Технологии будущего: нужна ли Беларуси водородная экономика?

Источник: Naviny.by
Размер шрифта: А А А

Через 30 лет объем водородной индустрии составит 2,5 трлн долларов, а работать в ней будут порядка 30 миллионов человек.

О том, что эпоха нефтяной экономики подходит к концу, не говорил только ленивый. Развитые страны озабочены экологическими проблемами, связанными с использованием углеводородного сырья. Кроме того, запасы полезных ископаемых понемногу исчерпываются, что, в перспективе, приведет к росту их стоимости.

Иллюстрация x-mol.comВ этой ситуации не имеющая собственных крупных запасов нефти, газа и угля Беларусь находится в невыгодной ситуации. Если уже сегодня мы платим миллиарды долларов за энергоносители, то что будет завтра?

Основной альтернативой выглядят возобновляемые источники энергии. Отрасль ВИЭ получает огромные инвестиции (около 200 млрд долларов в 2017 году). Про ветряки и солнечные панели пишут много и часто, а достижения альтернативщиков тревожат поставщиков традиционных энергоносителей.

Но за всей шумихой с ВИЭ прячется настоящий монстр, который может перевернуть всё — водородная экономика.

Как водород может заменить нефть и газ?

Сначала немного о водороде. Это самое распространенное вещество во вселенной, поэтому его запасы поистине неисчерпаемы. При сгорании он выделяет значительно больше энергии, чем, например, природный газ, бензин или дизельное топливо. Сегодня его используют в нефтехимической отрасли, а также… при производстве пищевого маргарина. Однако возможные области применения водорода гораздо шире.

Транспорт. На самом деле самый первый двигатель внутреннего сгорания, изобретенный Франсуа Исааком де Ривазом в 1806 году, был водородным. Первый же бензиновый двигатель был создан лишь в 80-х годах 19-го века.

Интересный факт: в блокадном Ленинграде, где катастрофически не хватало бензина, но было достаточно водорода, более 600 автомобилей перевели на водородное топливо. Также на водородно-воздушной смеси работали лебедки заградительных аэростатов.

Позже не раз предпринимались попытки использовать водород как топливо для авто- и авиатранспорта. В том числе и в СССР, где в 80-х годах 20-го века пробовали создать водородный самолет на базе Ту-155. Однако из-за развала СССР испытания были свернуты.

Сегодня наиболее перспективными являются гибридные автомобили: при помощи топливных элементов производится химическая реакция, в процессе которой водород превращается в электричество. КПД такой реакции превышает 80%, в то время как КПД обычного двигателя внутреннего сгорания не превышает и 40%.

Вместо угарного газа из выхлопной трубы выходит экологически чистый водяной пар, а скорость заправки двух баллонов с водородом составляет около 3 минут. Самым известным гибридным автомобилем является Toyota Mirai. Кстати, лондонская полиция, объявив о стремлении к улучшению экологии, недавно приобрела 11 таких автомобилей.

«Я буквально на днях тестировал ToyotaMirai. Отличный автомобиль. В первую очередь, конечно, благодаря своей экологичности: нулевое воздействие на окружающую среду!

ToyotaMirai практически по всем показателям превосходит электромобили. Скорость заправки на порядок меньше. Запас хода — 700 километров, можно проехать от западной до восточной или от северной до южной границы Беларуси. При этом почти на треть дешевле Tesla— 70 тысяч долларов. А в Японии, с учетом субсидии от государства в 20 тысяч долларов, она и вовсе стоит всего 50 тысяч. Мне кажется, у таких автомобилей наиболее оптимистичные перспективы», — считает глава компании А-100 Александр Центер.

Помимо автотранспорта, речь идет о создании водородных поездов (построен в Германии) и самолетов (разработки Boeing). В Германии и Испании производят подводные лодки, работающие на водородных топливных элементах, а Исландия планирует перевести на водород весь парк рыболовецких судов.

Домашнее хозяйство. Создание стационарных топливных элементов, позволяющих получать тепловую или электроэнергию фактически у себя дома — модный и динамично развивающийся тренд. Правда, пока эти установки в большинстве своем работают на природном газе. Однако в целом ряде стран (прежде всего, в Японии) уже планируют переходить на водород.

Кстати, по подсчетам аналитиков США, стоимость электроэнергии, добытой при помощи стационарных топливных элементов, уже сравнялась со стоимостью электроэнергии, полученной на АЭС и угольных электростанциях.

Технология Power-to-Gas. Водород можно подмешивать в газотранспортные системы, сокращая расход природного газа. В Германии в одной из сетей в природный газ добавляют 2% водорода — этот процесс вообще проходит незаметно для потребителей. В планах — повысить долю водорода до 20%. И при этом избежать массовой реконструкции газовых котлов у потребителей.

Водородная Беларусь?

В Беларуси предостаточно сырья для производства водорода — вода. Тем более что электролиз воды — наиболее экологичный вариант производства водорода.

Другой распространенный способ — паровая конверсия: добыча водорода из углеводородов (именно таким образом производят водород, например, на «Нафтане»). Однако в процессе паровой конверсии выделяется большое количество CO2 (парникового газа), а также необходимы углеводороды. Поэтому этот способ абсолютно не подходит к идее «чистой» водородной экономики.

Ранее производство водорода путем электролиза воды считалось чересчур дорогим. Однако, с одной стороны, технологии не стоят на месте, а в другой — развитие ВИЭ буквально подталкивает мир к вступлению в «эру водорода».

Одна из ключевых проблем ВИЭ (это касается и наиболее используемых в Беларуси солнечной и ветровой энергетики) — невозможность накопления больших объемов электроэнергии. Пока человечество не изобрело таких больших аккумуляторов. В результате — нестабильность системы и периодически возникающие пики профицита. Когда, грубо говоря, электроэнергию девать некуда, и ее стоимость падает до нуля. Если направить ее на создание водорода, то себестоимость «газа будущего» станет минимальной.

Строящаяся в Беларуси АЭС также создаст профицит электроэнергии. Особенно с учетом того, что покупать белорусское электричество в сопредельных странах особого желания не испытывают.

В часы «затишья», когда использование электроэнергии и вовсе падает до минимума, электростанция будет работать практически вхолостую: реактор не лампочка, выключить «на ночь» не получится. Свободную энергию также можно направить на производство водорода. Правда, с учетом того, что первоисточником станет ядерное топливо, о зеленых технологиях речи не идет. Однако ее ведь все равно строят, верно? Так хотя бы можно использовать эффективно…

По мнению белорусских ученых, с вводом в эксплуатацию БелАЭС в стране будут развиваться атомно-водородные технологии. Они поспособствуют полному отказу от переработки нефти для производства бензинового и дизельного топлива и сокращению использования природного газа.

Александр Центер: начинать надо уже сегодня

Безусловно, у водородной энергетики существует целый ряд проблем, которые надо решить. Это и хранение водорода, и безопасность. Однако общие перспективы открываются поистине сказочные: неисчерпаемый и экологически чистый источник энергии.

Глава компании А-100 Александр Центер уверен: надо начинать работать в этом направлении.

Александр Центер

«Развитие водородной экономики — это переход от старых «грязных» технологий к новым, экологически чистым. Я сильно сомневаюсь, что мы застанем полноценную «эру водорода» — слишком много надо всего сделать. Даже с учетом нарастающей скорости изменений, на это надо, как минимум, полвека. Но первые шаги в этом направлении Европа, США, Япония уже сделали. И Беларуси не надо отставать.

Мы сейчас внимательно следим за тестовыми водородными проектами в Европе. Например, сейчас реализуется проект Hydrogen Mobility Europe. В его рамках будет построено 49 заправочных станций в 10 странах. Стоимость проекта — 170 млн евро. В качестве партнеров выступили крупнейшие автомобильные концерны мира.

В Лидсе, одном из крупнейших городов Великобритании, работают над проектом H21 Leeds City Gate по переводу системы газоснабжения города на водород. Не исключено, что и в Беларуси попробуем реализовать что-то подобное», — отмечает Александр Центер.

Сегодня в мире добывается всего около 65 млн тон водорода (в десятки раз меньше, чем, например, природного газа) в первую очередь для технических нужд, а объем инвестиций не превышает 1,4 млрд евро в год.

Но к концу 2025 года объем рынка превысит, по оценкам Persistence Market Research, 200 млрд долларов. А наиболее оптимистичный прогноз звучит следующим образом: через 30 лет объем водородной индустрии составит 2,5 трлн долларов, а работать в ней будут порядка 30 миллионов человек.

В Беларуси есть свои разработки в сфере практического применения водорода — этим занимается Лаборатория синтеза и анализа микро- и наноразмерных материалов Института тепло- и массообмена им. Лыкова НАН Республики Беларусь. Речь идет как о разработке собственных топливных элементов, так и о технологии связанного хранения водорода.

Оставьте комментарий (0)

Автор: Андрей ТИХОМИРОВ

Эти новости могут быть вам интересны









Читайте новое за сегодня ↓ или Оставить комментарий

Tutby   Хартия   Lenta   Белорусский Партизан

Ссылка на источник: Технологии будущего: нужна ли Беларуси водородная экономика?


Посмотрите Курсы Валют на сегодня, Главные новости

тв программа на сегодня