ОБЛАСТИ УПРАВЛЯЕМОГО ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА.
ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА - ПОСТОЯННОЕ РЕШЕНИЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ В МИРЕ.
Ископаемые виды топлива (то есть нефть, природный газ и уголь), которые сегодня удовлетворяют большую часть мировых потребностей в энергии, быстро истощаются и будут исчерпаны через десятилетия или несколько сотен лет. Кроме того, продукты их сгорания вызывают глобальные проблемы, такие как парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди и загрязнение окружающей среды, которые представляют большую опасность для окружающей среды и, в конечном итоге, для всей жизни на нашей планете.
Решением данной проблемы - управляемый термоядерный синтез водорода энергетическая система, которая преодолела бы все эти проблемы и стала бы постоянным решением проблемы энергоснабжения мира на миллиарды лет.
Водород - очень эффективное и чистое топливо. При его сжигании не образуются сероводородные газы, химические вещества, разрушающие озоновый слой, а также практически отсутствуют компоненты кислотных дождей и загрязнение окружающей среды. Водород, получаемый в основном в результате электролиза с помощью энергии термоядерного синтеза, привел бы к созданию постоянной энергетической системы, которую нам никогда не пришлось бы менять. Однако существуют и другие энергетические системы, предлагаемые для постнефтегазовой эры, такие как водородная энергетическая система ядерного деления, солнечная или система использования синтетического ископаемого топлива. В водородной энергетической системе ядерного деления, водород, получаемый в результате электролиза с помощью энергии ядерного деления, также использовался бы в долгосрочной энергетической системе, которая будет работать сотни или тысячи лет.
Надлежащая утилизация ядерных отходов по-прежнему является большой проблемой, которую трудно решить. Четыре возможные энергетические системы для перехода от ископаемого топлива к современной системе использования ископаемого топлива с учетом ущерба окружающей среде и эффективности использования. Управляемый термоядерный синтез - это водородная энергетическая система, обеспечивающая устойчивое будущее.
Водород считается идеальным энергоносителем в обозримом будущем. Он может быть получен из воды с использованием различных источников энергии, таких как солнечная, ядерная и ископаемая, и может быть преобразован в полезные формы энергии эффективно и безвредного воздействия на окружающую среду. Единственным побочным продуктом является вода или водяной пар (если для сжигания водорода в пламени используется воздух, образуется небольшое количество NOx). Когда энергия ядерного деления, солнечная энергия - в ее прямой и/или косвенной формах или энергия управляемого термоядерного синтеза - используется для получения водорода из воды, как в первичные и вторичные виды энергии становятся возобновляемыми и экологически совместимыми, что приводит к созданию почти идеальной, чистой и постоянной энергетической системы - водородной энергетической системы с расщеплением ядерного топлива, Солнечной водородной энергетической системы или водородной энергетической системы с управляемым термоядерным синтезом.
Водород может быть использован в любых областях применения, в которых сегодня используются ископаемые виды топлива, за исключением случаев, когда углерод особенно необходим. Водород может использоваться в качестве топлива в печах, двигателях внутреннего сгорания, турбинах и реактивных двигателях, даже более эффективно, чем ископаемое топливо, то есть уголь, нефть и природный газ. Автомобили, автобусы, поезда, корабли,подводные лодки, самолеты и ракеты могут работать на водороде. Водород также может быть преобразован непосредственно в электроэнергию с помощью топливных элементов или в различных областях применения на транспорте и в стационарной энергетике. Металлогидридные технологии находят широкое применение в холодильной технике, кондиционировании воздуха, хранении и очистке водорода. При сжигании водорода с кислородом образуется чистый водяной пар, который находит широкое применение в промышленных процессах и отоплении помещений. Более того, водород является важным промышленным газом и сырьем для многих отраслей промышленности, таких как компьютерная, металлургическая, химическая и фармацевтическая, производство удобрений и пищевая промышленность. Водородный энергетический цикл представлен на рис. 1.
Запасы ископаемого топлива, особенно нефти и природного газа, ограничены. Известные запасы нефти и природного газа составляют около 8000 Эдж, чего при текущем уровне потребления хватило бы на ближайшие 40 лет. Если принять во внимание экспоненциальный рост населения и спроса, то они продлятся всего около 25 лет. Даже если бы были добавлены предполагаемые дополнительные неразведанные ресурсы, это позволило бы удовлетворить энергетические потребности в жидком топливе еще только на 30 лет или около того. Запасы угля намного больше; известные запасы составляют около 20 000 ЭДЖ, но, по оценкам, в конечном итоге извлекаемые ресурсы составляют до 150 000 эдж. Это большое количество угля в конечном итоге может быть использовано для производства синтетического жидкого топлива, что позволит обществу продолжать использовать существующую энергетическую систему. Такая система называется системой уголь/синтетическое ископаемое топливо
Эта энергетическая система может прослужить несколько сотен лет. Однако это приведет к возникновению все более серьезных экологических проблем, которые не будут благоприятствовать глобальной экосистеме и жителям, а также истощат наши ресурсы для нефтехимического и химического производства. Поэтому человечеству необходимо срочно разработать замену этой системе энергоснабжения. Теперь у нас есть три варианта: водородная энергетическая система с ядерным расщеплением, солнечная водородная энергетическая система и водородная энергетическая система с управляемым термоядерным синтезом. Но что бы там ни говорили, водородная энергетическая система является основой всех проблем. Поэтому мы должны ускорить наши исследования и разработки в следующих областях:
(а) Газоводородный двигатель и двигатель на жидком водороде, особенно водородный реактивный двигатель.;
(b) Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER);
(c) Высокоэффективная система преобразования солнечной энергии;
(d) Газотурбинно-модульный гелиевый реактор (GT-MHR).
Из вышеперечисленных четырех областей исследований и разработок водородное топливо является лучшей заменой нефти и газу, которые, по прогнозам, будут исчерпаны через несколько десятилетий, поэтому область исследований и разработок (а) является наиболее актуальной проблемой. ИТЭР - это самый важный шаг на пути к нашей идеальной энергетической системе. Прямое использование солнечной энергии для выработки электроэнергии особенно необходимо в некоторых особых областях, и солнечная энергия также является полезным дополнением к нашей энергетической системе, поэтому область исследований и разработок также является важным вопросом.