Энергоинформ – развитие энергетики и информационных технологий

Энергоинформ — альтернативная энергетика, энергосбережение, информационно-компьютерные технологии

Энергоинформ / Точка зрения / Поездки на бензине отменяются

Поездки на бензине отменяются

Поездки на бензине отменяются

Все настойчивей звучат предостережения о том, что нефть скоро кончится. Дешевая нефть. Еще лет 40 – и ездить на авто с бензиновым (да и дизельным) движком внутреннего сгорания станет не по карману. Естественно, ученые всего мира давно ищут адекватную замену той ископаемой жидкости, которая в прошлом веке получила наименования "черное золото" и "кровь мировой экономики".

Естественно, большие надежды возлагают на "летучего брата" нефти – природный газ. Однако не следует забывать, что это тоже не возобновляемый источник энергии. И хотя нынешние его запасы значительно превосходят запасы нефти – их, по расчетам, должно хватить более чем на столетие, однако активное замещение газом потребностей мировой экономики в нефти может резко сократить срок исчерпания этих запасов.

Уголь считается топливом недостаточно эффективным и неэкологичным, так что серьезную ставку на него не делает практически никто, даже развивающиеся страны. Есть еще, конечно, атомная энергетика, но она не всем доступна, к тому же многие считают ее слишком рискованным удовольствием, чтобы развивать повсеместно. Правда, у атомной энергетики есть свое "альтернативное" будущее – управляемый термоядерный синтез (УТС). Если на обычных АЭС энергия образуется в результате деления ядер, то в установках УТС, наоборот, за счет их слияния. Подобный процесс происходит на Солнце уже 5 млрд лет: из тяжелого изотопа водорода дейтерия образуется гелий с выделением колоссального количества энергии. Мини-солнце можно сделать и на Земле, ведь у нас каждая семитысячная молекула воды содержит дейтерий, а извлекать его можно с помощью электролиза. Дейтерия, содержащегося в стакане воды, достаточно, чтобы получить столько же тепла, сколько от сжигания 200 л бензина – т.е., один стакан заменит 5 полных "жигулевских" баков! Правда, для получения этой энергии еще нужно заставить дейтерий вступить в управляемую термоядерную реакцию, а это непросто. В настоящее время в мире построено уже около 300 соответствующих экспериментальных установок (токамаков), но ни на одной из них пока не удалось получить энергии больше, чем было затрачено на ее получение. Так что УТС остается делом будущего.

Недавно нашли еще один весьма перспективный, хотя и не возобновляемый энергоноситель: метан с морского дна. Он находится там в связанном виде – в форме твердых гидратов, которые в огромных количествах образуются там, где океаническая плита, сдвигаясь, уходит под континентальную и возникают зоны мощного сжатия. Они выдавливают наружу метан, образующийся в толще органических отложений, и он кристаллизуется на океаническом дне в виде шариков, похожих на куски грязного льда. Ученые говорят, что метана на дне морском – немерено, но извлекать его на поверхность пока не научились...

В общем, остаются возобновляемые источники – те самые солнце, воздух и вода, которые, как известно, помогают нам всегда. Пока их доля в мировом производстве энергии составляет всего несколько процентов, но перспективы неплохие. Главное – ими заинтересовались, в них вкладывают деньги. И в ЕС, и в США уже приняты соответствующие программы, выделяются средства. А Китай, испытывающий первые признаки энергетического голода, вообще решил переходить на альтернативные источники административно-принудительно. Там скоро вступит в силу закон, обязывающий распределительные компании закупать определенную долю электроэнергии у солнечных и ветряных электростанций (несмотря на дороговизну). Разрабатываются также законопроекты, призванные стимулировать развитие альтернативной энергетики.

Однако из всех альтернативных возобновляемых источников энергии наилучшие перспективы имеет, похоже, водород. Этот газ можно получать буквально из всего, что попалось под руку: из природного газа, океанской воды, биомассы и вообще из воздуха. Разница лишь в технологиях получения, но есть среди них и такие, которые позволяют вырабатывать его непосредственно там, где он потребляется, например, на автозаправке или даже прямо в автомобиле! Причем водород можно сжигать в двигателе внутреннего сгорания, а можно получать из него электричество. Суть этой технологии заключается в смешивании в "топливной ячейке" чистого водорода с чистым кислородом, в результате чего образуется водяной пар и электричество. Звучит, конечно, взрывоопасно, но зато никаких проблем с нехваткой топлива. Такие автомобили превратятся в маленькие электростанции.

Самое удивительное, что все это – уже не фантастика или футурология, а вполне реальные вещи. Первый прорыв произошел в 1992 г., когда канадская Ballard Power Systems продемонстрировала автобус, работающий на водороде. Мощность его двигателя составляла 150 киловатт, что в 15 раз превысило ожидания инженеров. Затем, в 1994 г., Volkswagen создал легковой водородный автомобиль ("Фольксваген Гибрид"). Через год компания General Motors продемонстрировала электромобиль – EV1, а в 1997 г. Toyota создала первый массовый автомобиль, работающий на бензине и электричестве. Массовые продажи автомобилей, работающих на альтернативном топливе, начались в 2002 году. Недавно концерн BMW выпустил свой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, который работает на водороде. А в США уже активно изучаются возможности использования технологии водородных топливных ячеек для энергопитания военной бронетехники.

Однако по части практического внедрения водорода в экономикувсех перещеголяла маленькая Исландия. В 1978 г. исландский профессор-химик Браги Арнасон впервые сказал, что благодаря водороду его остров со временем превратится в "северный Кувейт". Тогда к его словам отнеслись с иронией и назвали его "водородным профессором". Но уже в начале 90-х наиболее дальновидные международные нефтяные и автомобильные компании стали всерьез рассматривать водород как топливо, которое способно со временем заменить нефть. После демонстрации водородного автобуса в 1992 г. с фирмой Ballard Power Systems стал сотрудничать автомобильный гигант Daimler-Benz (ныне Daimler-Chrysler), и у обеих компаний возникла идея сделать своим испытательным полигоном Исландию. А потом к этой затее подключился Европейский союз, выделивший десятки миллионов на программу создания в стране водородной экономики – то есть, экономики, абсолютно независимой от минеральных энергоносителей. И вот, в настоящее время Исландия находится в стадии преобразования: уже в следующем году водородом начнут заправлять автотранспорт и рыболовецкий флот, а лет через 30-40 предполагается полностью отказаться от углеводородного топлива.

Конечно, эта страна в своем роде уникальна. Нигде больше не найдешь таких запасов геотермической энергии, как в Исландии. Зато ни газа, ни нефти там нет, да и везти далеко. В этом смысле ей легче и выгоднее отказываться от традиционных энергоносителей. Но если водород оправдает себя хотя бы в небольшой отдельно взятой стране, то тем самым, он докажет свою пригодность для всей мировой экономики.

Похоже, водороду уже поверили не только в Исландии. В сентябре 2002 г. ЕС принял долгосрочную программу перехода к "интегрированной водородной экономике" в масштабах всей Европы. Этот план рассчитан на 50 лет, и его значение уже сейчас сравнивают с промышленными революциями. Предполагается, что водородная революция затронет все сферы экономики: оживит рынки капитала, резко повысит производительность труда в ЕС, перевернет автомобильную промышленность, создаст новые экспортные рынки и энергосети, миллионы рабочих мест, снизит расходы на защиту окружающей среды... По расчетам, уже к 2020 г. доходы от водородной промышленности достигнут $1,7 триллиона.

Кроме того, по мнению экспертов, "водородная экономика" позволит осуществлять более справедливое и равномерное распределение энергии в масштабах планеты. Энергетика уже не будет завязана на месторождения, трубы и танкеры – каждый желающий сможет сам позаботиться о своем энергообеспечении, причем буквально у себя на дому. Или в машине. Или на заводе. Исчезнет разделение мира на экспортеров и потребителей энергоресурсов. Развивающиеся страны получат дешевую энергию. В итоге изменится и вся система мировой политики: уйдут в прошлое транснациональные нефтяные концерны с их опасными геополитическими играми, закончатся "нефтяные войны"... Конечно, рай на земле не наступит: кто-то все равно будет контролировать энергию – если не ресурсы, то передовые технологии ее получения. И все-таки получать ее станет легче всем. Другой вопрос – когда все это произойдет. Ведь пока водород остается достаточно дорогим энергоносителем, а уж в какую копеечку станет переход мировой экономики на новое топливо – трудно даже представить. По расчетам экспертов компании Shell, постройка водородных заводов и заправочных станций в США обойдется в $19 млрд, в Великобритании – в $1,5 млрд, в Японии – в $6 миллиардов. Но перестраиваться придется... И России тоже когда-то придется переходить на водород. Неплохо было бы уже сейчас вкладывать в это дело наши нефтедоллары.

Андрей МИЛОВЗОРОВ
Источник: Yтро.Ru, 16.11.2004. Выпуск 321 (1719)
© 2005–2020 Энергоинформ — альтернативная энергетика, энергосбережение, информационно-компьютерные технологии