Новая энергетика

ВОДОРОДНОЕ ТОПЛИВО КАК БУДУЩЕЕ ЭНЕРГЕТИКИ

Новая энергетика - Водородная энергетика

Академические разговоры и поиски принципиально новых источников энергии можно считать законченными, а проблему решенной: будущее за водородной энергетикой. Этот вывод можно считать окончательным и не требующим дополнительных доказательств.

Современная экономика требует все большего количества энергии, так как с 1900 по 2000 год потребление энергии в мире увеличилось почти в 15 раз - с 21 до 320 экоДж (1 экоДж = 27 • 103 м3 нефти). В качестве первичных источников в настоящее время используются нефтепродукты (34,9%), уголь (23,5%), природный газ (21,1%), ядерное топливо (6,8%) и возобновляемые источники энергии - ветер, солнце, гидро - и биотопливо (13,7%). Это привело к тому, что за последние 50 лет выбросы углекислого газа в атмосферу возросли в 4,5 раза и сегодня составляют 2 • 1012 м3/год. Это тот самый углекислый газ, из-за которого подписан Киотский протокол и который, как уверяют многие ученые, вызывает парниковый эффект.

Вообще энергетика, основанная на ископаемом топливе, создает много экологических проблем. Возникает дилемма: без энергии нельзя сохранить нашу цивилизацию, однако существующие методы производства энергии и высокие темпы роста ее потребления приводят к разрушению окружающей среды. Естественно, что поиск путей преодоления экологических проблем - одна из основных задач, стоящих перед современной энергетикой.

Другая и, наверное, главная проблема состоит в том, что существующие источники энергии ограничены. Считается, что запасов нефти и газа хватит не более чем на 100 лет, угля - примерно на 400 лет, ядерного топлива - на 1000 лет с лишним. Для того чтобы иметь топливо, когда на Земле будут исчерпаны запасы нефти и газа, и решить экологические проблемы, необходимо переходить к новым источникам энергии и иметь “чистую энергетику”. Поэтому главная надежда человечества - водородная энергетика: использование водорода как основного энергоносителя и топливных элементов как генераторов электроэнергии. Благодаря этому резко сократится потребление ископаемых топлив, потому что водород, в частности, можно получать из воды, разлагая ее на водород и кислород.

Использование водорода решит многие экологические проблемы и позволит ряду стран, не обладающим запасами традиционных источников энергии: нефти, газа, угля – ускорить свое экономическое развитие и выйти в число высокоразвитых стран.

Именно поэтому Китай и Индия являются лидерами в изучении этой проблемы. США же наоборот рискуют отстать в этом вопросе, потому что имеют мощную инфраструктуру для традиционных источников и тратят очень незначительные средства на поиск и разработку новых технологий. В Индии и Китае экономика развивается очень быстро, а электрические сети неразвиты, поэтому они могут обогнать США в стремлении к «водородной экономике», которая не требует угля и нефти для получения электричества и перевозки грузов. Эти страны, имеющие достаточное количество природного газа для извлечения водорода, максимально близки к окончательному этапу решения водородной проблемы.

Среди лидеров может также оказаться Япония, испытывающая острую нехватку традиционных энергоносителей из-за непомерно высоких цен на нефть.

Дэвид Шенвальд (David Schoenwald), соуправляющий New Alternatives Fund, который инвестирует исследования экологически безопасных источников энергии, считает, что остальной мир в гораздо большей степени проявляет интерес к новым, чистым источникам энергии, чем Соединенные Штаты. В качестве одного из аргументов он приводит тот факт, что США не ратифицировали Киотский договор, обязующий к 2012 году все индустриально развитые страны снизить уровень выброса вредных веществ в атмосферу до показателей ниже, чем были в 1990 году. США выделили на свою водородную программу всего 200 миллионов долларов, в то время как Япония направила на эти цели 260 миллионов, Канада - 400 миллионов долларов, а Евросоюз - более 2 миллиардов евро.

Пока что производство одного автомобиля с водородным двигателем обходится в 10 раз дороже, чем аналогичной модели с двигателем внутреннего сгорания, к тому же производство водорода из природного газа приводит к выбросу в атмосферу больших количеств углекислого газа. Именно поэтому представители таких гигантов американского автомобилестроения, как, например, General Motors, скептически относятся к водородной экономике и продолжают, в основном, совершенствовать бензиновые двигатели.

Недавняя лондонская конференция Всемирной ядерной ассоциации (WNA, 22/09-2004) пришла к выводу, что водород может стать основным источником энергии для автомобилей к 2050 году. Как заявил на ней Пол Крюгер (Стэндфордский университет, США), необходимость сокращения выбросов углекислого газа на фоне роста цен на нефть и постоянно растущего числа автомобилей в мире приведет к тому, что водород станет единственным выходом из сложившейся ситуации. Водород может быть получен с помощью разложения воды на кислород и водород путем электролиза. При незначительных финансовых затратах водород можно производить на электростанциях и поставлять на заправочные станции.

Некоторые автобусы в Великобритании уже заправляются водородом, а компания BMW разработала двигатель, способный работать как на бензине, так и на водородном топливе. Задача состоит лишь в том, чтобы произвести столько водорода, чтобы вытеснить нефть в качестве основного источника энергии (агентство RusEnergy).

По прогнозам, число автомобилей в мире к 2050 г. достигнет 1.5 млрд единиц. Если бензин будет заменен водородом, то к 2050 г. потребуется 260 млрд кг водородного топлива в год. Для производства такого количества водорода объем производства электроэнергии потребуется увеличить всего на 15-25% сверх нормы.