во Вселенной. В чистом виде это бесцветный газ, который можно использовать для выработки электроэнергии. На Земле почти весь водород находится в химических соединениях: в воде, природном газе и других углеводородах. Из них водород извлекают разными способами, в зависимости от которых он обретает «цвет».

Различают серый водород, зеленый водород, голубой водород и другие виды. Цветом водорода в данном случае условно характеризуют экологичность технологии его производства.

Тепловая электростанция (ТЭС) — это станция, которая вырабатывает электричество за счет тепла, полученного из угля, газа, мазута или другого топлива.

ТЭС — электростанция, где химическая энергия топлива сначала превращается в тепловую, а затем — в электрическую. Обычно на таких станциях используют ископаемое топливо: природный газ, уголь или мазут. Упрощенно ТЭС можно сравнить с огромным чайником: тепло нагревает воду, пар приводит в движение турбину, а та — генератор. В отличие от солнечных и ветровых станций ТЭС не зависит напрямую от погоды и может работать круглосуточно. В России тепловые станции дают больше половины всей электроэнергии.

Энергетические ресурсы — это источники разных видов энергии, которые человек может использовать в быту, электроэнергетике и промышленности. Они делятся на невозобновляемые и возобновляемые.

Невозобновляемые энергетические ресурсы — это все виды ископаемого топлива: каменный уголь, нефть, природный газ и другие. Их запасов в природе много, но они исчерпаемы. Невозобновляемым считается и ядерное топливо, несмотря на большие запасы и возможность повторного использования в реакторах, поскольку технология замкнутого цикла переработки ядерного топлива еще в процессе создания. При этом сама ядерная энергия считается возобновляемой.

Энергетический переход (энергопереход) — это изменение структуры энергопотребления, переход от преимущественного использования одних видов топлива к другим.

Выделяют четыре энергоперехода.