Олег Попцов - На суше и на море 1986

Разумеется, в водородной энергетике масса проблем, ожидающих своего решения. Сейчас во многих исследовательских центрах мира делают лишь первые робкие шаги в сторону водородной энергетики. Долго, слишком долго водород пользовался дурной славой у энергетиков. И не только у них. С предубеждением к нему относились и инженеры.

Виной тому был сам водород. Поначалу — в конце XIX — на заре XX в., когда взрывались наполненные этим легчайшим газом дирижабли, когда в щепки разлетались химические лаборатории, где проводились опыты с водородом, — судьба водорода казалась решенной на века: гремучего газа стали бояться. Незнание породило стойкое предубеждение. Но нынешняя энергетическая и экологическая напряженность заставила вспомнить хорошо забытое старое-новое топливо.

Выяснилось, что при соблюдении мер предосторожности водород не взрывоопасен и удобен для транспортировки и хранения. Передавать его можно по трубам, как природный газ. При этом в пересчете на единицу энергии доставка водорода по крайней мере в 10 раз дешевле, чем передача электроэнергии по мощным ЛЭП.

И хранить водород удобно. Западноевропейские специалисты подсчитали: отработанные газовые месторождения Голландии могут вместить столько водородного топлива, что его хватит всей Западной Европе на 10 лет вперед.

Способы транспортировки водорода открываются с совершенно неожиданной стороны; теоретически можно допустить фантастическую возможность того, что по проводам из специальных материалов (обладающих протонной проводимостью) «побегут» протоны и, воссоединившись с электронами, образуют водород.

«Водород по проводам» — сенсационно прозвучавшее известие, пришедшее из лаборатории Московского университета. Пока, правда, задача решена только на бумаге: в природе нет вещества с желаемыми свойствами. Чтобы искусственно получить такой проводник, нужна солидная эспериментальная проработка.

Словом, преимуществ у водорода немало, недостаток — один, но на сегодня очень серьезный: пока водород не выдерживает «экономического состязания» с традиционным топливом, ведь на его добычу сейчас затрачивают энергию все тех же угля, нефти, газа, для замены которых и затеян в общем-то весь эксперимент. Выход — удешевить «добычу» водорода.

Сделать это можно по-разному. Можно, например, использовать открытие американца X. Гафрона. Он обнаружил растения, которые на свету выделяют не кислород, а… водород.

Энергию с «тепличной грядки» уже получают в Институте физиологии растений Академии наук Украины. Здесь в теплице водоросли выделяют ценный газ. Ученые ищут надежные способы хранения чистого горючего, они намерены химически связать водород с металлом так, чтобы в небольшой «брусок» вместить порцию газа, достаточную для 400-километрового пробега автомобиля.

Идея промышленного получения водорода из растений завладела умами специалистов многих стран. У нас исследования ведутся в Институте фотосинтеза АН СССР в Пущине-на-Оке, в Московском университете. Всюду идет поиск «фабрик водорода».

Вот какой исследователи видят конечную цель: «Представим себе, что «водородные реакторы» установлены где-нибудь в пустыне, где солнце светит почти весь год… Расчеты показывают, что абсолютно все энергетические нужды нашей страны может удовлетворить «урожай» водорода, снимаемый с участка пустыни размером 140 на 140 км…» Заметьте: все потребности Советского Союза!

Растения открывают один путь, одну тропинку к водородной энергетике. А если поверить еще и геологической гипотезе, то выяснится: недра планеты буквально заполнены водородом. На эту вероятность первыми обратили внимание вулканологи. Они установили, что при извержении вулканы выбрасывают вместе с пеплом огромные облака водорода. В пользу этой гипотезы склоняют и сведения нефтяников, которые рассказывают о выбросах водорода, случающихся при бурении глубоких скважин. Наконец, чем объяснить происхождение и природу обнаруженных в Исландии «родников», где водород свободно выходит на поверхность из неведомых глубин?

Геологическая гипотеза явно не лишена смысла, по крайней мере она расширяет ноле деятельности для поиска водорода. В этой связи уместно вспомнить, что на заре «нефтяной эры» геологическая наука располагала примерно такими же сведениями: о месторождениях нефти судили только по ее естественным выходам на поверхность, по пульсирующим черным родникам. Здесь и закладывали нефтяные колодцы — первые примитивные скважины.

Сейчас водород в хозяйстве получают «техническим» путем, расщепляя молекулы метана или, реже, воды. Тут, конечно, не обойтись без дополнительной энергии. Пока такой путь считается самым надежным. И самым дорогим. Но это лишь пока.

В лаборатории итальянской фирмы «Монтэдисон» впервые найден дешевый способ получения водорода из воды с помощью солнечной энергии. Описывать подробности своего способа итальянцы не спешат, видимо, есть на то коммерческие соображения.

Английские специалисты по энергетике пошли другим путем: они успешно выделили водород из растворов органических кислот. Новая газоводородная смесь — подходящая замена природного газа. А органические кислоты получены из древесных щепок, отходов переработки сахарного тростника и кочерыжек кукурузных початков.

В Институте химической физики АН СССР долго пытались «разломать» молекулу воды с помощью направленного луча, и вот бомбардировка воды фотонами видимого света впервые в практике дала водород и кислород, причем затраты энергии минимальные. Но все-таки затраты. Вот если бы найти совсем «даровые» источники энергии…

Они только сразу неприметны, эти «даровые» источники. А в природе их немало: энергия солнца, ветра, морских волн, приливов, подводных течений. Есть термоградиентные источники энергии, рожденные разницей температур двух или нескольких тел, например верхнего и нижнего слоев океана. Есть геотермальные родники, отдающие «сухое» и «жидкое» тепло Земли. Есть и немало других источников.

Но почему, давно зная о «даровых» источниках энергии, люди очень робко пользуются ими? Куда подевались ветряки и парусники? Не слишком ли быстро мы отказались от силы малых речек, веками крутивших колеса деревенских мельниц? Забыли о подземных горячих водах, которыми отапливались еще знаменитые римские бани? Я думаю, все эти «пропажи» в энергетике — явление случайное. В том, что это действительно так, легко убедиться, побывав, например, в научно-производственном объединении «Циклон». Здесь проектируют ветряки — ветроэнергетические установки.

Подобные фирмы созданы в ряде стран. Шведские ученые, например, намерены к 2000 г. почти половину электроэнергии получать с ветряков. В некоторых странах подготовлены серьезные государственные программы по ветроэнергетике.