JM Free Ebooks - шаблон joomla Форекс
Сешанбе, 13 Феврали 2018 04:49

Ҳидроген ҳомили ояндадори энергия

Муаллиф:

Яке аз омилҳои асосие, ки дараҷаи пешрафти ҷомеаро муайян мекунад, бо энергия таъмин будани он мебошад. Энергетикаи муосир сӯзишвориистифодабаранда буда, ба истифодаи маъданҳои табиӣ аз қабили нафт, газ, ангишт ва маҳсулоти коркарди онҳо,  ки захираашон дар замин ва сайёра беохир нест, асос ёфтааст. Аз ин сабаб ҷустуҷӯи манбаъҳои нави энергия ва дар асоси онҳо ба даст овардани сузишвории синтетикӣ тақозои замон мебошад. Бузургтарин сарчашмаи энергия Офтоб маҳсуб мегардад.

 Ҳидрогенро бо сабаби доштани захираҳои номаҳдуд, энергияи зиёд, қобилияти технологӣ ва тозагии экологии равандҳои табдилёбии энергия, ҳамчун ҳомили ояндадори энергия бояд баррасӣ намуд.

Имконияти  истеҳсоли васеъи ҳидроген ва истифодабарии минбаъдаи он ҳамчун ҳомили энергия,  сӯзишворӣ ва реагент пеш аз ҳама соҳаҳоеро, ки ба истеъмоли энергия, ба монанди нақлиёт, саноат, соҳаҳои маишиву коммуналӣ ва дигар соҳаҳои хоҷагии халқ алоқаманданд,  хеле пурсамар мегардонад.

Иқтисодиёт ва бехатарии энергетикии бисёри давлатҳои дунё аз таъминоти устувори  захираҳои нафту газ, ки аксарияти онҳо ба давлатҳои Шарқи Миёна ва Наздик, Авроосиё ва Амрикои Лотинӣ тааллуқ доранд, вобастагӣ дорад. 

Дар замони ҳозира 85% талаботи ҷаҳонии захираҳои энергетикӣ аз ҳисоби сӯзишвории маъданӣ, ки тамомшаванда ва барқарорнашаванда мебошанд, таъмин карда мешавад.  Ғайр аз ин,  афзоиши хориҷшавии газҳои парникӣ (гулхонаӣ) ба атмосфера ба иқлими сайёра таъсири бебозгашт мерасонад. 

Энергетикаи нав, алалхусус барои шаҳрҳои калон лозим аст, ки дар онҳо аз ҳаҷми умумии партовҳо то 90% партовҳоро нақлиёт ба вуҷуд меорад. Аз рӯи нишондодҳо то соли 2030 дар сайёра шумораи автомобилҳо ба 1,6 млрд мерасад. Бо назардошти дастури (директиваи) Иттиҳоди Аврупо доир ба 90 г/км маҳдуд кардани партовҳои гази карбон (СО2) барои нақлиёт, метавон тахмин кард, ки аз ҳисоби ин миқдор автомобилҳо ба атмосфера чӣ қадар гази карбон ва дигар газҳо хориҷ шуда метавонанд.

Гузаронидани нақлиёти автомобилӣ ва дастгоҳҳои электрикии саноатӣ ба истифодаи сӯзишвории тозаи экологӣ, вазъи экологии муҳити зистро, хусусан дар шаҳрҳои калон, қатъиян дигаргун мекунад.

Афзоиши босуръати талаботи нерӯи барқ ба сабаби зиёдшавии шумораи аҳолӣ ва болоравии истеъмоли миёнаи энергия аз тарафи онҳо, хусусан дар давлатҳое, ки дорои сатҳи пасти даромад мебошанд, метавонад ба бахши энергетика сарбории зиёд оварад.

Камшавии захираҳои нафту газ ба пастшавии ногузири истеҳсоли онҳо, ки дар навбати худ ба баста шудани ботадриҷи фаъолияти корхонаҳои саноати нафту газ ва озодшавии ҷойҳои зиёди кории мардум оварда мерасонад, боиси болоравии бекорӣ ва нооромиҳои иҷтимоӣ шуда метавонад.  

Рушди ҳамзамони энергетикаи ҳидрогенӣ бо роҳи таъсис додани саноате, ки бо истеҳсол, нигоҳдорӣ, интиқолдиҳӣ, истифодабарии ҳомилони ҳидрогенӣ ва истеҳсоли намудҳои гуногуни элементҳои сӯзишвориистифодабаранда алоқаманданд аст, метавонад муттахасисони аз кор озодшуда ва дигар табақаи аҳолиро бо кор таъмин гардонад ва бо ҳамин шиддатнокии иҷтимоиро паст намояд.     

Истеҳсол, коркард ва интиқоли канданиҳои сӯзишворӣ  рӯз ба рӯз гаронтар меафтад ва  барои таъмини  бахши энергетика ҳиссаи афзояндаи меҳнат ва сармоягузорӣ харҷ мешавад. Алҳол энергетикаи ҳидрогенӣ аз манбаҳои анъанавӣ гаронтаранд, вале аз рӯи пешбиниҳо дар оянда он дар қиёс бо гаронтаршавии канданиҳои сӯзишвории табиӣ босуръат арзон мегардад.

Дастовардҳои илмию техникии асри ХХ, яъне ихтироот, корҳои илмӣ ва технологияҳои нав имкон медиҳанд, ки сӯзишвории ҳидрогенӣ ба андозаи зарурӣ  ба даст оварда шавад ва элементҳои сӯзишвори истифодабарандаи  конструксияҳо ва модификатсияҳои гуногун истифода шаванд. 

Яке аз мақсадҳои асосии ҷорӣ намудани энергетикаи ҳидрогенӣ ин коҳиш додани партови газҳои парникӣ мебошад.  Истифодабарии чунин манбаъҳои барқароршавандаи энергия, ба монанди нерӯгоҳи обӣ, нерӯгоҳи маддӣ (приливные), нерӯгоҳи офтобӣ, нерӯгоҳи бодӣ ва нерӯгоҳи геотермалӣ имкон медиҳанд, ки ба воситаи электролизи об ҳидроген истеҳсол карда шавад. 

Истеҳсоли ҳидроген ба воситаи электролизи об пештар низ истифода  мегардид. Ин усул истифодаи саноатии худро дар бахши озуқаворӣ ва дигар соҳаҳо, ки дар онҳо миқдори муътадили ҳидроген зарур аст, пайдо кардааст. 

Дар айни замон дар тамоми ҷаҳон миқдори зиёди дастгоҳҳо ва корхонаҳои истеҳсоли ҳидроген бо электролизи об аз ҳисоби энергияи электрикии аз неругоҳи обӣ гирифташуда, фаъолият мекунанд. Имрӯзҳо ин роҳи нисбатан коркардашуда ва камхарҷи истеҳсоли ҳидроген ба ҳисоб меравад ва дар кишварҳое, ки канданиҳои сӯзишвории кам ва захираҳои бои гидроэнергетикӣ доранд (ба монанди Норвегия ва Япония), васеъ истифода мешавад. Андозаи имконпазири истеҳсоли ҳидроген дар ин сурат бо иқтидори гидроэнергетикии дарёҳо муайян карда мешавад.

Агар аксарияти мутлақи корхонаҳои истеҳсоли аммиак ҳидрогенро, ки на бо роҳи электролизи об, балки аз канданиҳои карбогидриддор (нафт, газ), истифода баранд, пас корхонаҳои озуқавориву дорусозӣ усули электролитиро васеъ истифода мебаранд, зеро он имкон медиҳад ки ҳидрогени тозаи дараҷаи баланд - 99.99% ба даст оварада шавад.    

Барои як қатор вазифаҳои мушаххас мувофиқатии «электролизер-элементи сӯзишвориистифодабаранда», ки усули беҳтарини захиракунии энергия аст, муҳим мебошад. Дар оянда истифодаи электролизёрҳо дар пойгоҳҳои гази ҳидрогенӣ, барои пур кардани воситаҳои нақлиёти бо элементҳои сӯзишвориистифодабаранда коркунанда муҳим аст. 

Электролиз назар ба усулҳои дигари ба даст овардани ҳидроген як қатор афзалиятҳоро дорост, аз ҷумла: тозагии баланди ҳидроген то 99,99%; соддагӣ ва пайвастагии раванди технологӣ, имконияти худкоргардонӣ, набудани қисмҳои ҳаракаткунанда дар электролизёр; ба даст овардани маводҳои муҳим – оксиген ва оби вазнин; мавҷудияти миқдори номаҳдуди ашёи хоми арзон – об;  мӯҳлати дарози истифодабарии электролизёрҳо; имконияти афзоиши тавоноии дастгоҳҳо бо доираи васеъи самаранокии истеҳсоли ҳидроген аз як литр то садҳо метри муккааб ҳидроген дар як соат.

Саҳми асосиро дар арзиши ҳидрогени электролизӣ ки ба 70-90% баробар аст, хароҷоти ба энергияи электрикӣ вобаста ташкил медиҳад. Арзиши истеҳсоли ҳидроген ба манбаи энергияи электрикии барои ҷудокунии об истифодашаванда вобаста буда, то 3-6 маротиба назар ба  истеҳсолкунии ҳидроген аз гази табиӣ зиёдтар мебошад. Барои ҷудокунии об ба ҳидроген ва оксиген энергияи зиёдтаре назар ба энергияе, ки ҳангоми сӯзиши ҳидроген ҷудо мешавад, лозим аст. Аммо чунин нақша дар ҳолатҳое, ки арзиши аслии энергияи электрикӣ кам буда, истифодабарии ҳидроген ҳаётан муҳим аст, комилан асоснок мебошад. Ҳамзамон дар мавриди мавҷуд будани энергияи электрикии арзон, ки дар нерӯгоҳи обӣ ё энергияи электрикии «барзиёд (зиёдатӣ)» дар вақти  шабона ё дар мавсими тобистон истеҳсол мешавад, метавонад ба истеҳсоли ҳидроген равона шавад ва истеҳсоли электролитии ҳидроген манфиатнок гардад. Аммо омили асосии муайянкунандаи рақобатпазирии электролизер на арзиш, балки самаранокӣ, яъне зариби кори фоиданоки он мебошад.

Тайи солҳои охир аз сабаби захираҳои калон ва тозагии экологӣ доштани офтоб,  ғояи (консепсияи) энергетикаи офтобии ҳидрогенӣ оммавӣ ва оқилона гардида истодааст, ки он ба табдилдиҳии энергияи офтоб ба энергияи химиявӣ дар натиҷаи ҷудошавии об асос ёфта, тамоми афзалияти ҳидрогенро ҳамчун сӯзишвории синтетикӣ ва энергияи офтобро ҳамчун манбаи аввалаи энергия дарбар мегирад.

Дар бисёр кишварҳо миқдори энергияи офтобие, ки ба бомҳо ва деворҳои бино меафтад, аз истеъмоли энергияи солонаи сокинони ин хонаҳо зиёд аст. Истифодабарии нури офтоб ва гармии он яке аз усулҳои оддитарин ва  аз ҷиҳати экологӣ тозатарини истеҳсоли гармӣ ва энергияи электрикӣ аз тарафи сокинони сайёра мебошад.  Бо ёрии коллекторҳои офтобӣ хонаҳои зист ва биноҳои тиҷоратиро гарм ва онҳоро бо оби гарм таъмин кардан мумкин аст. 

Ҳангоми истифодаи манбаъҳои барқароршавандаи энергия барои тавлиди ҳидроген ба воситаи электролизи об, аввал энергияи электрикиро (аз батареяҳои офтобӣ, генератори бодӣ, биомасса ё манбаи геотермалӣ) истеҳсол намуда, сипас онро дар дастгоҳҳои электролизӣ барои истеҳсол кардани ҳидроген аз об истифода мебаранд.

Нерӯгоҳҳои фотоэлектрикии офтобӣ ҷоришавии кафолатноки энергияро бевосита дар ҷои истеъмоли он таъмин мекунанд ва дар ин ҳолат пардохт барои сӯзишворӣ ва интиқоли он, ки арзишаш рӯз то рӯз зиёд мегардад, вуҷуд надорад. Технологияи истеҳсоли табдилдиҳакҳои офтобӣ ва электрохимиявӣ бо суръати баланд вусъат меёбад ва арзиши онҳо сол то сол паст мегардад.  Бинобар ин нерӯгоҳҳои офтобӣ ва шамолӣ бо захиракунаки энергияи ҳидрогенӣ дурнамои хуб доранд.

Миқдори энергияи офтобие, ки ба замин меояд, аз захираҳои ҷаҳонии нафт, газ, ангишт ва дигар захираҳои энергетикӣ якчанд маротиба зиёдтар аст. Истифодабарии танҳо 0.0125% энергияи Офтоб талаботи имрӯзаи ҷаҳонро ба энергетика ва истифодабарии 0.5% энергияи офтоб бошад, талаботи энергетикии аҳолии ҷаҳонро дар оянда ба пуррагӣ таъмин карда метавонад[1].

Аммо миқдори энергияи офтобие, ки ба сатҳи замин меояд, аз ҳолати  атмосфера, давомнокии рӯзи офтобӣ, вақти рӯз ва мавсими сол вобастагӣ дорад. Падидаи асосии атмосферӣ, ки муайянкунандаи миқдори  радиатсияи офтобии то ба сатҳи замин расанда мебошад ин абр аст. Дар ҳар нуқтаи Замин радиатсияи офтобие, ки ба сатҳи Замин меояд, бо зиёдшавии абрнокӣ паст мегардад.

Камшавии шиддатнокии энергияи офтобӣ дар мавсими тирамоҳу зимистон истифодабарии мавсимии дастгоҳҳои офтобии энергия- истеҳсолкунандаро кам мекунад. Бо роҳи ҷудокунии об ба ҳидроген ва оксиген бо истифодабарии энергияи Офтоб ва шамол мушкилии мавсимии захиракунии энергияи офтобӣ ва шамолиро, ки аҳамияти муҳими илмӣ ва амалӣ дорад, метавон ҳаллу фасл намуд.

Системаҳои ҳидрогении захиракунии энергия барои баланд бардоштани самаранокии истифодабарии манбаъҳои анъанавӣ ва барқароршавандаи энергия, барои мувофиқкунии нобаробарии реҷаи истеҳсол ва истеъмоли энергия, барои баробар намудани реҷаи шабонарӯзии истеъмолкунандагон дар шабакаҳои электрикии маишӣ ва саноатӣ, барои кам кардани сарбории экологӣ ба табиат лозим мебошанд.  Системаҳои ҳидрогении захиракунии энергия экологӣ ва бесадо буда, дорои имконоти зиёд ва зариби кори фоиданоки нисбатан баландро соҳиб мебошанд.

Самти асосии коркардҳои муосир доир ба истифодабарии ҳидроген дар бахши энергетика – генераторҳои электрохимиявӣ, яъне элементҳои сӯзишвори истифодабаранда, мебошанд.

Элементи сӯзишвори истифодабаранда – ин дастгоҳи электрохимиявии ба дастгоҳҳои галваникӣ монанд мебошад, вале бо он фарқ мекунад, ки моддаҳо барои реаксияи электрохимиявӣ аз берун дода мешаванд (бар хилофи ба миқдори энергияи маҳдуд, ки дар элементи галваникӣ ё аккумулятор захира шудаанд). Элементҳои сӯзишвори истифодабаранда ба мисли мошинҳои бо сӯзишвори коркунанда маҳдудияти зариби кори фоиданокро надоранд. Бинобар ин онҳо метавонанд зариби хеле баланди табдилёбии энергияи химиявӣ ба энергияи электрикиро дошта бошанд.  

Таваҷҷуҳи бештар ба элементҳои сӯзишвори истифодабаранда тавассути омилҳои зерин ба вуҷуд омадааст:

  • бад шудани вазъи экологӣ дар тамоми шаҳрҳои калони ҷаҳон дар натиҷаи якбора зиёд шудани парки автомобилӣ. Дар ин ҷо қайд кардан зарур аст, ки миқдори партовҳои хоси моддаҳои заҳролуд аз дастгоҳҳои энергетикӣ дар асоси элементҳои сӯзишвориистифодабаранда дар баробари беовоз фаъолият карданашон, аз партовҳои дастгоҳҳои энергетикии анъанавӣ то 1.5-2.5 дараҷа пасттар мебошад;
  • зарурати зиёдкунии мӯҳлати кори бафосилаи дастгоҳҳои электронии андозаашон хурд, ба монанди телефонҳои мобилӣ, компютерҳои дастӣ, таҷҳизоти маишии электронии андозааш хурд ва ғайра бо роҳи ивазкунии батареяҳои оддӣ ва аккумуляторҳо дар онҳо ба манбаъҳои таъминкунандаи энергияи ғунҷоишашон  нисбатан васеъ;
  • вобаста ба зариби баланди кори фоиданоки дастгоҳҳои энергетикӣ дар асоси элементҳои сӯзишвориистифодабаранда, ки аз 40 то 70%-ро ташкил медиҳад ва аз тавоноии муқарраршуда ва сарборӣ кам вобастагӣ дорад, дар ҳоле, ки зариби кори фоиданоки мошинҳои бо сӯзишворикоркунанда (муҳаррикҳои дарунсӯз, муҳаррикҳои дизелӣ ва ғайра) аз 40% зиёд намебошад.   

Элементҳои сӯзишвориистифодабаранда кайҳо ва бо муваффақият дар киштиҳои кайҳонӣ барои истеҳсоли энергия ва об барои кайҳоннавардон истифода мешаванд. Дар Ҷопон зиёда аз 30 сол мешавад, ки нерӯгоҳи бо элементи сӯзишвориистифодабарандаи тавоноиаш 4.5 МВт бо муваффақият кор мекунад.

Элементҳои сӯзишвориистифодабарандаи ишқорӣ бештар коркард шуда, дар шабақаҳои энергетикии мустақил (автономӣ) дар кайҳоннавардӣ, ва флоти ҳарбии баҳрӣ васеъ истифода бурда мешаванд.

Элементҳои сӯзишвориистифодабаранда бо пардаҳои (мембранаҳои) протонӣ ҳамчун электролит ба сабаби андозаи хурд ва истифодабарии қулай метавонанд дар дастгоҳҳои энергетикии андозаашон хурд ва миёна, аз ҷумла дар воситаҳои нақлиёте, ки бо ҳидроген кор мекунанд ва мӯҳлати хизмати онҳо 30 ҳазор соат аст, бо муваффақият истифода шаванд. 

Дар айни замон зариби кори фоиданок ЗКФ-и элементҳои сӯзишвориистифодабаранда, ки бо ҳидроген кор мекунанд, барои автомобилҳои сабукрав тақрибан 40%-ро дар муқоиса бо 25-30 фоизи муҳаррикҳои дарунсӯз, ки бо бензин кор мекунанд, ташкил медиҳад. Ҳангоми фаъолияти нопурра, системаҳо бо элементи сӯзишвориистифодабаранда нисбат ба фаъолияти пурра зариби кори фоиданоки баландтар доранд, ки ҳангоми истифодабарии онҳо дар воситаҳои нақлиёте, ки дар доираи шаҳр бо сарборӣ кор мекунанд, хеле зарур аст. Ғайр аз ин, автомобилҳо бо элементи сӯзишвориистифодабаранда, ки бо ҳидроген кор мекунанд, афканиши сифрии газҳои парникӣ ва ҳангоми ҳаракат дараҷаи пасти садоро доро мебошанд. Ҳамчунин ҳангоми мавҷудияти сӯзишвории иловагӣ воситаҳои наклиёти ҳидрогендор дар назди хона истода, метавонанд ҳамчун генератори энергияи электрикӣ  низ кор кунанд.

Дастгоҳҳои энергетикӣ дар асоси элементҳои сӯзишвориистифодабаранда метавонанд истеъмолкунандагони зеринро бо қувваи барқ, гармӣ ва оби нӯшокӣ таъмин созанд [2]: нақлиёти автомобилӣ (автобусҳо, автомобилҳои боркаши калон, самосвалҳо (худпартоҳо)); нақлиёти роҳи оҳан (маневрӣ, магистралӣ (шоҳроӣ)); нақлиёти обӣ (дарёӣ ва баҳрӣ); хоҷагии қишлоқ (деҳотҳо, коттеҷҳо, хоҷагиҳои парандапарварӣ ва чорводорӣ); манбаъҳои таъминкунандаи дастӣ (телефонҳои мобилӣ, компютерҳо, техникаи электронии маишӣ); хоҷагии коммуналӣ (хонаҳо ва маҳаллаҳои хурди шаҳрҳои калон, шаҳракҳои деҳмонанд ва шахрмонанд); шаҳракҳои вахтагӣ (газгар, нафтчӣ ва  геологҳо); дастгоҳҳои пармакунанда (рӯизаминӣ ва баҳрӣ); истеҳсолоти химиявӣ (бо маҳсулоти ҳидрогендоштаи ғайриасосӣ).

Барои истифодабарӣ дар нақлиёти автомобилӣ элементҳои сӯзишвориистифодабарандаи сахтполимерӣ хеле мутобиқанд. Ба ин навъ элементҳои сӯзишвориистифодбаранда заҳролудкунии (ифлоскунии) муҳити зист хос нест. Самаранокии баланди мусоидаткунандаи сарфаи сӯзишворӣ ва сатҳи пасти ҳарорати корӣ имкон медиҳад, ки система зуд ба кор даромада, реҷаи корӣ барояд. Элементҳои сӯзишвориистифодабарандаи сахтполимерӣ ҳатто ҳангоми суръати пасти ҳаракати автомобил, (40 км/соат), мӯҳлати хизмати то 50 ҳазор соатро доранд. Элементи сӯзишвориистифодабаранда метавонад тақрибан дар масофаи 2 млн. км муҳаррики автомобилро бо сӯзишворӣ таъмин намояд. Азбаски мӯҳлати хизмати элементи сӯзишвориистифодабаранда нисбат ба мӯҳлати хизматрасонии бордони автомобил хеле зиёд аст, он вақт элементҳои сӯзишвориистифодабаранда метавонанд барои насб дар автомобилҳои нав  боз истифода шаванд. 

Ширкати Ballard Power System-и Канада элементҳои сӯзишвориистифодабарандаро барои истифодабарӣ дар воситаҳои нақлиёт истеҳсол мекунад. Автобусҳое, ки бо элементи сӯзишвориистифодабарандаи ин ширкат кор мекунанд, ҳидрогени фишурдаро ба сифати сӯзишворӣ истифода мебаранд. Дар автобусҳо муҳаррикҳои иқтидорашон 275 қувваи асп, ки муҳити атрофро тамоман заҳролуд намесозанд, насб карда шудаанд. Автобусҳо нишондиҳандаҳои хеле хуб дошта, дар суръати ҳаракати максималӣ  95 км/соат дарозии то 580 км роҳро тай мекунанд [3].

 Ширкатҳои Daimler – Benz-и Олмон, авиагигантҳои Ford, Mazda ва General Motors миқдори маҳдуди автомобилҳои боркашро, ки дар асоси элементҳои сӯзишвориистифодабаранда фаъолият доранд, истеҳсол мекунанд. Намудҳои автобилҳои самаранок ба монанди EV 1-и ширкати General Motors метавонанд 180 км роҳро бо сарфаи 14 кВт.с энергияи электрикӣ тай кунанд, ки он аз 1 кг ҳидрогене, ки дар  гидриди массаи на кам аз 100 кг захира  шудааст,   метавонад истеҳсол шавад. Корпоратсияи Boeing пешгӯӣ кардааст, ки элементҳои сӯзишвориистифодабаранда дастгоҳҳои ёрирасони энергетикиро дар авиатсия  тадриҷан иваз хоҳанд кард. Институти тадқиқотии роҳи оҳани Ҷопон қатораро дар асоси элементҳои сӯзишвориистифодабарандаи ҳидрогенӣ санҷидааст, ки суръати то 120 км/соат дошта, то 300 км роҳро тай мекунад[2]

Дар Олмон киштиҳои зериобии навъи U-209 бо ду элементи сӯзишвориистифодабаранда истеҳсол мешаванд, ки ҳар яки онҳо бо тавоноии 120 кВт истеҳсоли Siemens AG буда, дар асоси ҳидроген кор мекунанд. Киштӣ тамоман бе овоз кор карда, дар қувваҳои мусаллаҳи Олмон истифода мешавад.

Аввалин истифодаи амалии элементҳои сӯзишвориистифодабаранда дар киштии кайҳонӣ рух додааст, ки талаботи асосӣ дар онҳо на арзиш, балки эътимоднокии техникӣ мебошад. Элементҳо дар асоси ҳидроген ва оксиген кор мекарданд, ки захираи онҳо аллакай дар киштии кайҳонӣ барои эҳтиёҷоти дигар вуҷуд дошт. Дар баромади элементҳои сӯзишвориистифодабаранда оби нӯшокие, ки барои кайҳонавардон хеле зарур аст, ҳосил мешуд. Фаъолияти бепартови элементҳои сӯзишвориистифодабаранда ҳангоми истифодабарии ин дастгоҳҳо чи дар олотҳои хурди зериобӣ ва чи дар киштиҳои зериобии калон хеле муфид мебошад.

Элементҳои сӯзишвориистифодабаранда тозагии баланди экологӣ доранд. Маводи хароҷотӣ барои элементҳои сӯзишвориистифодабаранда танҳо зарфҳои сӯзишворӣ ва маводи асосии реаксия - оби муқаррарӣ мебошад. Ивазкунии батареяҳо ва аккумуляторҳои имрӯза ба элементҳои сӯзишвориистифодабаранда имкон медиҳанд, ки ҳаҷми партовҳои дорои моддаҳои заҳролуд ва барои муҳити зист зарарноки дар батареяҳо ва аккумуляторҳо мавҷуда ва коркарди онҳо хеле кам карда шавад.

Элементҳои сӯзишвориистифодабаранда нисбат ба автомобилҳои бо сӯзишвории анъанавӣ коркунанда як қатор афзалиятҳо доранд, аз ҷумла[3]:

  • набудани овоз (садо) дар вақти кор;
  • набудани олудагии муҳити атроф;
  • имконияти баланд бардоштани иқтидор ва истеҳсоли васеъ ба туфайли сохтори модулии онҳо;
  • имконияти ҷойгиршавӣ ва истифодашавӣ дар минтақаҳои истиқоматии сераҳолӣ, ки сарфаи калони хатҳои интиқоли барқро медиҳад (набудани зарурати кашидани хатҳои интиқоли барқ);
  • имконияти истифодабарии гармии партофташуда бо мақсади таъминкунии гармӣ дар ҳолати ҷойгиршавии нерӯгоҳҳои барқӣ бо элементҳои сӯзишвориистифодабаранда дар ҷойҳои аҳолинишин;
  • имконияти тавлиди нерӯи барқ бо истифодаи ҳарорати баланди газҳое, ки аз баъзе намуди дастгоҳҳои энергетикӣ бо элементи сӯзишвориистифодабаранда хориҷ мешаванд;
  • андозаҳои хурд, яъне миниатурии  дастгоҳҳои энергетикӣ (таносуби хурди вазн ва ҳаҷми дастгоҳ ба иқтидори истеҳсолшаванда);
  • эътимоднокии баланд ва хароҷоти ками  истифодабарӣ.

  Соҳаҳои истифодабарӣ ва сохтори истеъмоли ҳидроген

То худи соли 1960-ум ҳидроген дар бисёр кишварҳо дар шакли гази маишӣ барои равшаннамоии кӯчаҳо ва инчунин барои эҳтиёҷоти  рӯзгор (пухтупаз, гармӣ ва чароғон кардани кӯчаҳо) истифода мешуд. 

Ҳидроген барқароркунандаи хуб буда, дар технологияи химиявӣ, филизкоркарди хокагӣ, мошинсозӣ ва микроэлектроника васеъ истифода бурда мешавад[4]. Дар байни  ҳамаи газҳои маъмул ҳидроген дорои гармигузаронии баландтарин, ки дар ҳарорати хона ва фишори атмосфера ба 0.182 Вт.м/К баробар аст, часпакии хеле паст (8.92·10-5Пас) ва гармихориҷкунии зиёд (120.7 МД/кг баробар  ба  33.5 кВт./кг. ё 3 кВт./м3  ҳидроген) мебошад. Часпакии пасти  ҳидроген имкон медиҳад, ки онро барои камкунии соиш дар қисмҳои ҳаракатноки турбогенераторҳои энергетикаи гармоӣ (ҳароратӣ) ва атомӣ самаранок истифода кунанд. Дар ҷадвали 1 гармоии сӯзиши намудҳои гуногуни сӯзишвориҳо оварда шудаанд[5].

Ҷадвали 1

Гармоии сӯзиши намудҳои гуногуни сӯзишвориҳо

     Сӯзишворӣ

Энергия, ккал./г

Ҳидроген

34.0

Нафт

10.3

Ангишт

7.8

Равғани беданҷир (касторовое масло)

9.1

Чӯб

4.2

 

Аз ҷадвали 1 бармеояд, ки ҳидрогенро метавон сӯзишвории оянда шумурд, зеро он сӯзишвории аз ҳама сабуки дорои энергияи зиёдтарин дар воҳиди масса мебошад. Гармии сӯзиши ҳидрогенро ба осонӣ ба энергияи химиявӣ, механикӣ ва электрикӣ бо зариби кори фоиданоки баланд метавон табдил дод. Зариби кори фоиданоки истифодабарии ҳидроген дар автомобилҳо 60%-ро ташкил медиҳад, дар мавриде, ки сӯзишвории бензинӣ 25%-ро ташкил медиҳад. 

Дар расми 1 (а, б) ва дар расми 2 сохтори коркард, истеъмол ва истифодабарии ҷаҳонии ҳидроген нишон дода шудааст[6].

Расми 1. Сохтори коркард (а) ва истифодабарии (б) ҷаҳонии ҳидроген.

Расми 2. Истифодабарии ҳидроген: 1 – истеҳсоли нуриҳои минералӣ;  2 –истеҳсоли кислотаи хлорид; 3 – ҳамчун сӯзишвории автомобилҳо; 4 – ҳамчун сӯзишворӣ дар муҳаррикҳои мушакҳо (ракета); 5 – ҳангоми кафшер ва буриши филизҳо (металл); 6 – ҳангоми ҳосил кардани филизҳои мушкилгудоз; 7 – барои гирифтани равғани сахт (маргарин); 8 – ҳангоми синтези спирти метилӣ ва дигар маҳсулотҳои органикӣ.

Аз расмҳо дида мешавад, ки истеъмолкунандагони фаъоли ҳидроген саноати химиявӣ ва коркарди нафт (95%) мебошанд. Ҳидроген дар  истеҳсоли нуриҳои минералӣ, истеҳсоли аммиак ва дар раванди сершумори синтези органикӣ (истеҳсоли метанол, кислотаи хлорид ва азот) реагенти муҳим мебошад. Дар коркарди нафт ҳидроген ҷои махсусро ишғол менамояд (ҳидрокрекинг, ҳидротозакунӣ). Истифодабарии он дараҷаи коркарди нафти хомро боло бардошта сифати маҳсулоти пастсифатро (сӯзишвории карбогидридӣ) баланд мебардорад[7]

Нисфи зиёди ҳидрогени истифодакардашудаи ҷаҳон то ба имруз ҳамчун ашёи хом истифода мешавад. Қисми дигар дар равандҳои техникӣ, ки бо иштироки ҳидроген (ҳидрогенизатсия, туршшавӣ ва ғайра) ҷорӣ мегарданд истифода мешавад. Таъсири туршшавии ҳидроген дар филизкоркарди хокагӣ, коркарди филизӣ, истеҳсоли шиша, ёқутҳои синтетикӣ, барои ҳосил кардани молибден, волфрам ва дигар филизҳо ҳангоми кафшери оксигенӣ–ҳидрогенӣ ва атомӣ-ҳидрогенӣ, буриши газӣ ва лаҳим кардан ба таври васеъ истифода бурда мешавад. Истифодаи ҳидроген дар микроэлектроника асосан ба истеҳсоли силитсий  бо роҳи барқароркунии SiСl4 алоқаманд аст[8].

Истеъмолкунандаи асосии ҳидроген ҳамчун сӯзишворӣ кайҳоннавардӣ мебошад. Мувофиқат дар элементҳои сӯзишвориистифодабаранда  «ҳидрогени моеъ (сӯзишворӣ) – оксигени моеъ (оксидкунанда)» ҷудокунии максималии энергияро ба воҳиди вазн таъмин месозад, ки ин омили муайянкунанда дар кайҳоннавардӣ мебошад.

Ҳидроген дар саноати хурокворӣ ҳангоми гидрогенизатсияи равғанҳои растании табиӣ, дар тиб (перекиси ҳидроген), дар метрология истифода бурда мешавад.

Ҳудудҳои васеи  афрӯзиши ҳидроген 4.7-74% (ҳаҷ.) дар муқобили 0.5-6.0% (ҳаҷ.) барои бензин онро барои муҳаррикҳои дарунсӯз сӯзишвории беҳтарин мекунад. Суръати сӯзиши омезиши ҳидрогени ҳавоӣ дар муҳаррик 3 маротиба зиёдтар, вале энергияи афрӯзиш 14 маротиба нисбат ба омезиши изооктани  ҳавоӣ камтар мебошад ва дар ин ҳолат зариби кори фоиданоки нисбатан баландтар ба даст меорад[9] [11-13].

 Чунин хусусиятҳои ҳидроген онро ҳатто ба сифати илова барои истифода дар муҳаррикҳои дарунсӯз фавқулодда самаранок мегардонад.

Муҳаррикҳои дарунсӯзи муосир бе тағйироти қатъии банду баст ва системаҳои афрӯзишӣ метавонанд ба муҳаррикҳои ҳидрогенӣ бо тавоноии хуруҷии хеле калон табдил дода шаванд. Илова бар ин муҳаррикҳои дарунсӯз бо сӯзишвории ҳидрогенӣ имкон медиҳанд афрӯзиш тавассути тафсондан ба ҷои афрӯзиши шарорадори гаронарзиш истифода бурда шавад. Сӯзишвории ҳидрогенӣ ба муҳаррик қабати карбонӣ ё сурбӣ намедиҳад. Маҳсулоти сӯзиши химиявӣ зараровар нестанд, аз ин ҷиҳат фарсудашавии муҳаррик ва истеъмоли равған ҳангоми амалиёт хеле кам мешавад. Париши ҳидроген (летучесть водорода) дар якҷоягӣ бо қобилияти афрӯзишии он имкон медиҳад, ки муҳаррик зуд ба ҳаракат дароварда шавад, ин бошад ҳидрогенро  ба сӯзишвории беҳамто дар шароитҳои сард, бахусус дар сардии қутбӣ (шимолӣ) табдил медиҳад.

Ба афзалиятҳои ҳидроген ҳамчун ивазкунандаи сӯзишвории минералӣ дар оянда инҳо дохил мешаванд[10]:

- дараҷаи паҳншавии васеъи об дар уқёнусҳо, ки барои гирифтани миқдори зарурии ҳидроген кофист;

- ифлоснашавии муҳити зист ҳангоми гирифтани энергия.   

Ҳангоми сӯхтани ҳидроген дар оксиген ихроҷҳои заҳролуд ғоибанд, вале ҳангоми сӯхтан дар ҳаво назар ба муҳаррикҳои дарунсӯз, ки бо бензин кор мекунанд, хеле каманд. Ғайр аз ин таҳқиқотҳои зиёд нишон доданд, ки ба туфайли фаъолияти физикию химиявии баланди ҳидроген 5-10%-и иловаи он ба бензин кифоя аст, ки заҳролудии газҳои ихроҷӣ то 75% ва сарфи сӯзишворӣ то 40% кам карда шавад.   Истифодаи ҳидроген яке аз камбудиҳои асосии муҳаррикҳои автомобилӣ, пастшавии якбораи зариби кори фоиданокро аз 30% то 10% дар сарбориҳо қисман дар шароити амалиёти шаҳрӣ бартараф мекунад. Илова намудани  10%-и ҳидроген ба бензин сарфаи сӯзишвориро то 30-40% дар сарбориҳои қисмӣ баланд мебардорад. Ин ба он вобаста аст, ки (тавре  дар боло нишон дода шуд) бузургии интиҳоии афрӯзиш барои ҳидроген фосилаи назар ба бензин васеътарро дорад.                                                             

- миқёси васеъи истеъмоли он дар саноат ҳамчун реагенти химиявӣ;

- қобилияти баланди гармидиҳӣ дар воҳиди масса, ки ба 120.7 МДҷ/кг баробар аст. Пуррагии сӯзиш дар саросари доираи таносуби сӯзишворӣ/оксидкунанда, ҳарорати баланди шӯъла ва зариби кори фоиданоки гармидиҳӣ, ки барои муҳаррикҳои дарунсӯз 30-50% нисбат ба кори он бо бензин баландтар аст[11];

- дурнамои истифодабарии манбаъҳои мустақили энергия бо элементҳои сӯзишвориистифодабаранда асос ёфта, ки дар онҳо  ҳидроген ҳамчун барқароркунанда истифода мешавад;

-  идорашавандагӣ. Дар ҳарорати муҳити атроф, реаксияи ҳидроген бо оксиген хеле оҳиста мегузарад. Бо ёрии катализатор суръати реаксияро дар доираи васеъ идора кардан мумкин аст.

То имрӯз ҳидроген дар бозори ҷаҳонӣ зиёда аз 150 млн т.-ро ташкил медиҳад, ки аз он 75 млн. т дар ИМА истеҳсол мешавад.  Истифодаи ҳидроген дар техникаҳои мушакӣ (ракетагӣ), масалан дар ракетаи РКК «Энергия», ки дар онҳо ҳидроген ҳамчун сӯзишворӣ дар муҳаррикҳои  ракетии моеъ  истифода бурда мешавад,  омӯхта шудааст[12].  

Роҳҳои зерини ояндадори истифодабарии ҳидроген мавҷуданд:

- сӯзишворӣ барои воситаҳои нақлиёти заминӣ ва баҳрӣ махсусан ҳангоми истифодаи элементҳои сӯзишвориистифодабарандаи пурсамар;

- сӯзишворӣ барои дастгоҳҳои калони парвози ҳавоӣ ва кайҳонӣ, ба туфайли баланд будани таносуб байни энергияи дохилӣ ва массаи ҳидроген ҳангоми ҳароратҳои криогенӣ;

- сӯзишворӣ барои истихроҷи гармӣ ва энергияи электрикии мутамарказ ва маҳалӣ;

- ҳомили энергия барои интиқоли энергия ба масофаҳои дур.

Тиҷоратикунонии техникаи ҳидрогенӣ, технология ва системаҳои энергетикии ҳидроген дар замони ҳозира дар ҷаҳони тараққиёфта, ки дар ҳалли бо муваффақияти технологияи муайян асос ёфтааст, метавонанд дохилшавии воқеии иқтисоди ҳидрогениро дар солҳои наздик дар ҳаёти кишварҳои пешрафта таъмин намоянд.

Илова бар ин, нигоҳдорӣ, интиқол ва истифодабарӣ ба миқдори зиёд бо як қатор мушкилиҳо алоқаманд аст. Масалан, ҳангоми истифодаи ҳидроген ҳамчун сӯзишвории синтетикӣ дар муҳаррикҳои дарунсӯз массаи он аз массаи балоне ки ҳидроген дар он ҷойгир аст, танҳо 1%-ро ташкил медиҳад. Ин мушкилиро тавассути истифодаи хӯлаи баъзе филизҳо, ки ҳаҷми калони ҳидрогенро бозгарданда мепайвандад, ҳалл мекунанд. Ҳамин тавр, қулаҳои лантан никелӣ ва  Fe –  титанӣ метавонанд то 100 ҳаҷми ҳидрогенро ба 1 ҳаҷми хӯла бозгарданда пайванданд[13].

 То имрӯз монеаи асосӣ барои истифодаи амалии ҳидроген ҳамчун сӯзишвории синтетикӣ арзиши баланди он мебошад.

Бо дарназардошти он ки ҳидроген ҳомили энергияи баландтехнологӣ мебошад ва омӯзиши он ба дастовардҳои пешрафтаи илмҳои бунёдӣ ва таҷрибавӣ асос ёфтааст, ин барои пешрафти васеъи илмию техникӣ шароит фароҳам меоварад ва мамлакатҳоеро, ки дар барпокунии технологияи ҳидрогенӣ иштирок мекунанд, ба қатори кишварҳои тараққикарда ворид мекунад.

Дар айни замон зарурати дигаргунии қатъии сиёсати энергетикӣ дар самти кам кардани истеъмоли ҳомилҳои энергетикии карбогидридӣ – нафт, гази табиӣ ва ангишт вазифаи хеле муҳим буда, чи манфиатҳои умумибашарӣ (иқлим ва муҳити зист) ва чи манфиатҳои иқтисодӣ ва сиёсии кишварҳои воридгари сӯзишвории карбогидридиро дар бар мегирад. Барои ҳалли ин мушкилот бояд ба коркард ва ҷорӣ намудани технологияҳои сарфаи энергия ва дигаргуниҳои сохторӣ дар соҳаи энергетика диққати афзалиятнок дода шавад, ки ба баланд бардоштани ҳиссаи истеҳсоли энергия  дар асоси захираҳои энергетикии барқароршаванда равона шудаанд ва вобаста бо ин, ба кам кардани партови CO2 ба атмосфера алоқаманданд. Роҳи асосии тағйирдиҳии инфрасохтори энергетикӣ дар самти дилхоҳ ин амаликунии системаҳои энергетикии ҳидрогенӣ мебошад.   

 Имконияти истеҳсоли ҳидроген ва  дурнамои истифодаи

он дар Тоҷикистон

 Ҷумҳурии Тоҷикистон дорои захираҳои бойи обӣ мебошад. Тақрибан 133 000 км2  қитъаҳои кӯҳии Тоҷикистон аккумулятори об дар шакли пиряхҳо ва барфтӯдаҳо мебошанд. Ҳаҷми миёнаи солонаи оби дарёҳо дар ҳавзаи баҳри Арал 115.6 км3-ро ташкил медиҳад, ки аз онҳо ба ҳисоби миёна 64.0 км3 ё 55.36% дар ҳудуди Тоҷикистон ташаккул меёбад (ҷадвали 2)[14].

Ҷадвали 2  

Ташаккулёбии сатҳи дарё дар  ҳавзаи баҳри Арал

Кишварҳо

Амударё

Сирдарё

Ҳамагӣ

км3

%

км3

%

км3

%

 

Қазоқистон

-

-

4.50

12.12

4.50

3.89

 

Қирғизистон

1.90

2.42

27.40

73.77

29.30

25.35

 

Тоҷикистон

62.90

80.17

1.10

2.96

64.00

55.36

 

Туркманистон

(бо Эрон)

2.78

3.54

-

-

2.78

2.40

 

Узбекистон

4.70

5.99

4.14

11.15

8.84

7.65

 

Афғонистон

6.18

7.88

00.00

0.00

6.18

5.35

 

Ҳамагӣ

78.46

100.00

37.14

100

115.60

100.00

 

 

Таҳлил нишон медиҳад,  ки имконияти васеи рушди гидроэнергетикӣ дар мамлакатҳои минтақаҳои ташаккулёбии ҳавзаи баҳри Арал - дар Тоҷикистон ва Қирғизистон мавҷуданд. Тавре ки сохтори умумии захираҳои энергетикии Осиёи Марказӣ нишон медиҳад (ҷадвали 3), онҳо аз кишварҳои дигари минтақа дар ин бобат ба таври ҷиддӣ пешрафтаанд[15]

 Чуноне, ки аз ҷадвали 3 бармеояд, дар Тоҷикистон дигар захираҳои энергетикии имконпазир амалан вуҷуд надоранд ва Тоҷикистон ба ғайр аз рушди гидроэнергетика дигар алтернатива надорад. Дар расми 3 хуб нишон дода шудааст, ки дар муқоиса бо ҷадвали 3 сохтори захираҳои энергетикӣ дар шакли муқоисашуда – дар ҳаҷми захираҳои солонаи намудҳои алоҳидаи онҳо оварда шудааст.

  Ҷадвали 3

Потенсиали захираҳои энергетикӣ дар кишварҳои минтақаи

Осиёи Марказӣ

 

Кишварҳо

Қазоқист-он

Қирғизи-стон

Тоҷики-стон

Туркман-истон

Узбеки-стон

ОМ

Захираҳои энергетикӣ

2000

2020

2000

2020

2000

2020

2000

2020

2000

2020

2000

2020

Ангишт, млрд. т

34,1

34,1

1,34

1,27

0,67

1,0

Кам

Кам

4,0

4,0

40,4

40

Нафт, млрд. т

2760

2760

11,5

10,2

5,4

10

75

75

81

81

2932,9

2936

Газ, млрд. м3

1841

1841

6,54

6,2

9,2

10

2860

2860

1875

1875

6591,7

6592

Уран, ҳазор. т

601

601

Кам

Кам

Кам

Кам

Кам

Кам

83,7

83,7

684,7

684,7

Потенсиали обӣ

ТВт. с/сол

27

27

52

99

317

317

2

2

15

15

413

460

МБЭ бо назардошти

НБО хурд,

ТВт. с/сол

66

66

Кам

Кам

18,4

18,4

М.н

 

М.н

 

84,4

84,4

 

Чи тавре, ки таҷрибаи ҷаҳонӣ нишон медиҳад, асоси рушди иқтисодии ҳар як кишвар энергетика мебошад. Дар байни онҳо вобастагии бевосита вуҷуд дорад.

Тоҷикистон аз дигар кишварҳои ҷаҳон дар робита бо рушди бахши энергетикаи худ ақиб мемонад. Илова бар ин дар Тоҷикистон самаранокии истифодаи энергия хеле паст аст.

           Сохтори солонаи захираҳои энергетикии Тоҷикистон

Расми 3. Сохтори солонаи захираҳои энергетикии дар Тоҷикистон

Дар натиҷа имрӯзҳо дар Тоҷикистон мушкилии ҷиддии норасоии шадиди энергияи электрикӣ ба миён омадааст.  Шадидияти асосии он дар қатъшавии таҳвили мутамаркази сӯзишвории маъданӣ аз кишварҳои ҳамсоя ва бартарафкунии схемаи мубодилаи зимистона ва тобистонаи энергияи электрикии қаблан вуҷуддошта бо онҳо мебошад. Оқибати ин, норасоии энергияи электрикӣ дар ҷумҳурӣ дар фасли зимистон, ки  тақрибан 1.5 млрд кВт.с аст  ва пайдо накардани харидор барои энергияи зиёдатӣ дар ҳаҷми 3-4 млрд кВт.с дар фасли тобистон гардидааст[16].

Аз сабаби доштани захираҳои калони обӣ (ҷадвали 2) Тоҷикистон имкониятҳои калони рушди гидроэнергетикаро дорост. Захираҳои умумии саноатӣ беш аз 317 ТВт-соатро  дар як сол ташкил медиҳанд (ҷадвали 3), ки аз ҳаҷми истеъмолшавандаи энергияи электрикии имрӯзаи кишварҳои минтақа қариб се маротиба зиёд аст.

Ҳангоми ба кор даромадани НБО-и Роғун, истеҳсоли энергия дар Ҷумҳурии Тоҷикистон дар як сол ба 31-33 млрд. кВт.с мерасад. Дар ҳолати талаботи дохили ҷумҳурӣ  тахминан (то соли 2030) 23-25 млрд. кВт.с дар як сол, зиёдатии энергияи электрикӣ метавонад 8-10 млрд. кВт-с-ро ташкил кунад. Бояд қайд кард, ки гидроэнергия дар муқоиса бо дигар намудҳои манбаъҳои энергия аз ҷиҳати экологӣ комилан тоза ва аз ҷиҳати иқтисодӣ арзонтар, метавонад  на танҳо эҳтиёҷоти худ, балки ниёзҳои тамоми кишварҳои ҳавзаи баҳри Арал, аз он ҷумла Афғонистон, ғарби Чин ва шимоли Покистонро бо қувваи барқ таъмин намояд[17].

Ноилшавии Ҷумҳурии Тоҷикистон ба истиқлолияти энергетикӣ имкон медиҳад, ки на танҳо фаъолияти мунтазами тамоми корхонаҳои саноатии ҷумҳурӣ таъмин гардад ва иқтисодиёти он босуръат рушд ёбад, балки корхонаҳои нав  низ бунёд ёбанд ва ба кор андохта шаванд. Аз ин сабаб мувофиқи мақсад мебуд, агар дар корхонаи электрохимиявии Ёвон, ки айни замон ба воситаи электролиз содаи каустикӣ ва хлори моеъ истеҳсол мекунад, истеҳсоли ҳидроген ба воситаи электролизи об ба роҳ монда шавад. Алалхусус, ҳангоми истеҳсоли содаи каустикӣ дар корхона маҳсулоти ғайриасосӣ ин ҳидрогене мебошад, ки пештар истифода намешуд, аммо онро метавон ба даст овард ва мувофиқи мақсад истифода бурд.   

Маълум аст, ки барои ҳосил кардани нурии минералӣ - карбамид гази карбон ва аммиак лозиманд. Барои ҳосил кардани аммиак бошад ҳидроген зарур аст. Азбаски ҳидрогенро дар ҶСП «ТоҷикАзот» аз гази табиие, ки аз Ҷумҳурии Узбекистон ворид мешавад, ҳосил мекунанд, он гоҳ онро бо ҳидрогене, ки бо усули электролиз дар корхонаи электрохимиявии Ёвон истеҳсол мешавад, иваз кардан мумкин аст. Барои интиқоли газ қубури газро аз корхонаи шаҳри Ёвон то корхонаи шаҳри Сарбанд (масофа тақрибан 120 км) бунёд кардан зарур меояд. Бино ба арзишиҳои ҳозира сохтмони 1.6 км қубури газ 1 млн. долларро ташкил медиҳад. 

Илова бар ин, дар заминаи корхонаи электрохимиявии Ёвон истеҳсоли элементҳои сӯзишвориистифодабарандаи то 20 кВт-аи мобилии хурдиқтидорро ба роҳ мондан мумкин аст, ки метавонанд ба таври васеъ дар Тоҷикистон,  пеш аз ҳама дар бахши нақлиёт, дар корхонаҳои хурд, дар соҳаи коммуналиву маишӣ ва дар баъзе ноҳияҳои дурдаст ҳамчун манбаи мустақили энергияи электрикӣ ва гармӣ истифода шаванд.

Энергетикаи ҳидрогенӣ алалхусус барои шаҳрҳои калоне лозим аст, ки дар онҳо аз ҳаҷми умумии партовҳо то 90%-и онҳоро нақлиёт ба вуҷуд меорад. Гузаштани воситаҳои нақлиёт ва корхонаҳои энергетикӣ ба намуди сӯзишвории аз ҷиҳати экологӣ бехатар вазъиятро хусусан дар шаҳрҳои калон ба таври қатъӣ тағйир хоҳад дод[18].

Масалан, тибқи маълумоти Агентии омори назди Президенти Ҷумҳурии Тоҷикистон аз рӯи нишондоди соли 2015 дар Ҷумҳурии Тоҷикистон - 430139 адад нақлиёти ҷамъиятӣ, аз ҷумла мошинҳои сабукрав -371280 адад, боркаш-40590 адад, автобусҳо-13845 адад, нақлиёти махсус - 4424 адад ва - 405826 адад воситаҳои нақлиёти хусусӣ, ки дар байни онҳо - 361506 адад сабукрав, - 31692 адад боркаш, - 11653 автобусҳо ва - 975  адад нақлиёти махсус мавҷуданд, истифода шудаанд[19]. Барои таъмини ин шумораи нақлиёт бо сӯзишворӣ, ба кишвар тақрибан 194 000 тонна бензини автомобилӣ ворид шудааст[20].

Маълум аст, ки ҳангоми сӯзиши ҳидроген дар оксиген газҳои заҳрнок хориҷ намешавад, ва ҳангоми сӯзиш дар ҳаво хуруҷи онҳо назар ба  хуруҷи газҳо аз муҳаррикҳои дарунсӯз пастар мебошад[21]. Дар баробари ин аз сабаби қобилияти баланди физикию химиявии ҳидроген 5-10%-и он барои илова кардан ба бензин кофӣ аст, то ки  заҳрнокии газҳои хориҷшаванда  то 75%, ва истеъмоли сӯзишворӣ то 40% кам карда шавад. Ин имкон медиҳад воридоти бензин ба кишвар хеле кам гардад ва  маблағи сарфашуда ба рушди соҳаҳои дигари иқтисодиёт равона шавад.  Илова бар ин, гузаронидани тақрибан 20% парки автомобилӣ ба муҳаррикҳои электрикӣ, ки бо элементҳои сӯзишвориистифодабаранда фаъолият мекунанд, инчунин ба паст кардани воридоти бензин ва беҳтар кардани экология хусусан дар шаҳрҳои калон мусоидат хоҳад кард.   Инчунин қайд кардан зарур аст, ки истифодаи ҳидроген барои бартараф намудани яке аз камбудиҳои асосии муҳаррики автомобилӣ –пастшавии якбораи зариби кори фоиданок аз 30% то 10% дар сарбориҳои қисмӣ дар шароити истифодабарии шаҳрӣ имконият медиҳад.

Гарчанде арзиши истеҳсоли ҳидроген ба воситаи электролизи об аз манбаи энергияи электрикӣ, ки барои ҷудокунии об истифода мешавад, имрӯзҳо назар ба  истеҳсоли ҳидроген аз гази табиӣ 3-6 маротиба зиёдтар аст, вале афзалияти электролитии истеҳсоли ҳидроген ин вобастагӣ надоштан аз захираҳои сӯзишвории карбогидридӣ, воридкунандагон, нархи он ва таваққуф дар таҳвили он мебошад.

Фарқиятро дар арзиши ҳироген, ки аз истифодаи энергияи НБО истеҳсол шудааст, бо истифода аз энергияи арзони шабона то 2-3 маротиба кам кардан мумкин аст. 

Чи тавре дар боло зикр шуд, Тоҷикистон захираи кофии ашёи табиии карбогидридӣ надорад (ҷадвали 3). Ҳамзамон захираҳои калони гидроэнергетика (ҷадвали 2), дар муддати кӯтоҳ то 10 млрд кВт.с коркард шудани энергияи электрикии барзиёд ва паст будани арзиши аслии истеҳсоли элекроэнергия дар  НБО-и Тоҷикистон (0.5сент 1кВт.с)  метавонад истеҳсоли электролитии ҳидрогенро фоиданок созад.

Ҷадвали 4

Захираҳои  манбаъҳои барқароршавандаи энергияи Тоҷикистон, млн т.с.ш. дар як сол* 

Захираҳо

Потенсиали умумӣ

Потенсиали  техникӣ

Потенсиали иқтисодӣ

Энергияи об, умумӣ

179.2

107.4

107.4

аз он ҷумла хурд

67.2

20.3

20.3

Энергияи офтобӣ

4790.6

3.92

1.45

Энергияи биомасса

4.25

4.25

1.12

Энергияи шамол

163

10.12

5.06

Энергияи геотермалӣ

0.045

0.045

0.045

Ҳамагӣ (бе НБО-и калон)

5020.595

38.635

28.015

*Арзёбии  муаллифон.

Бо сабаби доштани захираҳои калон ва тозагии экологӣ  истифодабарии энергияи офтобӣ ва дигар намудҳои энергияи барқароршаванда барои ҷудо кардани об ба ҳидроген ва оксиген дар солҳои охир бештар ва бештар оммавӣ ва оқилона мегардад[22].            

Тоҷикистон дорои потенсиали бузурги захираҳои барқароршаванда мебошад[23]. Дар ҷадвали 4 захираҳои манбаъҳои барқароршавандаи энергияи Тоҷикистон нишон дода шудаанд.

 Аз ҷадвали 4 бармеояд, ки захираҳои аз ҷиҳати техникӣ имконпазири танҳо энергияҳои офтобӣ, шамолӣ ва биомасса – 3.3 маротиба ва аз ҷиҳати иқтисодӣ мақсаднок то 1.4 маротиба аз энергияи электрикии ҳарсола дар Тоҷикистон истеҳсолшуда (16.5 млрд кВт = 5.6 млн т.с.ш.) зиёдтар аст. Энергияи элекетрикии аз батареяҳои офтобӣ, генераторҳои шамолӣ ва биомасса истеҳсолшударо метавон дар дастгоҳҳои электролизӣ барои ҳосил кардани ҳидроген аз об истифода кард.

Дар рӯзҳои офтобӣ нерӯгоҳҳои фотоэлектрикӣ истеҳсоли энергияи кафолатнокро бевосита дар ҷойҳои истеъмоли он таъмин менамоянд. Вобаста ба ин пардохти сӯзишворӣ ва бурдарасонии он, ки арзишаш ҳар сол зиёд мешавад, нест мегардад. Технологияи истеҳсоли табдилдиҳакҳои офтобӣ ва электрохимиявӣ босуръат ривоҷ ёфта, арзиши онҳо ҳар сол кам мегардад, бинобар ин такя ба нерӯгоҳҳои офтобӣ ва шамолӣ бо захиракунакҳои ҳидрогении энергия дурнамои хуб дорад, зеро бо роҳи электролизи об ба ҳидроген ва оксиген бо истифода аз энергияи Офтоб ва шамол метавон ба ҳалли мушкилоти мавсимии захирасозии энергияи офтобӣ ва шамолӣ, ки аҳамияти муҳими илмӣ ва амалӣ доранд мусоидат кард.

Дар Маркази рушди иноватсионии илм ва технологияҳои нави АИ Ҷумҳурии Тоҷикистон оид ба захираи мавсимии энергияи офтоб корҳои илмӣ – таҳқиқотӣ бурда мешаванд. Ба ин мақсад батареяҳои офтобиро истифода мебаранд ва барқе, ки тавассути ин батареяҳо тавлид мегардад, барои истеҳсоли ҳидроген бо усули электролизи об равона мегардад. Ҳидрогени истеҳсолшуда ҳамчун сӯзишвории газӣ дар бахши маишӣ ва элементҳои сӯзишвориистифодабаранда барои тавлиди барқ ва гармӣ бефосила дар тамоми мавсими сол истифода шуда метавонад.

Ноилшавии Ҷумҳурии Тоҷикистон ба истиқлолияти энергетикӣ ба корхонаҳои мавҷудбудаи химиявӣ ва электрохимиявӣ ва дигар соҳаҳои иқтисодиёти кишвар имкон медиҳад, ки онҳо бо тамоми иқтидор ба кор даромада, миқдори кофии маводи лозимиро, ки барои рушди хоҷагии халқ зарур аст, истеҳсол намоянд, корхонаҳои нави истеҳсоли маводи инноватсионӣ таъсис дода шаванд ки барои ба вуҷуд овардани ҷойҳои кори иловагӣ шароит фароҳам оварда, шиддати иҷтимоиро паст кунанд ва воридоти муносиби андозро ба буҷети давлат таъмин созанд.

Илолов М.И. Академик АН РТ

Аҳмедов Х.М. Академик АН РТ

Маҷаллаи академии илмию оммавӣ (Илм ва Ҷомеа)-№1 (9), 2018

[1] Назаров С.К. Сезонное аккумулирование возобновляемых источников энергии. «Молодой ученый»,  2012,  т.40, №5, с. 50-52.

[2] Полякова Т.В. Состояние и перспективы водородной энергетики в России и в мире. Аналитическая записка. Центр глобальных проблем ИМИ.-М.: 2012, 37 с.

[3] Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Сост. В.Д.Плынкин. Ижевск, «Удмурский университет». 2013, 172 с.

[4] Кулик О.Н., Чернышев Л.И. Основные направления развития водородной энергетики (Обзор). НАН Украины, Ин-т проблем материаловедения им. И. Н. Францевича.- Киев, 2013, 40 c.

[5] Гамбург Д.Ю., Семенов В.П., Дубовкин Н.Ф., Смирнова Л.Н. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортировка, применение. Справочник. Под. ред. Д.Ю. Гамбурга., Н.Ф. Дубовкина.- М.: Химия, 1989, 672 с.

[6] Тарасов Б.П., Лотоцкий М.В. Водородная энергетика: прошлое, настоящее, виды на будущее. -Рос. хим. ж.  2006, т.1, №6, с. 5-18.

[7] Тарасов Б.П., Лотоцкий М.В. Водородная энергетика: прошлое, настоящее, виды на будущее. -Рос. хим. ж.  2006, т.1, №6, с. 5-18.

[8] Маляренко В.А., Федоренко Г.М., Губин С.В., Яковлев А.И. Изучаем земной и космический водород. Часть1- Альтернативные источники энергии, 2013, №1, с.40-48.

   Melis A., Happy T. Hydrogen production: Green algae as a source of energy//Plant Physioljgy.-2001, vol.127, p.740-748.

[9] Афанасьев А.Н., Бортиков Л.Н., Кирилов В.А., Кузьмин В.А., и др. Использование водорода и водородосодержащих газов в двигателях внутреннего сгорания. Труды II Международного симпозиума по водородной энергетике. - М.: 1-2 ноября 2007, с. 113-115.

   Hodson M., Marvin S. Technology Characterisation of the Hydrogen Economy. Work. Pap.1, May 2004, Centre for Sustainable Urban and Regional Futures. [Электронный ресурс]. Режим доступа, сайт: http://www.surf.salford.ac.uk.

   Радченко Р.В., Мокрушин А.С., Тюльпа В.В. Водород в энергетике: Учебное пособие. – Екатеринбург.: Изд-во Урал. ун-та, 2014, 229 с.

[10] Виноградов Д.В. Современное состояние водородной энергетики. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники, 2006, №1, с.153-155.

[11] Понамарев Степной Н.Н. Атомно-водородная энергетика.- Атомная энергия, 2004, т.96, вып.6, с.412-425.

[12] Виноградов Д.В. Современное состояние водородной энергетики. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники, 2006, №1, с.153-155.

[13] Балашов К.П. Фотокаталитическое преобразование солнечной энергии. -Соровский образовательный журнал, 1998, № 8, с.58-64.

[14] Нуралиев К., Абдусамадов М., Латипов Р.Б. Водные ресурсы Таджикистана: инициативы, ситуация и перспективы. –Душанбе.: «Азия-Принт» , 2011, 220 с.

[15] Петров Г.Н., Ахмедов Х.М. Комплексное использование водно-энергетических ресурсов трансграничных рек Центральной Азии. Современное состояние, проблемы и перспективы развития. –Душанбе.: Дониш, 2011, 234 с.

[16]  [Электронный ресурс]. Сайт Рогунской ГЭС. Режим доступа: http://rogunges.tj

[17] Концепция водородной энергетики. Курс лекций. Уральский государственный университет им. А.М.Горького. Екатеринбург, 2008 , 132 c.

[18] Концепция водородной энергетики. Курс лекций. Уральский государственный университет им. А.М.Горького. Екатеринбург, 2008 , 132 c.

[19] Мавҷудият ва кори нақлиёти автомобилӣ, дарозии роҳҳои автомобилгарди Ҷумҳурии Тоҷикистон дар соли 2015. Агентство по статистике при Президенте Республики Таджикистн, - Душанбе, 2016.

[20] Сведения об импорте нефтепродуктов в Республику Таджикистан в 2016 году. Агентство по статистике при Президенте Республики Таджикистан. В сб. Внешэкономическая деятельность Республики Таджикистан, данные за 2016г.

[21] Виноградов Д.В. Современное состояние водородной энергетики. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники, 2006, №1, с.153-155.

[22] Нетрадиционные возобновляемые источники. Составитель В. Плыкин. -Ижевск.: Изд-во «Удмуртский университет», 2013, 172 с.

[23] Ахмедов Х.М., Каримов Х.С. Солнечная электроэнергетика. -Душанбе, Дониш, 2007, 179 с.

     Солнечная энергетика. Состояние, возможности использования и перспективы развития. Составители: Ахмедов Х.М., Сакис Галигалис, Эльназаров А. – Душанбе.: Дониш, 2007, 114 с.

     Каримов Х.С., Ахмедов Х.М. Солнечная теплоэнергетика.  –Душанбе.: Дониш, 2008, 156 с.

Хондан 377 маротиба