Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Водородное отопление признали тупиком
Половина всего расхода энергии человечеством приходится на тепло, почти 50% из этого количества уходит на отопление и нагрев воды в домах. На электричество — всего 19%. Из этого ясно, что вопрос отопления даже важнее электроэнергетики, а без отказа от ископаемых топлив здесь зеленый переход невозможен. Однако, как показывает новая научная работа, водород в этой роли — лишь несбыточная мечта.
В журнале Joule вышел обзор 32 научных работ, посвященных возможности перевода отопления на водород, которую в ряде западных стран считают ключевым компонентом зеленого перехода. Исследование — впервые для этой области — не включило в свое рассмотрение работы, профинансированные теми или иными компаниями, финансово заинтересованными в массовом переходе на водород. В итоге автор обзора Ян Рознау (Jan Rosenow) пришел к довольно интересным выводам.
Как он отмечает, практически каждая независимая (в смысле источников финансирования) работа в этой области указывает, что водородное отопление дороже не только уже существующих котельных, но и таких, казалось бы, более дорогих путей решения проблемы отопления, как тепловые насосы (инверторные кондиционеры, работающие на отопление) и солярно-термальное отопление (при нем солнечные лучи нагревают теплоноситель на крыше домов, а тот уже греет воду отопительного контура). Этот вывод уже трудно назвать ожидаемым, поскольку в норме последние два метода отопления в пару раз дороже, чем котельные.
Вопрос о получении тепла — ключевое препятствие на пути перехода к углероднейтральной экономике. Дело не только в том, что на получение тепла человечество тратит в два с половиной раза больше энергии, чем на получение электричества. Не менее важно и то, что нужда в тепле зимой многократно выше, чем летом, даже с учетом того, что промышленность, потребляющая чуть больше половины тепла, почти не снижает его потребление и летом. В итоге та же Британия зимой потребляет вчетверо больше энергии в единицу времени, чем в теплые месяцы.
Решить этот вопрос без сжигания топлива сложно. В теории можно топить тепловыми насосами, питающимися электричеством. Но в этом случае зимнее потребление электричества будет выше летнего в два-три раза (в случае обычной, а не суровой зимы). Электроэнергетика, которая летом работает на треть мощности, будет долго простаивать невостребованной, что резко повысит цены на вырабатываемое ею электричество. Многим хотелось бы обойтись без таких последствий.
«Для политиков, принимающих решения, водород для отопления видится привлекательным. Кажется, что легко просто заменить метан на водород, отчего для домохозяйств ничего не изменится. Но в реальности потребуются существенные технические изменения — включая трубы в домах, и все это будет стоить людям немало денег», — отметил Ян Рознау.
Кроме того, добавляет автор, сегодня почти весь водород получают из ископаемых топлив, что делает его не углероднейтральным. Получение водорода из «зеленого» электричества (от ВЭС и СЭС) пока кратно дороже, чем из метана. Критической проблемой тут остается малая энергоэффективность: электролиз имеет КПД всего 80%, типичный газовый котел — 85%, отчего итоговый КПД водородного отопления не выше 70%.
Тепловые насосы, питающиеся от электричества, хотя теряют 5-10% энергии на сопротивление в ЛЭП, обычно получают три-четыре киловатт-часа тепла на один киловатт-час электроэнергии (разница гасится за счет поглощения тепла из наружного зимнего воздуха). То есть их итоговые затраты электричества — пока температура выше нуля — в три и более раза ниже, чем у водородного отопления.
Рознау не выступает против водорода в целом. Он отмечает, что тот может быть полезен для «обезуглероживания» промышленности. Та потребляет несколько больше тепла, чем жилые и коммерческие здания, причем в основном это тепло высокопотенциальное, с температурами во многие сотни градусов. Никакие тепловые насосы не могут дать такого, и тут альтернативы зеленому водороду нет (по крайней мере, в рамках принятых на Западе подходов, фактически, конечно, они есть, но для западных стран сегодня недоступны). Но вот в секторе домохозяйств, подчеркивает он, этот газ не только повысит их издержки, но и заставит увеличить трату природных ресурсов, подняв общее энергопотребление.
Хотя Рознау корректно изложил ряд проблем водорода (случайным образом совпав с частью тезисов вот этого материала Naked Science), он не остановился на недостатках тепловых насосов, делающих и их успех в качестве заместителя природного газа довольно сомнительным. Дело в том, что при минус пяти градусах и ниже на один киловатт-час электроэнергии тепловой насос дает примерно один киловатт-час тепловой энергии: охлаждать уличный воздух для нагрева помещения при такой температуре становится довольно трудно.
Поэтому на практике пиковое зимнее энергопотребление в стране, целиком перешедшей на тепловые насосы, в наиболее морозные зимние дни будет в четыре-пять раз выше, чем летом. То есть подобное отопление будет вынуждено опираться на огромные мощности электростанций — кратно больше существующих, — которые будут простаивать почти весь год, включаясь лишь в самые морозные дни. Очевидно, что стоимость подобного решения для общества будет большой. Поэтому ранее другие авторы не раз отмечали: переход на тепловые насосы также резко повысит стоимость отопления.
Между тем цена отопления — и так довольно больное место для целого ряда современных обществ. Например, в Великобритании еще до ценового шока 2022 года в результате холодов умирают 60,5 тысячи человек в год, примерно 0,1% всего населения ежегодно. Достоверно установлено, что в помещении, где хуже топят, среднее кровяное давление у человека растет. Причем оно больше связано с зимней температурой внутри помещения, чем на улице.
В итоге систематического роста такого давления повышается вероятность смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, которые и выступают главным фактором холодовой смертности. Кратный рост стоимости отопления неизбежно приведет к снижению температур в домах жителей западных стран со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Существует несколько гипотез о том, как на самом деле древние египтяне строили свои пирамиды. Если о способах возведения монументальных сооружений и инструментах, которые использовали строители, более-менее известно, то о методах доставки блоков и их установки мнения разнятся. Команда французских архитекторов и египтологов изучила ландшафт вокруг самой древней из сохранившихся египетских пирамид — Джосера — и рассказала, как египтяне могли доставлять и поднимать камни для ее строительства.
В прошлом ИИ-системы выполняли определенный набор задач, а при появлении новых их нужно было переобучать. На это уходили дополнительные финансовые и вычислительные ресурсы. Открытие лаборатории исследований искусственного интеллекта T-Bank AI Research и Института AIRI меняет ситуацию. Ученые первыми в мире создали модель в области контекстного обучения (In-Context Learning), которая на нескольких примерах сама может учиться новым действиям.
Современные млекопитающие небольшого размера вроде крыс и других грызунов быстро созревают, спариваются, чтобы оставить потомство, и довольно скоро умирают. Однако так было не всегда. Анализ окаменелых останков вымерших млекопитающих под названием Krusatodon kirtlingtonensis показал, что эти мышеподобные существа жили дольше и взрослели медленнее, чем близкие к ним современные потомки.
Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.
Человек множеством способов загрязняет природу вокруг себя, преимущественно воду. В Мировой океан попадают как отходы с производств, так и тонны пластикового мусора. Все это способно отравлять жизнь морских животных, особенно редких вроде акул. Одним из малоизученных токсичных источников можно назвать наркотики, в частности кокаин. Случайное употребление этого вещества акулами раньше только предполагали, но теперь бразильские биологи нашли прямые доказательства.
На сегодня удалось подтвердить существование тысяч экзопланет, но лишь около 25 из них получилось запечатлеть напрямую. Причем из них лишь шесть объектов старше 100 миллионов лет. И вот, наконец, ученые смогли сделать снимок взрослой экзопланеты.
Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.
Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.
Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.
Что никак не повлияет на выводы текста, вот вообще. Отчего там и не упомянуто.Влияют на общий КПД системы, при добавлении водорода КПД дополнительно растет за счет бОльшего объема конденсации. Вы же просто подтягиваете цифры к нужному выводу. Остальной комментарий и выводы основаны на дешевизне натурального газа, делающей не рентабельными мероприятия по утеплению, что является основой.
Условия для подключения магистрального газа, напротив, выполнить гораздо легче. См. процент газификации в России и количество ее граждан, которых можно отопить по предлагаемой вами схеме. Различие во много раз.
У нас уровень газификации 72%+, а негазифицированные зоны в значительной степени на вечной мерзлоте, где скважины вообще невозможны (кстати, это 2/3 страны). Что, в общем-то, закрывает тему для массового потребителя.2/3 страны, только бОльшая часть населения живет в европейской части с совершенно "европейской" плотностью, а города типа Красноярска умирают в угольном смоге. И у нас в Ростовской и в Подмосковье и в Краснодарском крае (это где бываю часто) полным полно небольших населенных пунктов без газа, плюс новые коттеджные поселки и тп, да и в "газифицированных", где труба идет "по меже" подключение к газу, даже после всех правительственных программ и обременения ГП на подводку "бесплатно" трубы улетает в сотни тысяч рублей, можете в местном горгазе узнать стоимость ТУ и работ от забора в дом, рзводки газовых труб в доме, требований к котельной и тп. Если уж мне не верите то на том же форумхаус сотни тем с подробными раскладами кто и как куда тянул газ и сколько это стоит. Если же Вы говорите о Европе, еще в доковидные времена в той же Латвии подключаться к газу никакого смысла не имело, если уже есть то пусть будет, но новый коттедж с большой вероятностью ТН. Про многоквартирные дома не знаю, нет знакомых, наверное там газ.
Еще раз, раз вы не поняли с первого раза: добавлять туда водород массово никто не будет, потому что такой водород, с учетом любых изменений в КПД, все равно поднимет стоимость отопления, а не опустит ее.Пожалуй упрекну Вас в подмене понятий, как я уже писал ранее Вам, стоимость отопления снижается мероприятиями по утеплению (снижению потерь) и этот процесс идет. В той же Германии полно алюминиевых окон, без всяких стеклопакетов, просто алюминиевая рама и в ней одно стекло, зимой на них иней. Буквально несколько лет назад в гостинице где я жил в Мюнхене их меняли на совершенно современные окна в течении пары дней. Друзья так же рассказывают о утеплении домов, ремонт фасада совмещают с утеплением. Просто они там тормоза и все делают жутко медленно, но делают. Если цель снижение выбросов со2 и снижение зависимости от импортируемого ископаемого топлива, то нужно просто снизить его потребление за счет снижения потерь, а снизив их можно при той же стоимости топиться водородом или каким другим хайтеком. В РФ не рентабельно покупать хороший газовый котел, даже конвекционный, с КПД 90+, широким диапазоном модулирования горелки и прочими фуськами - дорого, сложно, ломается и прочие прелести. Уж не говорю про конденсатники, у нас лучше всего чего попроще да подешевле и разницу процентов в 30 в расходе газа никогда не отбить ценой. В Европе с более дорогими ресурсами уже давным давно выгодно сменить старый, но даже работающий конвекционный котел на конденсационный.
Что никак не повлияет на выводы текста, вот вообще. Отчего там и не упомянуто.Влияют на общий КПД системы, при добавлении водорода КПД дополнительно растет за счет бОльшего объема конденсации. Вы же просто подтягиваете цифры к нужному выводу. Остальной комментарий и выводы основаны на дешевизне натурального газа, делающей не рентабельными мероприятия по утеплению, что является основой.
Условия для подключения магистрального газа, напротив, выполнить гораздо легче. См. процент газификации в России и количество ее граждан, которых можно отопить по предлагаемой вами схеме. Различие во много раз.
У нас уровень газификации 72%+, а негазифицированные зоны в значительной степени на вечной мерзлоте, где скважины вообще невозможны (кстати, это 2/3 страны). Что, в общем-то, закрывает тему для массового потребителя.2/3 страны, только бОльшая часть населения живет в европейской части с совершенно "европейской" плотностью, а города типа Красноярска умирают в угольном смоге. И у нас в Ростовской и в Подмосковье и в Краснодарском крае (это где бываю часто) полным полно небольших населенных пунктов без газа, плюс новые коттеджные поселки и тп, да и в "газифицированных", где труба идет "по меже" подключение к газу, даже после всех правительственных программ и обременения ГП на подводку "бесплатно" трубы улетает в сотни тысяч рублей, можете в местном горгазе узнать стоимость ТУ и работ от забора в дом, рзводки газовых труб в доме, требований к котельной и тп. Если уж мне не верите то на том же форумхаус сотни тем с подробными раскладами кто и как куда тянул газ и сколько это стоит. Если же Вы говорите о Европе, еще в доковидные времена в той же Латвии подключаться к газу никакого смысла не имело, если уже есть то пусть будет, но новый коттедж с большой вероятностью ТН. Про многоквартирные дома не знаю, нет знакомых, наверное там газ.
Еще раз, раз вы не поняли с первого раза: добавлять туда водород массово никто не будет, потому что такой водород, с учетом любых изменений в КПД, все равно поднимет стоимость отопления, а не опустит ее.Пожалуй упрекну Вас в подмене понятий, как я уже писал ранее Вам, стоимость отопления снижается мероприятиями по утеплению (снижению потерь) и этот процесс идет. В той же Германии полно алюминиевых окон, без всяких стеклопакетов, просто алюминиевая рама и в ней одно стекло, зимой на них иней. Буквально несколько лет назад в гостинице где я жил в Мюнхене их меняли на совершенно современные окна в течении пары дней. Друзья так же рассказывают о утеплении домов, ремонт фасада совмещают с утеплением. Просто они там тормоза и все делают жутко медленно, но делают. Если цель снижение выбросов со2 и снижение зависимости от импортируемого ископаемого топлива, то нужно просто снизить его потребление за счет снижения потерь, а снизив их можно при той же стоимости топиться водородом или каким другим хайтеком. В РФ не рентабельно покупать хороший газовый котел, даже конвекционный, с КПД 90+, широким диапазоном модулирования горелки и прочими фуськами - дорого, сложно, ломается и прочие прелести. Уж не говорю про конденсатники, у нас лучше всего чего попроще да подешевле и разницу процентов в 30 в расходе газа никогда не отбить ценой. В Европе с более дорогими ресурсами уже давным давно выгодно сменить старый, но даже работающий конвекционный котел на конденсационный.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
ПонятноИз-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
ПонятноНаши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноМы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
ПонятноМы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Комментарии