КАЖДЫЙ день в московское небо поднимаются тонны углекислоты и двуокиси азота. Это продукты сгорания 300 железнодорожных цистерн бензина и дизельного топлива. Не в прямом, разумеется, смысле, а в переносном. Таковы, по нашим оценкам, объемы ежедневного потребления автомобильного горючего в российской столице. Эту цифру легко высчитать, если взять за основу данные Московской топливной ассоциации: ежемесячно в городе продается 370-390 тыс. тонн бензина и дизтоплива. В августе и сентябре объемы возрастают на 15% - на эти месяцы приходится пик автомобильного движения.
ЛИЧНЫЙ автотранспорт стал неотъемлемой частью жизни горожан. Очевидно, что отказаться от него нереально. Но расплачиваться за комфорт приходится своим здоровьем: медики уже ввели такой термин, как "смоговая болезнь", - она включает в себя целый букет недугов. Установлена связь между выхлопными газами и некоторыми видами рака. Но вред здоровью и ущерб, наносимый окружающей среде, - это только часть проблемы. Ученые подсчитали, что через 20-30 лет запасы нефти на Земле начнут истощаться. Какие виды топлива придут на смену углеродосодержащим, надо решать уже сейчас.
Пар из трубы
ЛЕТОМ прошлого года Джордж Буш заявил, что Конгресс США выделит около 3 млрд. долл. на освоение водородной энергетики. Именно ее в Северной Америке и Европе считают наиболее достойной альтернативой нефтегазовой. Причем стадию теоретических разработок там давно прошли. Во многих странах производство агрегатов, осуществляющих процесс электролиза (получения водорода из воды с помощью электрического тока), поставлено на промышленную основу. Запад постепенно готовится к переходу на новую, экологически чистую энергетику. Во многих странах - Германии, Дании, Норвегии, США и других - уже существуют водородные заправки для автомобилей. Машины ездят как на чистом водороде, так и с небольшими его добавками к бензину, что значительно снижает вредные выхлопы. Но согласно стратегии, принятой в Европе, уже к 2010 г. начнется серийное производство авто, ездящих на чистом водороде. А к середине века жители Старого Света будут летать на водородных самолетах.
Итак, через несколько десятилетий весь цивилизованный мир перейдет на новую, экологически чистую энергетику (при сгорании водорода образуется только водяной пар) и перестанет зависеть от нефти и газа. Где окажемся мы со своими "богатыми природными ресурсами"? Предположить нетрудно. А ведь у российской науки есть серьезный задел в области водородных технологий. Например, первый экспериментальный полет самолета с водородным двигателем был осуществлен у нас - произошло это в апреле 1988 г. недалеко от Москвы. На водороде летали некоторые советские космические аппараты. Кстати, энергоустановка на основе водородно-кислородного топливного элемента, разработанная в свое время для легендарного "Бурана", легла в основу электромобиля "Лада- АНТЭЛ", который сейчас экспонируется на автосалоне в Женеве.
"У Российской академии наук есть фундаментальные разработки в области водородной энергетики. Кроме того, Россия контролирует 50% мирового производства палладия - металла, который в будущем должен заменить дорогую платину, используемую в качестве катализатора, - говорит завкафедрой химии и электрохимической энергетики МЭИ Николай Кулешов. - Тем не менее наша наука почему-то выбирает тупиковый путь в водородной энергетике.
Дело в том, что есть два способа промышленного производства водорода - электролиз и конверсия углеводородов. Основной объем водорода в нашей стране производится конверсией природного газа (он и так хорош), и совершенно не развивается электролиз воды, хотя лет 20 назад Уралхиммашзавод выпускал конкурентоспособные по тем временам установки. Сейчас производство больших электролизеров у нас практически прекращено. Этим быстро воспользовались западные фирмы: они разработали высокоэффективные электролизеры и успешно начинают их продавать - в том числе и в нашей стране. Вот у нас в кабинете стоят стенды двух европейских фирм. Одна из них - бельгийская, другая - норвежская. Приехали их представители и говорят: повесьте у себя, пусть рекламируют нашу продукцию. Ну куда это годится?"
Водородное завтра
В ПРИНЦИПЕ видов топлива, способных заменить бензин, хватает. Вот лишь пара примеров отечественных разработок. В Институте нефтехимического синтеза РАН научились из природного газа получать диметиловый эфир - нетоксичное вещество, которое может стать неплохим моторным топливом. А в Институте общей и неорганической химии освоили технологию, благодаря которой из этанола очень быстро выделяется углеводородное топливо, а этанол, в свою очередь, добывается из бросового растительного сырья - отходов кукурузы, рисовой соломы, прочей биомассы. Впрочем, использование такого топлива не в диковинку (в Бразилии автобусы давно ездят на этаноле, полученном из тростника), а экологических проблем от этого меньше не становится.
...Итак, энергетическая революция не за горами. На каком же горючем будут ездить автомобили, чем будут отапливаться дома и на чем будут готовить пищу москвичи в конце ХХI века? Проблему придется решать кардинально. На "мирном атоме" человечество поставило крест - с радиацией ничего не поделаешь. Управляемый термоядерный синтез остается неосуществимой затеей. (Это был бы идеальный источник энергии, но трудность в том, что "управляемости" процессом как раз добиться нельзя.) Есть еще Солнце - именно энергия нашего светила, по мнению нобелевского лауреата Жореса Алферова, обеспечит комфорт нашим потомкам. Загвоздка, правда, в том, как эффективно конвертировать солнечное тепло в электричество. К тому же наиболее освещенные районы Земли, как правило, находятся вдали от тех зон, где сосредоточены потребители.
И тут на помощь должен прийти все тот же водород. По мнению ученых, выход в том, чтобы сочетать солнечную энергетику с водородной. Эта система будет такой же естественной и самоподдерживающейся, как, скажем, круговорот воды в природе или кровеносная система человека. Ведь водород в условиях Земли - полностью возобновляемое топливо. Никакого парадокса, подобного вечному двигателю, здесь нет: энергия, необходимая для получения водорода, будет приходить извне, от Солнца.
Как это может выглядеть? Представим себе, что где-то в южных солнечных широтах расположатся энергоцентры - множество гелиостатов станут "следить" за солнцем, аккумулируя его тепло и превращая его в электричество. Далее в электролизерах обычная вода будет разлагаться на кислород и водород. Последний можно перекачивать по подземным трубам на любые расстояния. Преимущество газа перед электричеством в данном случае очевидно: потерь энергии от сопротивления проводов нет. Единственное, что надо сделать, - обеспечить надежную изоляцию труб, ведь первый элемент таблицы Менделеева - самый легкий, и его молекулы имеют высокую проникающую способность.
(Окончание следует)
Ядерная помойка под открытым небом