Пока водородный транспорт был в застое, росла популярность электромобилей. Транспорт в крупных развитых городах все чаще становится электрическим, чтобы уменьшить выбросы углерода и снизить нагрузку на окружающую среду. Европейские столицы соревнуются друг с другом в экологичности, да и Москва обзавелась электробусами, закупив более 500 единиц из 2000 запланированных. В Норвегии электромобили опередили аналоги по продажам. Но такой транспорт имеет и недостатки: у электромобилей очень маленький пробег после зарядки, которая может занимать больше десяти часов в обычном режиме «от розетки» и больше часа на специализированной заправке.
В большинстве регионов России с ее огромными расстояниями это неприемлемо, поскольку инфраструктуры для подзарядки можно не найти на протяжении сотен, а то и тысяч километров. Водородный автомобиль, благодаря большей удельной энергоемкости топливного элемента, может на одной заправке проехать 600–1000 километров реальных дорог, а заправляется он за 4–5 минут. Поэтому в области водородных технологий, которые переживают новый расцвет, наша страна может выйти в лидеры. Есть и еще одна проблема с электромобилями — возгорания огромных батарей. В среднем для того чтобы потушить один современный электромобиль, нужно до 11 пожарных расчетов, а поскольку в ячейках некоторых литий-ионных аккумуляторов выделяется кислород, их потушить в принципе невозможно.
«Это безопаснее других видов топлива, это наше завтра»
Почему же водородом и взрывами заинтересовались в строительном вузе? «Одно из важнейших направлений наших исследований — взрывобезопасность строительства, — поясняет ректор МГСУ Павел Акимов. — Мы изучаем безопасность в области строительства при всех возможных видах воздействий на здания. В нашем научно-техническом комплексе трудятся более 700 человек, 300 из них — инженерно-технические работники». В лабораториях с уникальным оборудованием инженеры изучают взрывобезопасность разных материалов и создают огнестойкие конструкции. «Транспорт в динамическом движении, инфраструктура, которая их питает, — это строительные конструкции, и при их неправильном проектировании возникают серьезные последствия», — предупреждает профессор МГСУ Сергей Цариченко.
На заправках, особенно с новым типом топлива, эти параметры играют решающую роль. В общественном сознании водород с кислородом превращается в гремучую смесь (ее так и называют — гремучим газом), которая действительно воспламеняется от малейшей искры. Но разве не то же самое происходит со смесью пропана и бутана или бензином? Катастрофы на заправках, взрывы бензовозов часто случаются со всеми видами топлива, но только водород окружен огромным количеством страшилок. Он ассоциируется и с водородной бомбой, и с терпевшими крушение дирижаблями. Но во всех этих случаях газ признали без вины виноватым: в термоядерном оружии на самом деле используется другой изотоп, дейтерий, да еще и в соединении с литием, а дирижабль, давший максимальное количество жертв, и вовсе был наполнен гелием. Шансы же выжить при аварии самолета гораздо ниже, чем при падении дирижабля.
Для понимания, почему так происходит, нужно учитывать свойства этих веществ. Поскольку водород легкий и текучий, он поднимается вверх со скоростью 20 м/с и быстро рассеивается в атмосфере (более подробно о сравнении безопасности разных видов топлива можно прочитать в научной статье).
«Пропан тяжелее воздуха (молярная масса — 44 против 29), он будет скапливаться внизу, поэтому вероятность взрыва будет выше. У водорода вдвое выше скорость детонации, но взрыв проходит не так разрушительно — после него почти ничего не загорается», — рассказал заместитель руководителя Центра компетенций НТИ Алексей Паевский. Более того, при горении водорода продуктом будет… вода, а не угарный газ, углекислый газ или ядовитые вещества.
В доказательство своих слов ученые из Центра компетенций НТИ и МГСУ продемонстрировали взрывы стехиометрической смеси водорода с кислородом, пропан-бутановой смеси и бензино-паровоздушной смеси. Для изучения последствий взрыва важна не только вероятность самого взрыва, но и его характеристики: скорость ударной волны, количество выделяемого тепла. Журналисты наблюдали за процессом с почтительного расстояния. «Мы за несколько дней до вас все уже взорвали, проверили», — приободряет Алексей Паевский.
Водородно-кислородная смесь при детонации издавала высокий звук из-за большой скорости ударной волны, но вспышка огня была слабой и практически сразу погасла. Пропан-бутановая смесь горела сильнее, но ярче, и дольше всего полыхал бензин.
