Начнем с основ — водородная экономика основывается на водороде как наиболее универсальном и экологически чистом энергоносителе, связывающем электроэнергетику, теплоэнергетику и транспортный сектор.
На особые свойства водорода как топлива обратили внимание еще в середине прошлого века — его теплота сгорания в несколько раз больше, чем у природного газа, бензина или дизельного топлива той же массы, и при этом не образуется никаких выбросов, кроме водяного пара. Однако, в то время масштабного перехода на водород не случилось — виной всему дороговизна электролиза (разделение воды на кислород и водород). Но по словам Министерства энергетики США сегодня картина мира выглядит совсем иначе:
«В основе водородной экономики лежит использование электричества из возобновляемых источников, таких как солнечная энергия, энергия ветра и гидроэлектроэнергия, для разделения воды на кислород и водород — процесс, называемый электролизом. Этот «зеленый водород» может затем использоваться в топливных элементах, а топливные элементы — в транспортных средствах или даже для питания энергосистемы. Лучше всего то, что выхлопные газы, образующиеся в водородных топливных элементах, — это вода, которая в один прекрасный день может быть возвращена и снова использована для электролиза.»
Есть много причин сомневаться в водородной экономике, и многие называют концепцию скорее глупостью, чем топливом, но давайте предположим, что у человечества получилось в избытке генерировать электроэнергию на солнечных и ветряных электростанциях, и теперь электролиз не является дорогостоящим процессом. В таком случае возникает новая проблема — хранение и транспортировка водорода.
Однако у команды Международного института прикладного системного анализа есть очень интересная идея как убить нескольких зайцев одним выстрелом: использование Высотного струйного течения для поддержки дирижабля и воздушной перевозки грузов и водорода на воздушном шаре. Они предлагают построить гигантские дирижабли, чтобы заменить океанские суда.
Дирижабли будут заполнены большим количеством водорода, чтобы перевозить много грузов, и будут дрейфовать по всему миру на высоте от 10 до 20 км, используя подъемную силу Высотного струйного течения.
Когда придет время спускаться, дирижаблям нужно будет потерять некоторую подъемную силу — либо выпуская часть водорода, либо сжимая его. Но поскольку тонна водорода, соединяясь с кислородом, образует девять тонн воды, исследователи считают более целесообразным терять высоту, создавая воду и сбрасывая ее там, где это необходимо. Поэтому в следующий раз, когда в Джорджии будет засуха, вместо того, чтобы молиться о дожде, губернатор может просто заказать дирижабль.
Когда наш гигантский воздушный шар, наполненный водородом, достигает пункта назначения и разгружает свой груз, весь оставшийся водород (около 80 процентов), также будет выгружен, а затем закачан в Тойоты или любые другие транспортные средства, работающие на нем. Облегченный дирижабль может затем вернуться домой для следующего рейса.
На самом деле, идея просто гениальная; Вы получаете ценное использование безуглеродного транспорта при непиковой мощности, снег в Джорджии и перевозимый водород. Ведущий исследователь Джулиан Хант резюмирует:
«Дирижабли использовались в прошлом и предоставляли большие услуги обществу. В связи с текущими потребностями, дирижабли должны быть пересмотрены и возвращены в небо. Наша статья предоставляет результаты и аргументы в пользу этого. Развитие индустрии дирижаблей позволит сократить расходы на быструю доставку грузов, особенно в регионы, удаленные от побережья. Возможность транспортировать водород без необходимости его разжижения уменьшит затраты на развитие устойчивой и основанной на водороде экономики, что в конечном итоге повысит возможность создания 100% возобновляемого мира.»
Конечно же, не обошлось и без скептиков водородной энергетики, например, Илон Маск (хотя, конечно, у него конфликт интересов: литий-ионные батареи Tesla — прямой конкурент технологии power-to-gas). Он указывает на опасность обращения с водородом при его хранении: утечки почти невозможно определить, и есть вероятность образования взрывоопасной смеси. Можно ли эффективно и дешево решить эти проблемы на фоне развития конкурирующих технологий, и способны ли в этом помочь дирижабли, покажет время.