Дискуссионный  клуб  журнала
  "Э к о л о г и я   и   ж и з н ь"
| English |

 

   
   
«Экология и жизнь»
О журнале.
Подписка на журнал
Подписка на электронную версию

Избранные статьи
Экология. Человек. Общество
Экономика и управление
Образование
Глобальные проблемы
Регионы и города
Здоровье и окружающая среда
В мире «сумасшедших» идей
Практическая экология
Вести из экологических организаций
Никита Николаевич Моисеев. Избранное


Экологический форум
Здесь Вы можете обсудить любые интересующие Вас вопросы, касающиеся экологии, а также подискутировать с авторами статей, опубликованных
в журнале.


PROext: Top 1000 Рассылка 'Экологические новости, анонсы, обзоры'

назад

(6, 2001) 

Топливо будущего

О внедрении экологически чистой водородной энергетики наш корреспондент Лев Сафонкин беседует с директором Института водородной энергетики и плазменной технологии Российского научного центра «Курчатовский институт» академиком В.Д. Русановым.


— Владимир Дмитриевич, Ваш институт занимается водородной энергетикой. Расскажите, пожалуйста, когда и почему возник интерес к этой теме. Что уже сделано в этой области и как скоро эта экологически чистая энергетика найдет практическое применение?
— В 1970-х годах мир потряс энергетический кризис. Страх за будущее усиливался и распространяемым СМИ мнением некоторых ученых о ближайшем истощении мировых запасов природных топливных ресурсов (нефти, газа, угля). Именно тогда как альтернатива обозначилась водородная энергетика. Ее энтузиасты объявили, что водород может заменить все (или почти все) остальные виды топлива как вторичный энергоноситель, получаемый из воды с помощью энергии солнца, ветра, приливов или на ядерных электростанциях. Это идеальное топливо, ибо при его сгорании не образуется ничего, кроме химически чистой воды.
В 1974 г. была создана Мировая ассоциация водородной энергетики, куда вошла и наша страна.
Конечно, с тех пор и логика, и основное направление успели трансформироваться. Сегодня главный упор в развитии водородной энергетики делается не столько на преодоление энергетического кризиса, сколько на смягчение экологических проблем.
— И каковы практические результаты?
— В середине 1990-х годов был сделан серьезный скачок в решении задачи создания экологически чистого транспорта — появились идеи и разработки транспортных средств на водородном топливе. Их суть сводилась к оборудованию автомобиля резервуаром для хранения водорода, устройством для преобразования энергии окисления водорода в электричество, т. е. «топливным элементом», и электродвигателем, приводящим автомобиль в движение.
Известные мировые автогиганты (канадский «Балард», немецкий «Даймлер—Бенц», американский «Крайслер»), увлекшись этой перспективой, даже объединились в ассоциацию со стартовым капиталом около 1 млрд долл. Целью объединения стал переход к массовому выпуску водородного транспорта (примерно к 2004 г.). Предполагалось, что замена будет проходить постепенно: сначала от двигателей внутреннего сгорания откажутся производители городских автобусов, затем на водородное топливо переведут личный транспорт и т. д. Это может стать революцией в мировом научно-техническом прогрессе, третьей за последние полвека.
— Третьей после чего?
— После использования ядерной энергии и развития информатики. Теперь — водородный транспорт. Хотя он далеко не исчерпывает всех возможностей новой энергетики. Ее значение трудно переоценить. Например, небольшие водородные установки для автономного энергоснабжения позволят быстрее осваивать отдаленные, труднодоступные районы, зоны вечной мерзлоты и т. п.
— Их мощности достаточно для снабжения электроэнергией небольшого поселка?
— Да, вполне. Но все же в обозримом будущем главной областью применения водородной энергетики станет транспорт.
— Перечисляя основные узлы водородного электромобиля, Вы упомянули «топливный элемент». Хотелось бы уточнить, что это такое?
 — Это то же самое, что и электрохимический генератор, или электрохимический элемент. В обычной электролитической ванне, подав напряжение на электроды, из воды можно получить водород и кислород. При этом энергия затрачивается. А можно, наоборот, подавать к электродам водород и кислород и получать электрический ток. Это в принципе и есть «топливный элемент». У него нет движущихся частей, его КПД может быть в 3–5 раз выше, чем у двигателя внутреннего сгорания. А окислителем водорода на борту автомобиля может стать не чистый кислород, а атмосферный воздух (при решении некоторых сугубо технических задач) — все равно в результате образуется только чистая вода. Такой двигатель уже может считаться экологами, так сказать, системой с «нулевым выбросом».
Первые образцы таких установок появились между прочим у нас в стране — в 1982–1983 гг. было успешно испытано первое транспортное средство на водороде.
— По телевидению в те годы показывали фильм, в котором микроавтобус ездил с баллоном, наполненным газом.
— Верно, этот «РАФ» с водородным баллоном и топливным элементом на борту был вполне жизнеспособным транспортным средством.
К сожалению, работы по созданию нового транспорта тогда у нас были заброшены. А вот канадцы подхватили эти идеи. Фирма «Балард» создала и успешно испытала прототипы нескольких видов транспорта, в том числе городских автобусов. А «Даймлер—Бенц» попробовал на этой основе создать легковой автомобиль. (О «Мерседесе» с топливным элементом и электродвигателем см. «ЭиЖ», 
№ 3, 2001 г., с. 23.)
— Как к развитию водородного транспорта отнеслась особенно остро реагирующая на все технические новинки Япония?
— В эту гонку уже включились хорошо известные японские фирмы «Мазда», «Тоёта» и «Мицубиси».
— А что делать производителям бензина, вряд ли они с восторгом встретят эту водородную экспансию?
— В последнее время все большую популярность приобретает идея получать водород прямо из топлива, залитого в бак автомобиля, вместо того чтобы возить с собой дополнительный баллон, 
заправленный водородом под высоким давлением. Для такого преобразования нужен конвертор.
— Эти системы разрабатываются сейчас?
— Да. В промышленности они известны давно, но для транспорта требуется их доработка. Прежде всего они должны быть малогабаритными, высокопроизводительными и отвечать экологическим требованиям.
Мы пошли нетрадиционным путем и вместо катализатора такой реакции использовали плазму. Конверсия происходит в газовом разряде, на поддержание которого расходуется часть электроэнергии, вырабатываемой топливным элементом. Такой конвертор имеет небольшие размеры и высокий КПД. Интересно, что водород, получаемый при конверсии, не требуется хранить под высоким давлением — он тут же подается в топливный элемент, где давление 1–2 атмосферы.
— А если бензина или дизельного топлива не хватит?
— На этот случай мы разрабатываем безопасные хранилища сжатого водорода, который можно направлять в тот же топливный элемент, тогда транспорт не будет зависеть от топлива на основе углеводородов. И очередной задачей, над которой мы работаем, становится безопасное хранение водорода в транспортном средстве, поскольку в обществе сложилось устойчивое мнение, что водород крайне опасен. Это не совсем так. Мы же давно пользуемся газовыми плитами в быту. Несчастные случаи бывают, но их очень мало. А ведь метан не менее опасен, чем водород, он образует с воздухом очень взрывоопасные смеси. К тому же, он тяжелее воздуха и накапливается в помещениях, а водород — намного легче и быстро улетучивается.
— На каком этапе находятся ваши разработки?
— Мы разработали комплекс водородно-энергетического обеспечения движения транспорта вместе с «АвтоВАЗом», НАМИ и некоторыми другими организациями. Нам удалось создать систему, которая значительно повышает безопасность транспорта, оснащенного резервуарами со сжатым водородом.
— Переход на водородный транспорт — это, вероятно, самый логичный выход из экологического тупика. Но не будет ли водородный двигатель намного дороже двигателя внутреннего сгорания?
— Маловероятно, ведь все прекрасно понимают, что дорогой двигатель не найдет широкого применения. Конкретно о его стоимости можно будет сказать после серьезного экономического расчета. На первом этапе будет допустимо увеличение цены раза в полтора.
— Как развитие водородного транспорта скажется на конкурентоспособности наших автомобилей и на нашей экономике вообще?
— Если будем отставать, положение станет чрезвычайным. Но у нас есть и возможности для серьезного прорыва — используя могучий потенциал оборонного комплекса, разработать все элементы, необходимые для оснащения водородной системой российских автомобилей. Если сейчас не обеспечить финансирования этих разработок, то очень скоро об этом придется серьезно пожалеть. Когда будут приняты международные решения об ограничении, а потом и об отказе от бензинового транспорта, нашим уделом станет импорт водородного транспорта по ценам, которые будут диктоваться извне, и это будет иметь самые серьезные последствия для экономики страны.

назад

Rambler's Top100

© АНО "Журнал "Экология и жизнь" . Авторские права защищены действующим российским и международным законодательством. Ссылка при перепечатке обязательна. E-mail: info@ecolife.ru

Дизайн и программирование: Иванов Сергей. Поддержка и обновления: АНО "Журнал "Экология и жизнь"

По вопросам размещения рекламы на сервере, конференциях и списках рассылки обращайтесь к вебмастеру. По вопросам размещения рекламы в журнале обращайтесь в редакцию.