Андрей Ваганов
Академик Геннадий Месяц, руководитель российской водородной программы, уверен в хороших перспективах нового энергоносителя.
Фото Александра Шалгина (НГ-фото)
На одном из последних заседаний президиума Российской академии наук в этом году президент РАН академик Юрий Осипов и генеральный директор горно-металлургического комбината "Норильский никель" Михаил Прохоров подписали комплексную "Программу научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по водородной энергетике и топливным элементам". "Это крупнейший национальный проект Российской академии наук с представителями российского бизнеса, - заявил президент РАН Юрий Осипов. - Подобное сотрудничество благоприятно отразится на общем развитии науки и экономики России в целом". Подписание комплексной программы проведено в соответствии с Генеральным соглашением о сотрудничестве между Российской академией наук и компанией "Норильский никель" в области водородной энергетики, принятым чуть раньше - 10 ноября 2003 года.
Как отметил на заседании президиума РАН руководитель водородной программы академик Геннадий Месяц, в это время рабочая группа проекта посетила десятки научных организаций в разных городах, где многие годы велись разработки, связанные с водородной энергетикой, провела три семинара - в Екатеринбурге, Санкт-Петербурге и Москве. Результат - подробная программа, рассчитанная на ближайшие годы. Она включает те направления, по которым будут вестись исследования, и обозначены приоритеты - то, что будет сделано в первую очередь. Около 20 академических и отраслевых институтов примут участие в водородной программе: это Институт электрохимии РАН, Институт катализа СО РАН, Институт высокотемпературной электрохимии УРО РАН, институты федеральных ядерных центров в Сарове и Снежинске, РНЦ "Курчатовский институт" и многие другие.
"У американцев на эту программу только официально выделяется 5 млрд. долл. И в 10 раз больше тратят частные компании, вкладывающие в данные исследования огромные средства", - пояснил Геннадий Месяц. Годовой бюджет нашей водородной программы - 40 млн. долл.
Под водородной энергетикой принято понимать систему энергообеспечения, основанную на применении водорода в качестве вторичного энергоносителя. Водород - уникальное вещество: он может быть использован и как топливо, и как реагент в различных процессах - от химических до процессов в пищевой и металлургической промышленности. В химической промышленности, например, до 80% потребления водорода расходуется в процессах синтеза аммиака и метанола. Не случайно сегодня в мире производство водорода составляет около 1,4х109 кубометров в год. В начале 90-х годов прошлого века в странах с развитой экономикой 77% водорода получали из природного газа и нефтепродуктов, 18% - из угля, 4% - из воды и 1% - из прочего сырья.
Крупномасштабная концепция водородной энергетики зародилась в середине 70-х годов как реакция на энергетический кризис тех лет. Главная идея - замена ископаемых органических видов топлива во всех сферах их применения на новый энергоноситель - водород, при сжигании которого образуется только вода и практически отсутствуют какие-либо вредные выбросы. В 1975 г. была даже образована Международная ассоциация по водородной энергетике (МАВЭ) со штаб-квартирой в Майами (США). В эту ассоциацию входил и СССР.
По мнению генерального директора компании "Норильский никель" Михаила Прохорова, работы в области водородной энергетики и топливных элементов - единственная возможность для нашей страны снова попасть в число ведущих экономических держав мира. "По ВВП мы находимся во втором десятке и серьезно зависим от экспорта сырья и от импорта высоких технологий, - подчеркнул Михаил Прохоров. - Просто линейное увеличение ВВП не вернет Россию в ряд великих экономических держав. Если наша экономика будет развиваться со скоростью 8% в год, а Америка - 1% в год, то мы достигнем их потенциала через 236 лет. Наше дальнейшее развитие зависит от высоких технологий. Сделать рывок, не "догнать, а сразу перегнать" - вот единственный шанс. Совместная работа с Российской академией наук в области водородной энергетики и топливных элементов - это уникальная возможность для нашей страны вернуться в число ведущих экономически развитых держав мира".
Вообще руководители "Норильского никеля", одной из крупнейших компаний в мире по производству цветных и драгоценных металлов, приводят три базовых аргумента, почему именно водородная энергетика - шанс для России. Первый: сегодня мир стоит на пороге нового технологического уклада, и отнюдь не факт, что этот переход удастся именно тем странам, которые сейчас считаются экономическими и технологическими лидерами в мире. Наоборот, крупные вложения в уже существующую дорогостоящую инфраструктуру (триллионы долларов!) могут не позволить им переориентироваться достаточно оперативно. У нашей страны этот шанс есть - сразу сделать прорыв. Вторая причина: у нас просто нет выбора. Основа водородных технологий - снижение зависимости от современных энергоносителей, то есть нефти и газа, составляющих основу наших сегодняшних экономики и бюджета. Если через 15 лет мир перейдет на водород, то потребление нефти и газа резко сократится, и Россию ждет депрессионная модель развития. И третья: чтобы конкурировать, нужны конкурентные преимущества, а они у нас есть - фундаментальные разработки Российской академии наук и наличие металла будущего - палладия, поскольку Россия контролирует 50% его мирового производства.
Для водородной энергетики этот металл платиновой группы имеет первостепенное значение. Дело в том, что одна из основных причин, которая до сих пор сдерживает развитие водородной парадигмы, - высокая стоимость устройств преобразования топлива (водорода) и окислителя (кислорода) в электрическую энергию, так называемых топливных элементов. И эта высокая цена определяется прежде всего необходимостью применения платиновых катализаторов процесса. Палладий, являясь существенно дешевле платины, позволяет в принципе решить эту проблему.
"Для того чтобы перейти к водородной энергетике, надо будет не только усовершенствовать методы его промышленного получения, но и перевозку и хранение, - считает академик Геннадий Месяц. - Третья обязательная составляющая водородной энергетики - это топливный элемент, в котором происходит преобразование химической энергии в электрическую. В России есть совершенно уникальные разработки почти во всех областях. Например, наши ученые умеют сжимать водород до огромных давлений, и в этой области наши физики впереди западных коллег. У нас есть уникальные разработки по углеродным наноматериалам и стеклянным микросферам, которые также можно использовать для хранения водорода. Понятно, что сразу все задачи решить невозможно. Поэтому первым и главнейшим этапом будет создание конкурентоспособного топливного элемента".
Сейчас в мире созданы энергоустановки на основе различных типов топливных элементов мощностью от десятков киловатт до тысяч. В России, по словам Геннадий Месяца, успехи скромнее. Но и у нас имеются демонстрационные установки мощностью от 1 кВт до многих десятков кВт. Несмотря на заметное технологическое отставание в области технологий топливных элементов, у России имеются неплохие шансы.
"В течение ближайших 3-5 лет мы имеем реальную возможность выйти на мировой уровень в этой области, а кое в чем даже превзойти его", - уверен руководитель водородной программы Геннадий Месяц.
На заседании перезидиума РАН был утвержден совет по реализации Комплексной программы, который должен уже в первом квартале 2004 года подготовить предложение Совету по науке и высоким технологиям при президенте РФ о развитии исследований и разработок в области водородной энергетики.
