ISSN:
2181-3906
2023
International scientific journal
«MODERN SCIENCE АND RESEARCH»
VOLUME 2 / ISSUE 11 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1022
ВОДОРОД КАК АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ТОПЛИВО В
УЗБЕКИСТАНЕ
Курбанова Севара Бахтиëровна
Шарафутдинова Нозима Пулатовна
Набиева Малика Абдукодировна
Филиал РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина в г.Ташкент.
https://doi.org/10.5281/zenodo.10252402
Аннотация.
В данной статье определяется возможность применения водородного
топлива как альтернативного экологического топлива с помощью методов исследования
таких как сравнительный анализ, синтез. Проводится сравнительный анализ водородного
топлива и других горючих (бензина, дизельного топлива), а также отражается
информация о преимуществах и недостатках топлива на водороде. Также в научной
работе подробно был проведен анализ проектов и соглашений о производстве и реализации
водородного топлива в Узбекистане.
Ключевые слова:
Водородное топливо, водородная энергетика, водород, топливо,
энергия.
HYDROGEN AS AN ALTERNATIVE ENVIRONMENTAL FUEL IN
UZBEKISTAN
Abstract.
This thesis provides a comparative analysis of hydrogen fuel and other
combustibles (gasoline, diesel fuel) in Uzbekistan, and also reflects information about the
advantages and disadvantages of hydrogen fuel. A detailed analysis was made of projects and
agreements on the production and sale of hydrogen fuel in Uzbekistan. The purpose of the study:
to determine the possibility of using hydrogen fuel as an alternative environmental fuel; research
methods: comparative analysis, synthesis.
Keywords:
Hydrogen fuel, hydrogen energy, hydrogen, fuel, energy.
В условиях необходимости сокращения зависимости от традиционных источников
энергии и их истощаемости, развитие альтернативных методов получения топлива, в
частности водородного топлива, является актуальной задачей, которая способствует
укреплению экономической и экологической безопасности государства, в связи с этим в
Узбекистане для обеспечения развития и применения данных методов получения топлива,
в особенности водорода, было принято Постановление Президента Республики Узбекистан
от 09.04.2021 г. № ПП -5063 «О мерах по развитию возобновляемой и водородной
энергетики Республики Узбекистан» . По проведенным в Республике Узбекистан
исследованиям с учетом местных условий водород – практически единственное
экологически чистое топливо не только для автотранспорта, но и других энергообъектов
[1].
Методы исследования: сравнительный анализ, синтез. В данной работе были
изучены свойства водорода, был проведен анализ экономических и экологических аспектов
использования водородного топлива, таких как сравнение стоимости производства и оценка
экологических выгод.
ISSN:
2181-3906
2023
International scientific journal
«MODERN SCIENCE АND RESEARCH»
VOLUME 2 / ISSUE 11 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1023
Водородное топливо является объектом повышенного интереса в связи с его
потенциалом как экологически чистого и эффективного источника энергии. Одним из
особенных свойств водорода является его высокая энергетическая эффективность. Водород
сжигается с высокой степенью полноты, что означает, что практически вся энергия,
выделяемая при его сгорании, может быть использована для преобразования в
механическую или электрическую энергию. В сравнении с традиционными видами
топлива, такими как бензин или дизель, водород обладает более высоким теплотворным
эффективным значением. Водородные топливные элементы могут быть эффективной
альтернативой для автомобилей с внутренним сгоранием, поскольку они не только
обеспечивают более чистые выбросы, но и имеют большую энергетическую плотность, что
означает, что они могут обеспечить большей запас хода по сравнению с традиционными
аккумуляторами.
Водород является практически идеальным источником энергии и экологически
приемлемым топливом, с удельной теплотой сгорания в три раза выше, чем у нефти, однако
основной причиной увеличения внимания в мире на водородную энергетику является
меньшее количество выбросов парниковых газов в атмосферу по сравнению с
традиционными источниками энергии. С точки зрения экологии, водородное топливо
выгодно, поскольку при его сгорании не выделяются парниковые газы и другие вредные
выбросы, что снижает негативное воздействие на окружающую среду.
Анализ экологического фактора влияния водородного топлива основывается на
нескольких ключевых аспектах, включая выбросы загрязняющих веществ, эффективность
использования энергии и устойчивость производства. Водородное топливо, когда оно
сгорает, производит только водяной пар и тепло. Поэтому, водородное топливо не создает
выбросов углекислого газа, метана или любых других вредных веществ, которые обычно
ассоциируются с традиционными источниками энергии, такими как бензин и дизельное
топливо. Также стоит отметить, что производство водородного топлива может быть
сделано с использованием возобновляемых ресурсов, таких как солнечная и ветровая
энергия. Это означает, что водородное топливо может быть произведено без эмиссий
парниковых газов, что делает его более экологически устойчивым, чем традиционные
источники энергии. Статистические данные показывают, что внедрение водородного
топлива может значительно снизить выбросы парниковых газов и других загрязняющих
веществ.
Таблица 1. Локальные выбросы автомобиля при использовании водородной
установки и двигателя внутреннего сгорания
Источник: таблица сделана автором на основе анализа данных [3].
Установки
Выбросы СО, г/милю
Выбросы
NO
x,
г/милю
Бензиновый двигатель
внутреннего сгорания
7,553
0,704
Водородная энергетическая
установка
0,003
0,001
ISSN:
2181-3906
2023
International scientific journal
«MODERN SCIENCE АND RESEARCH»
VOLUME 2 / ISSUE 11 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1024
Исходя из таблицы 1, в которой представлена информация о локальных выбросах
одного автомобиля на водородной энергетической установке и на бензиновом двигателе
внутреннего сгорания, можно заметить значительное меньшее количество выбросов
парниковых газов в атмосферу при водородной установке 0,03 г/милю и 0,01 г/милю
выброса окиси углерода и NO
x
соответственно. Высокая удельная теплота сгорания также
является значительным преимуществом водородного топлива, в таблице 2 представлены
значения данного показателя у некоторых топлив.
Таблица 2 – Удельная теплота сгорания некоторых топлив, Дж/кг
Топливо
Удельная теплота
сгорания, Дж/кг
Природный газ
4,4
.
10
7
Бензин
4,6
.
10
7
Керосин
4,6
.
10
7
Водород
12,0
.
10
7
Источник: таблица сделана автором в MS Excel на основе [2]
Исходя из таблицы 2, удельная теплота сгорания у водородного топлива (12,0
.
10
7
Дж/кг) выше примерно в 2,5 раза по сравнению с остальными традиционными топливами,
например с природным газом и бензином, у которых удельная теплота сгорания равна 4,4
.
10
7
Дж/кг и 4,6. 10
7
Дж/кг соответственно.
Однако, несмотря на эти преимущества, есть и некоторые проблемы, связанные с
использованием водорода, такие как сложность его хранения и перевозки, высокая
стоимость производства и инфраструктуры, а также энергозатратность процессов
получения водорода. В отличие от традиционных источников топлив у водородного
топлива отсутствует природный источник из-за этого требуется большее количество затрат
на получение данного горючего.
Следующим недостатком является не совершенствование хранения водородного
топлива и его взрывоопасность. В экономическом аспекте использование водородного
топлива может быть довольно затратным из-за инфраструктурных изменений,
необходимых для производства, хранения и распределения водорода, а также из-за высокой
стоимости технологий, используемых для его получения.
Следует иметь ввиду, что водородное топливо имеет потенциал стать более
экономически выгодным в долгосрочной перспективе, так как его производство может быть
связано с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная или ветровая
энергия. Кроме того, исследования демонстрируют рост интереса к водородным
технологиям в различных отраслях, что может привести к увеличению производства и
использования водородного топлива в будущем. С учетом статистических данных, анализ
ISSN:
2181-3906
2023
International scientific journal
«MODERN SCIENCE АND RESEARCH»
VOLUME 2 / ISSUE 11 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1025
экономических аспектов также указывает на устойчивое снижение в последние годы
стоимости производства водородного топлива, что делает его более конкурентоспособным
по сравнению с традиционными источниками энергии. В долгосрочной перспективе это
может привести к снижению стоимости производства и использования водородного
топлива в различных отраслях экономики. Водородное топливо имеет потенциал стать
важным энергетическим ресурсом, и его влияние на экономику может быть значительным.
Вот несколько экономических аспектов влияния водородного топлива:
1. Внедрение водородной экономики потребует значительных инвестиций в
производство водорода, топливные станции, транспортное оборудование и другую
инфраструктуру. Это может создать рабочие места и стимулировать инвестиции в
различные сектора экономики.
2. Использование водородного топлива может уменьшить зависимость от
нефтепродуктов, что может сократить воздействие колебаний цен на нефть на экономику.
3. Водородные топливные элементы могут быть использованы в автомобилях с
нулевыми выбросами, что способствует развитию этого рынка и поддерживает
экологическую устойчивость.
4. Производство водорода и связанных технологий может стимулировать развитие
новых отраслей, как например технологии хранения и транспортировки водорода,
разработка топливных элементов и другие инновационные технологии.
5. Водородная экономика может привести к изменению геополитических отношений
и торговых связей в связи с новыми источниками и спросом на водород.
Учитывая новые методы получения топлива на водороде на основе электролиза с
солнечной энергией и подписанные соглашения с зарубежными компаниями «Air Products»,
«Acwa Power» и «Siemens Energy» по реализации проектов в Республике Узбекистан,
данный вид топлива может стать альтернативой другим видам традиционного горючего.
Стоит отметить, что в Узбекистане открыт Научно-исследовательский центр и лаборатория
для испытания технологий водородной энергетики, кроме этого, открылось новое
направление в Ташкентском государственном техническом университете «Водородная
энергетика и технологии», что также поможет в совершенствовании технологий в области
водородной энергетики.
Таким образом, изучив преимущества и недостатки водорода, было определено, что
данное топливо обладает значительно большой удельной теплотой сгорания по сравнению
с другими традиционными горючими (12,0
.
10
7
Дж/кг) и меньшим выбросом парниковых
газов, однако имеет недостатки в большей стоимости производства и является
взрывоопасным, тем самым приводит к трудностям в хранении водорода, суммируя
вышесказанное для использования водорода как альтернативы традиционным топливам в
Узбекистане нужно дальнейшее совершенствование и разработка технологий по
производству и хранению водорода.
ISSN:
2181-3906
2023
International scientific journal
«MODERN SCIENCE АND RESEARCH»
VOLUME 2 / ISSUE 11 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1026
REFERENCES
1.
Постановление Президента Республики Узбекистан от 09.04.2021 г. № ПП -5063
«О мерах по развитию возобновляемой и водородной энергетики Республики
Узбекистан» //Собрание законодательство РУЗ URL
2.
"Водородное топливо: производство, транспортировка и хранение" Рам Б. Гупта и
Айхан Демирбаш
3.
"Справочник по водородной энергетике" под редакцией С.А. Шерифа
4.
Кузнецов, Д. Плюсы и минусы водородного топлива Monster Auto, 2015.
[Электронный ресурс]. - URL: http://www.monsterauto.ru/techno/plyusy-i-mi-nusy-
vodorodnogo-topliva/ (дата обращения: 17.11.2017).
5.
Тарасов Б. П. Водородное аккумулирование электроэнергии из возобновляемых
источников // Сб. трудов шестой всероссийской конференции с международным
участием «Топливные элементы и энергоустановки на их основе». - Черноголовка,
2019. С 43-45.
