试驾宝马和氢：第一部分
当巨大的飞机接近新泽西附近的着陆点时，即将到来的风暴的咆哮仍然在天空中回荡。 6年1937月97日，兴登堡飞艇进行了该季节的首次飞行，载有XNUMX名乘客。
几天后，一个装满氢气的巨大气球将飞回美因河畔法兰克福。 渴望看到英国国王乔治六世的加冕礼的美国公民早已保留了航班上的所有座位，但命运决定这些乘客永远不要登上这架飞机巨人。
飞艇降落准备工作完成后不久，其指挥官罗森达尔就注意到了它船体上的火焰，几秒钟后，巨大的球体变成了一根不祥的飞木，又过了半个半小时，地面上只剩下可怜巴巴的金属碎片。分钟。 这个故事最令人惊讶的事情之一是一个令人心动的事实，即燃烧的飞艇上的许多乘客最终得以幸存。
费迪南德·冯·齐柏林伯爵（Count Ferdinand von Zeppelin）梦想着在1917世纪末乘坐比空气更轻的飞机飞行，勾勒出轻型充气汽油机的示意图，并启动其实际实施项目。 齐柏林飞艇的寿命足够长，以至于他的创造逐渐进入人们的生活，并于1923年去世，即在他的国家第一次世界大战失败前不久，凡尔赛条约禁止使用他的船。 齐柏林飞艇被遗忘了很多年，但是随着希特勒的上台，一切都以令人头晕的速度再次改变。 齐柏林飞艇的新任负责人Hugo Eckner博士坚信，飞艇的设计需要进行许多重大的技术变革，其中主要的一项是用氦气替代易燃和危险的氢气。 然而不幸的是，根据129年国会通过的一项特殊法律，美国当时是这种战略性原材料的唯一生产国，无法将氦气出售给德国。 这就是为什么新船最终命名为LZ XNUMX的原因。
一个巨大的，由轻铝合金制成的新气球的构造长度将近300米，直径约为45米。 这架巨型飞机相当于泰坦尼克号，由四台16缸柴油发动机提供动力，每台发动机功率为1300 hp。 希特勒自然不会错过将“兴登堡”变成纳粹德国生动形象的宣传标志的机会，并尽一切可能加快其开采的步伐。 结果，“壮观”的飞艇已经在1936年进行了定期的跨大西洋飞行。
在 1937 年的首飞中，新泽西着陆点挤满了兴奋的观众、热情的遭遇者、亲属和记者，其中许多人等了好几个小时才等到风暴平息。 甚至收音机也报道了一个有趣的事件。 不知何时，焦急的期待被说话者的沉默打断了，片刻后，歇斯底里的喊道：“一个巨大的火球从天而降！ 没有人活着…… 船突然亮了起来，瞬间就像是燃烧着的巨大火把。 一些惊慌失措的乘客开始从缆车上跳下，以躲避这恐怖的大火，但百米的高度却对他们来说是致命的。 最终，等待飞艇靠近陆地的乘客只有少数生还，但很多人都被严重烧伤。 不知何时，这艘船经受不住熊熊大火的破坏，船头数千升的压载水开始涌入地下。 兴登堡迅速倾斜，燃烧的尾部坠入地面，并在 34 秒内完全摧毁。 这一幕的震撼，让聚集在地上的人群都为之一震。 当时，坠机的官方原因被认为是打雷，导致氢气着火，但近年来，德国和美国的一位专家断然认为，兴登堡号的悲剧发生在多次风雨无阻的情况下，是灾难的起因。 在对档案录像进行了大量观察后，他们得出结论，起火是由于飞艇外壳上覆盖了可燃油漆。 德国飞艇起火是人类历史上最险恶的灾难之一，对于许多人来说，对这一可怕事件的记忆仍然非常痛苦。 即使在今天，提到“飞艇”和“氢气”这两个词也会让人想起新泽西州的火热地狱，尽管如果适当地“驯化”，自然界中最轻和最丰富的气体可能非常有用，尽管它具有危险的特性。 根据大量现代科学家的说法，真正的氢时代仍在进行中，尽管与此同时，科学界的另一大部分人对这种极端乐观的表现持怀疑态度。 在支持第一个假说的乐观主义者中，也是氢能理念最坚定的支持者中，当然少不了来自宝马的巴伐利亚人。 这家德国汽车公司可能最了解氢经济道路上不可避免的挑战，最重要的是，它克服了从碳氢化合物燃料向氢燃料过渡的困难。
野心
使用一种与燃料储备一样环保且取之不尽的燃料的想法，对于处于能源斗争中的人类来说，听起来就像是魔法。 今天，不止一两个“氢能协会”，其使命是促进对轻气的积极态度，并不断组织会议、座谈会和展览。 例如，轮胎公司米其林正在大力投资组织日益流行的米其林必比登挑战赛，这是一个专注于可持续燃料和汽车用氢的全球论坛。
然而，在这样的论坛上发表的演讲所散发出的乐观情绪仍然不足以让美好的氢能田园诗付诸实践，进入氢能经济在文明发展的这个技术阶段是一个无限复杂和不切实际的事件。
但是，近来，人类一直在努力使用越来越多的替代能源，即氢可以成为存储太阳能，风能，水和生物质能并将其转化为化学能的重要桥梁。 ... 简单来说，这意味着这些自然资源产生的电能不能大量存储，而是可以通过将水分解成氧气和氢气来产生氢气。
听起来很奇怪，一些石油公司是该计划的主要支持者之一，其中最一致的是英国石油巨头英国石油公司，它在该领域进行重大投资有特定的投资策略。 当然，氢气也可以从不可再生的碳氢化合物来源中提取，但在这种情况下，人类必须寻找一种解决方案来解决储存这一过程中获得的二氧化碳的问题。 氢气生产、储存和运输的技术问题是可以解决的，这是不争的事实——在实践中，这种气体已经大量生产，并用作化学和石化工业的原料。 然而，在这些情况下，氢气的高成本并不是致命的，因为它“融入”了它参与合成的产品的高成本。
然而，使用轻质气体作为能源的问题要复杂一些。 长期以来，科学家们一直在绞尽脑汁寻找一种可能的燃料油战略替代品，目前一致认为氢是最环保、能源充足的能源。 只有他满足了平稳过渡到改变当前现状的所有必要条件。 所有这些好处的基础是一个简单但非常重要的事实——氢的提取和使用围绕着水的复合和分解的自然循环……如果人类改进使用太阳能、风和水等自然资源的生产方法，就可以生产氢并无限量使用，不排放任何有害排放物。 作为一种可再生能源，氢长期以来一直是北美、欧洲和日本各种项目的重要研究成果。 后者反过来又是一系列旨在建立完整的氢基础设施的联合项目工作的一部分，包括生产、储存、运输和分配。 这些发展往往伴随着大量的政府补贴，并以国际协议为基础。 例如，2003年XNUMX月签署了国际氢能经济伙伴关系协定，其中包括澳大利亚、巴西、加拿大、中国、法国、德国、冰岛、印度、意大利和日本等世界上最大的工业化国家。 、挪威、韩国、俄罗斯、英国、美国和欧盟委员会。 这项国际合作的目的是“组织、激发和团结各种组织在通往氢时代的道路上的努力，并支持氢生产、储存和分配技术的创造。”
在汽车行业使用这种环保燃料的可能途径有两个。 其中之一是被称为“燃料电池”的设备，其中氢与空气中的氧气的化学结合释放电能，第二个是在传统内燃机的气缸中使用液态氢作为燃料的技术的开发. 第二个方向在心理上更贴近消费者和车企，宝马是其最亮眼的支持者。
制造业
目前，全世界生产的纯氢气超过 600 亿立方米。 其生产的主要原材料是天然气，天然气是在一种被称为“重整”的过程中进行加工的。 少量的氢气通过其他工艺回收，例如氯化合物的电解、重油的部分氧化、煤气化、煤热解生产焦炭和汽油重整。 世界上大约一半的氢气生产用于合成氨（用作化肥生产的原料）、炼油和甲醇合成。 这些生产计划对环境造成了不同程度的负担，不幸的是，它们都没有提供对当前能源现状有意义的替代方案——首先，因为它们使用不可再生资源，其次，因为这种生产会释放不需要的物质，例如碳二氧化硫，这是罪魁祸首。 温室效应。 由欧盟和德国政府资助的研究人员最近提出了一个解决这个问题的有趣建议，他们创造了一种所谓的“封存”技术，将天然气制氢过程中产生的二氧化碳泵入旧的枯竭田地。 石油、天然气或煤炭。 然而，这个过程并不容易实施，因为油田和气田都不是地壳中真正的空腔，而通常是多孔的砂质结构。
未来最有前途的制氢方法仍然是通过电分解水，这在小学就已为人所知。 原理非常简单——对浸入水浴中的两个电极施加电压，带正电的氢离子进入负极，带负电的氧离子进入正极。 在实践中，水的这种电化学分解主要有几种方法——“碱性电解”、“膜电解”、“高压电解”和“高温电解”。
如果简单的除法算术不干扰为此目的所需的电能来源这一极其重要的问题，一切都将是完美的。 事实是，目前，它的生产不可避免地会排放有害的副产品，其数量和类型因生产方式而异，最重要的是，电力生产是一个低效且非常昂贵的过程。
当前只有在使用自然能源，尤其是太阳能来产生分解水所需的电能时，才有可能打破恶性循环并关闭清洁能源的循环。 解决这个问题无疑将需要大量的时间，金钱和精力，但是在世界许多地方，以这种方式发电已经成为事实。
例如，宝马在太阳能发电厂的创建和开发中发挥了积极作用。 该发电厂建在巴伐利亚小镇 Neuburg，使用光伏电池产生能产生氢气的能量。 该公司的工程师说，使用太阳能加热水的系统特别有趣，由此产生的蒸汽为发电机提供动力——这种太阳能发电厂已经在加利福尼亚州的莫哈韦沙漠运行，可产生 354 兆瓦的电力。 风力发电也变得越来越重要，美国、德国、荷兰、比利时和爱尔兰等国家沿海的风电场在经济中发挥着越来越重要的作用。 世界各地也有从生物质中提取氢气的公司。
储存场所
氢气可以气相和液相形式大量存储。 这些储罐中最大的储氢罐（其中氢气处于相对较低的压力）被称为“煤气表”。 中型和小型储罐适合于在30 bar的压力下存储氢气，而最小的特殊储罐（由特种钢或碳纤维增强的复合材料制成的昂贵设备）可保持400 bar的恒定压力。
氢气也可以在每单位体积 -253°C 的液相中储存，所含能量是储存在 0 巴时的 1,78 倍——要在每单位体积的液化氢中获得等量的能量，必须将气体压缩到 700 巴。 正是由于冷却氢的能源效率更高，宝马与德国制冷公司林德合作，后者开发了用于液化和储存氢的现代低温设备。 科学家们还提供了其他但不太适用的氢储存替代方案，例如，在特殊金属粉中以金属氢化物的形式在压力下储存等。
运输
在化工厂和炼油厂集中的地区，已经建立了氢气传输网络。 通常，该技术类似于天然气的运输，但并非总是可以使用后者以满足氢气的需求。 然而，即使在上个世纪，欧洲城市中的许多房屋还是被一条轻煤气管道点燃的，该管道含有高达50％的氢气，并被用作第一台固定式内燃机的燃料。 当今的技术水平还允许通过现有的低温油轮进行液化氢的跨大陆运输，类似于天然气。 当前，科学家和工程师在创造用于液化氢和液化氢的适当技术领域中最大的希望和努力。 从这个意义上讲，正是这些船，低温铁路储罐和卡车可以成为未来氢气运输的基础。 2004年XNUMX月，由宝马和斯太尔共同开发的首个液化氢加气站在慕尼黑机场附近开业。 在它的帮助下，液化氢罐的注油是全自动进行的，无需参与，也不会给汽车驾驶员带来风险。
