По прогнозам Минэнерго РФ, мировой рост потребления первичных энергоносителей — нефти и газа — за ближайшие 25 лет может возрасти на 60-70%. При этом истощение углеводородных запасов и рост цен на энергоресурсы вынуждают промышленных потребителей, в том числе самих нефтяников и газовиков, уже сегодня искать выгодные способы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. В их числе водород: это не только экологически чистый источник производства электроэнергии, но и вид топлива для автомобилей, который в будущем может вытеснить с рынка традиционное нефтяное горючее.
Мирная водородная бомба
Переход к реальной водородной энергетической системе в мире начинается в наши дни. Одним из первых преимущество водорода над традиционными источниками энергии публично оценил президент США Джордж Буш. Он выдвинул две революционные программы: "Автомобиль свободы" и "Топливо свободы". На коммерциализацию транспортных средств на водородных топливных элементах администрация США выделила $1,7 млрд, а также еще $1,2 млрд на производство водорода из угля с помощью технологии, которая исключала бы сопутствующие выбросы углекислого газа. Цель президента США: водородный автомобиль должен сделать Америку страной, независимой от импорта нефти. Не последнюю роль играет и то, что водород, в отличие от нефтяного горючего,— экологически чистый вид топлива. Сегодня на планете зарегистрировано около 700 млн автомобилей; только в Москве и Московской области автотранспорт дает 75-90% общего объема выбросов. А при использовании водородного топлива из выхлопной трубы вместо вредных веществ пойдет обычная вода.Водородную политику США поддерживает и президент Еврокомиссии Романо Проди: "Водородная технология и топливные элементы — стратегический выбор Европы. В течение 20-30 лет они в корне изменят характер экономического развития",— утверждает он. В Европе на научные исследования и разработки в области водородной энергетики планируется потратить $5 млрд. В частности, в рамках европейского проекта CUTE (Clean Urban Transport for Europe, что в переводе означает "Экологически чистый транспорт Европы"), DaimlerChrysler приступила к производству водородных автобусов, а компания BP создает установки для их заправки (см. интервью на этой странице). Airbus работает над созданием самолетов на водородном топливе. BMW планирует испытать фургон, работающий на водороде. А General Motors — первая автомобильная корпорация, которая уже получила лицензию на продажу автомобилей, работающих на водороде (лицензия предоставлена на автомобиль Hydrogen 3, созданный на базе минивэна Opel Zafira).
С середины ноября 2003 года General Motors начал консультации с китайскими властями о возможности продаж автомобилей на водородном топливе в Китае. Как утверждает Фил Мэртаф, председатель и исполнительный директор GM China, распространение на китайском рынке водородных автомобилей поможет снизить потребности Китая в нефтепродуктах, а заодно улучшит экологию страны. "К 2010 году продажи автомобилей на водородном топливе в Китае станут коммерчески оправданными, и GM стремится стать первой корпорацией, продавшей в КНР 1 млн таких машин",— говорит господин Мэртаф. General Motors думает и об инфраструктуре; GM China планирует провести консультации с компанией Shell China, которая могла бы развернуть в городах Китая сеть заправочных станций для водородных автомобилей (по предварительным подсчетам, для создания такой сети нужны инвестиции в размере $6-19 млрд).
Лидером по производству водородных автомобилей стремится стать и Япония. Правительство страны до 2020 года выделило $4 млрд на приобретение водородных энергетических технологий. А японские автоконцерны Honda и Toyota уже начали сдавать в долгосрочную аренду автомобили на водородных топливных элементах, при этом Toyota приступила к серийному выпуску автомобилей с гибридными — использующими комбинацию бензина и водорода — двигателями. По словам президента РАН академика Юрия Осипова, один из арендаторов такого автомобиля — премьер-министр Японии (аренда машины обходится в сумму, эквивалентную $5 тыс. в месяц). Интерес к водородной энергетике проявляют также Канада, Китай, Австралия и Индия.
Впрочем, водород — это не только экологически чистый источник энергии для автомобилей будущего. Это еще и высокоэффективное децентрализованное энергоснабжение. В мире уже создано около 2 тыс. стационарных установок на топливных элементах мощностью 1-100 кВт. Они обеспечивают электроэнергией и теплом дома не только в удаленных районах, но и в крупных городах. Кстати, их возможности можно было оценить во время недавней аварии в системе электроснабжения на северо-востоке США. Когда в августе этого года из-за сбоя в энергосистеме во мрак погрузились многие города США, включая Нью-Йорк, свет горел только в полицейском участке в Центральном парке: его электропитание обеспечивается с помощью топливных элементов.
Россия перенимает опыт
О способах получения электроэнергии из водорода всерьез задумываются и российские ученые. Ведь комплексное освоение местных ископаемых и нетрадиционных источников энергии позволит обеспечить потребителей примерно на 70% территории России с населением около 22 млн человек, не охваченных системой централизованного энергоснабжения. Напомним, именно у нас, в НПО "Квант", был создан один из первых в мире водородных автомобилей на топливных элементах, несколько машин работали на бензине с добавками водорода. А затем, когда мир резко шагнул вперед, в России, наоборот, произошло резкое торможение. И сегодня господдержка всех программ по водородной энергетике не превышает 80 млн руб. И хотя в только что утвержденных РАН основных направлениях исследований на ближайшие пять лет особый акцент сделан именно на водородную энергетику, рассчитывать на приемлемое финансирование со стороны государства не приходится.По мнению большинства российских предпринимателей, перспективы водородной энергетики в России довольно туманны. Между тем интерес к энергоустановкам, использующим нетрадиционные источники энергии, все-таки растет. РКК "Энергия" совместно с Independent Power Technologies (IPT — российская компания, которая зарегистрирована в Санкт-Петербурге и работает на площадях НПО "Квант" в Москве) создала генератор на низкотемпературных щелочных топливных элементах для децентрализованного энергообеспечения (см. интервью на этой странице). По словам председателя совета директоров IPT Григория Щербаковского, россиянам удалось решить принципиальные научные проблемы, которые долго оставались камнем преткновения для массового производства таких систем. В частности, создана эффективная система очистки атмосферного воздуха от углекислого газа. Генератор уже прошел испытания в Бельгии, и к нему проявили интерес инвесторы. Правда, господин Щербаковский считает, что в ближайшие пять лет новая разработка вряд ли будет востребована в России. "В руках российского бизнеса сегодня богатейшие запасы углеводородного сырья, рынок водородной энергетики развиваться не будет. Поэтому пока мы больше ориентированы на западные рынки: они больше готовы к массовому использованию экологически чистых систем",— утверждает господин Щербаковский. При этом он отметил, что "больше шансов занять достойную долю на международном водородном рынке у того, кто первым застолбит себе место, и у россиян есть такой шанс".
РКК "Энергия" также сотрудничает с АвтоВАЗом в области создания автомобиля на топливных элементах (в проекте участвует и Уральский электрохимический комбинат). Благодаря научному потенциалу России многие разработки и сейчас не уступают мировому уровню, а в чем-то его даже превосходят. Речь идет о способах получения водорода как в стационарных условиях, так и на борту автомобиля, о системе безопасного хранения водорода. Многие разработки пришли из авиации и космонавтики и вполне могут быть применены в автомобильной программе. Созданы прототипы и самих топливных элементов, и емких баллонов для хранения водорода, есть также прототипы устройств для получения водорода прямо на борту автомобиля из метанола или бензина. Однако все достоинства топливных элементов сводит на нет их стоимость — пока это порядка $5-10 тыс. за 1 кВт мощности. Электромобилю компакт-класса необходим двигатель мощностью 40-50 кВт, а городскому электробусу — 200 кВт. Цену надо снижать, и на это сегодня направлены усилия ученых и инженеров. Однако в мире уже не сомневаются, что водородный автомобиль постепенно начнет теснить бензиновый. Именно это заставляет мировые корпорации инвестировать в развитие водородной энергетики.
Применение водороду нашли и российские алюминщики. О генеральном сотрудничестве с РАН в области водородной энергетики в октябре этого года договорился "Норильский никель". По словам председателя правления "Норильского никеля" Михаила Прохорова, главные направления деятельности — создание экологически чистых энергетических установок на основе топливных элементов, а также разработка ключевых элементов инфраструктуры водородной энергетики и технологических процессов на основе использования палладия. "В России нужно производить то, что является ее конкурентным продуктом. Наш конкурентный продукт — это мозги",— уточнил господин Прохоров. Поэтому в развитие водородной энергетики "Норильский никель" готов вкладывать до $40 млн в год.
В России также создана Национальная ассоциация водородной энергетики, которая, по словам ее исполнительного директора Василия Манина, работает над созданием Федеральной целевой программы по развитию водородной энергетики. "Программа должна охватить все основные направления — производство, транспортировку, хранение, а также безопасное использование водородного топлива",— утверждает господин Манин. Ассоциация также собирается лоббировать в Госдуме принятие специального закона о водородной энергетике. В общем, в начавшейся "водородной" гонке Россия пока держится в передовой группе. Но забег только начался. По предварительным оценкам, еще два-три года — и отставание от лидеров начнет стремительно расти. Если, конечно, государство не провозгласит водородный автомобиль и водородные технологии своей стратегической целью. Или если на эту сферу не обратит внимание бизнес.
ИРИНА Ъ-РЫБАЛЬЧЕНКО