ЦИФРОВАЯ БИБЛИОТЕКА УКРАИНЫ | ELIB.ORG.UA


Новинка! Ukrainian flag (little) ELIBRARY.COM.UA - Украинская библиотека №1

СПОНСОРЫ РУБРИКИ:


"Водородные инициативы" американского президента

АвторДАТА ПУБЛИКАЦИИ: 14 сентября 2014
АвторОПУБЛИКОВАЛ: Администратор
АвторРУБРИКА:




Автомобильный транспорт США намереваются перевести на водородное топливо, произведенное из минерального сырья

Вопрос создания в США конкурентоспособных водородных топливных элементов для легковых и грузовых автомобилей, коммунального хозяйства и прочих видов коммерческого использования обсуждается уже не первый год. В то же время впервые о планах выделения государством на эти цели значительных финансовых средств ($1,2 млрд) было заявлено президентом Джорджем Бушем лишь в конце января 2003 г. в ежегодном послании конгрессу о положении в стране.

Основными причинами выдвижения нового президентского энергетического проекта, явно рассчитанного на привлечение широкого общественного внимания в преддверии предвыборной кампании 2004 г., стали усиливающаяся критика неэффективности энергетической стратегии республиканской администрации (которая за два года ожесточенных дебатов так и не получила одобрения конгресса), постоянный рост цен на автомобильное и коммунальное топливо, а также растущая зависимость американской экономики от энергетического импорта. Опубликованная вскоре президентская "водородная топливная инициатива" ("Hydrogen Fuel Initiative") предусматривала дополнительное выделение средств для ускорения создания коммерческой инфраструктуры по производству, хранению и доставке водорода потребителям. А с учетом выдвинутого в 2002 г. правительственного проекта совместной с автомобильными компаниями разработки автомобилей на топливных элементах, государством за предстоящие пять лет предполагается затратить около $1,7 млрд. на создание комбинированных электроводородных двигательных агрегатов, более совершенных автомобильных трансмиссий, промышленных генераторов водорода и распределительных сетей. В рамках федерального бюджета 2004 г. на начальном этапе этой программы было предложено выделить $273 млн. В качестве ее конечной цели провозглашено создание необходимых условий для перехода через 15-20 лет американского автомобильного транспорта на топливные элементы и смешанные электроприводные схемы.

В феврале 2003 г. Джордж Буш объявил, что правительство США намерено на 80% субсидировать 10-летний демонстрационный проект "Генерация будущего" ("FutureGen"), стоимостью в $1 млрд, предусматривающий строительство завода по производству водорода из внутренних запасов бурого угля (см. "Топливный водород в энергетической стратегии Вашингтона").

По замыслу советников Джорджа Буша водородная энергетика в перспективе может существенно повысить уровень энергетической безопасности США, уменьшить загрязнение окружающей среды, способствующее глобальному потеплению, а также снизить потребление импортной нефти. В настоящее время из 20 млн. барр. нефти, которые США в среднем ежесуточно потребляют, 67% используются

стр. 62

в транспортной сфере, на которую приходится 20% всех загрязняющих атмосферу выбросов двуокиси углерода. В условиях, когда текущий объем нефтяного импорта уже превысил 55% потребления и к 2025 г. может возрасти до 68-70%, сложившаяся практика, при которой почти весь легковой и грузовой автомобильный транспорт страны использует топливо, получаемое из нефти, становится слишком опасной.

Предложения о сотрудничестве

Американские "водородные инициативы" практически сразу обрели не только внутреннее но и внешнеполитическое измерение. В апреле 2003 г. министр энергетики США Спенсер Абрахам в докладе на сессии Международного энергетического агентства (МЭА) выступил с предложением о формировании международного партнерства, направленного на развитие водородной энергетики. Подчеркнув, что в ближайшие пять лет только США и Европейский союз намерены истратить $3,7 млрд. на разработку водородных автомобильных двигателей, производство водородного топлива и использование возобновляемых источников энергии, Абрахам призвал к объединению усилий для максимально быстрого вывода на мировые рынки новых водородных автомобилей. США предложили расширить действия МЭА по координации многосторонних международных программ в этой сфере.

В последнее время быстро развивали собственные национальные программы по водородной энергетике Австралия, Канада, Исландия, Италия, Англия, Сингапур и Япония. Различные транспортные средства на топливных элементах готовятся к производству в Китае, водородные технологии в промышленности и коммунальном хозяйстве планирует использовать Индия.

В конце апреля 2003 г. соответствующие детальные информационные материалы и предложения о сотрудничестве были официально распространены через посольства США более чем в 50 странах мира. В этих документах подчеркивалось, что поскольку многие страны резко ускорили дорогостоящие независимые разработки по водородным технологиям для укрепления своей экономической безопасности и улучшения состояния окружающей среды, то сейчас на первый план выходит задача международной координации всех таких программ. В рамках контактов США с Россией вопросы использования водорода были включены (по американской инициативе) в программы работы двусторонней межведомственной рабочей группы по энергетике и "российско- американского коммерческого энергетического диалога".

С американской точки зрения международное сотрудничество в рамках создания долгосрочного международного партнерства по водородной энергетике является необходимым для того, чтобы закрепить в данной области позиции своих энергетических корпораций, организовать обмен специалистами и научно-технической информацией, повысить эффективность национальных энергетических программ. Кроме того, американские компании заинтересованы в том, чтобы принять активное участие в создании безопасной и эффективной трансграничной международной инфраструктуры для производства, хранения, транспортировки, распределения и использования водорода в качестве универсального энергоносителя нового типа. Основными задачами этого партнерства, по мнению правительства США, должны стать: совместное использование ограниченных финансовых ресурсов, объединение усилий лучших специалистов многих стран для разрешения сложных научных и технических задач, разработка межгосударственных технических стандартов, усиление государственного регулирования и координации деятельности частных предпринимателей для преодоления финансовых, технических и институциональных барьеров.

При этом планируется внедрять такие технологические системы хранения водорода, которые позволят всем транспортным системам функционировать на таком же уровне безопасности, эффективности и дальности действия, какой обеспечивают современные обычные виды топлива. Все это предполагает скорейшую разработку единых международных стандартов использования водорода, от соответствия которым будет непосредственно зависеть успех выхода американских производителей на перспективные и прибыльные новые рынки промышленного энергетического оборудования. США планируют организовать ряд международных встреч (например, в апреле 2004 г. в Лос- Анджелесе, а в июле - в Иокогаме) для обсуждения конкретных целей, условий и путей развития международного партнерства по созданию водородной

стр. 63

энергетики, а также для оценки ее будущего влияния на мировые цены на нефть. Важное значение придается выявлению (с помощью целевых научных грантов) видных зарубежных специалистов в этой области для приглашения их на временную и постоянную работу в США.

Нефтегазовые компании в убытке не останутся

На первый взгляд, провозгласив свою водородную программу, Джордж Буш стремился приблизить именно то светлое будущее, о котором мечтали сторонники экологически чистой энергетики на протяжении многих лет, видя в ней широкое поле приложения усилий высококонкурентного мелкого и среднего бизнеса. Тем не менее, в ходе завязавшейся в американской прессе активной дискуссии вокруг новых правительственных инициатив быстро выяснилось, что в действительности президентская администрация, так же как и при разработке вызвавшего скандальные судебные разбирательства проекта общей национальной энергетической стратегии, в первую очередь планировала содействовать интересам крупных энергетических корпораций для сохранения их прибылей, связанных с добычей и переработкой традиционных видов минерального топливного сырья. По данным американской печати, в рамках президентского проекта "водородной топливной инициативы" до 90% всего водорода предполагается вырабатывать из природного газа, угля и нефти, а остальные 10% планируется получать путем теплового или электролизного разложения воды с использованием энергии атомных электростанций.

Хотя водородные автомобили на топливных элементах действительно не будут выбрасывать в атмосферу ничего кроме водяного пара, процесс производства самих этих устройств и необходимого топлива для их эксплуатации из углеводородов минерального происхождения сохранит зависимость США от традиционных энергетических ресурсов и продолжит активное загрязнение окружающей среды двуокисью углерода. По свидетельствам многих специалистов, которые были приглашены Министерством энергетики США для участия в разработке правительственной программы развития водородной энергетики, основной упор при этом делался на такой организации перехода к водороду, чтобы сократить потери традиционных энергетических отраслей. Разработанный рабочий план министерства не сделал приоритетным производство водорода на основе возобновляемой энергии, так как пока это в среднем обходится в 1,5 раза дороже, чем его получение из природного газа.

Проект государственного бюджета, который президент Джордж Буш представил конгрессу, уделяет недостаточное внимание разработке методов экологически чистого производства водорода и выделению необходимых для этого федеральных субсидий. Более половины всего федерального финансирования, предусмотренного на президентскую водородную программу, было предложено направить крупным автомобильным и химическим компаниям. В 2004 г. в рамках фундаментальных научно-исследовательских работ по водородной энергетике $22 млн. предназначены на изучение использования в этих целях угля, атомной энергии и природного газа, $19,6 млн. - нефти и только $17 млн. - возобновляемых энергетических источников. По сравнению с предшествующим уровнем бюджетных затрат общее государственное финансирование исследований по освоению альтернативной энергетики и энергосбережению было предложено сократить на $86 млн. По мнению представителей демократической оппозиции, президентская администрация, тесно связанная с энергетическими корпорациями, на деле под прикрытием "водородной инициативы" стремится подменить переход к энергосбережению и возобновляемой энергетике простым изменением характера конечного использования минерального и ядерного топлива, по сути сохраняя уже сложившуюся и опасную для страны структуру энергетического баланса.

В настоящее время нефтяные и химические предприятия США ежегодно производят около 9 млн. т водорода. Примерно 95% этого количества вырабатывается из обычного природного газа и перекачивается в сжатом виде по системам трубопроводов для обеспечения потребностей космических ракетных систем, оборонной промышленности, нефтехимии, металлургического и электротехнических производств. При топливном использовании водород пока обходится крупным потребителям в три раза дороже, чем природный газ. Джордж Буш предложил резко расширить существующую инфраструктуру, гарантируя при этом, что нефтяные и газовые компании получат от перехода на водород значительные дополнительные прибыли.

Выделение максимальной доли федеральных налоговых субсидий на производство водорода из минерального сырья, а не из воды с использованием альтернативной энергии создаст необходимые условия для того, чтобы нефтяные, газовые и угольные компании смогли развернуть массовое производство водорода по сниженным ценам. Кроме того, это сулит им выгодные контракты для строительства новой общенациональной системы водородных трубопроводов, которые не будут ориентироваться на рассеянные альтернативные источники энергии, а соединят в первую очередь газовые,

стр. 64

угольные, нефтяные месторождения и прибрежные перегрузочные терминалы с зонами потребления водородного топлива.

Как уже отмечали в своих выступлениях потенциальные демократические кандидаты будущих президентских выборов, в таком случае даже полный переход транспорта на водородное топливо не сможет обеспечить в обозримом будущем прекращение растущей зависимости США от зарубежных источников минерального сырья. Плaны президентской администрации производить водород из нефти, газа и угля также существенно ускорят глобальное потепление под действием парникового эффекта.

Хотя представители нефтегазовых и угольных компаний утверждают, что смогут ограничивать поступления углеродных соединений в атмосферу путем закачивания их в глубоководные океанические впадины или в выработанные нефтяные скважины, такие методы связаны с высоким риском дестабилизации сложных экологических систем, что в конечном итоге может привести к гораздо большим затратам из-за последующих стихийных бедствий.

Как показали опубликованные в июле 2003 г. комплексные оценки специалистов Калифорнийского университета, предлагаемая советниками Джорджа Буша схема получения и использования водорода в целом, скорее всего, не станет более экономически эффективной, чем современное автомобильное топливо, а внедрение имеющихся гораздо более дешевых методов кардинального повышения энергосбережения пока блокируется в конгрессе усилиями могущественного объединенного лобби автомобильных и энергетических корпораций (см. "Сфера повышенного внимания").

Большинство американских независимых экспертов сходятся в том, что если топливный водород не будет вырабатываться с помощью возобновляемых источников энергии на базе принципиально новых высокоэффективных технологий, то его использование на данном этапе может пока оказаться недостаточно оправданным с экономической и природоохранной точек зрения.

Водородные энергетические технологии и интересы России

Высокий уровень многих отечественных научных и технических разработок в области водородной энергетики обеспечивает хорошие предпосылки как для их успешного практического внедрения в ходе модернизации технической базы отечественного ТЭК, так и для развития взаимовыгодного российско- американского технологического сотрудничества, в котором смогут принять активное участие ведущие российские нефтяные и газовые компании. За последние 25-30 лет в СССР и России были построены и испытаны многочисленные действующие прототипы наземных, морских и воздушных водородных транспортных средств, разработаны высокопроизводительные и надежные в эксплуатации промышленные криогенные установки и трубопроводы, практически решены многие задачи массового производства и транспортировки топливного водорода. В отличие от многих зарубежных конкурентов, только начинающих осваивать такую технику, российские предприятия имеют многолетний

стр. 65

опыт создания экспериментальных образцов водородных автомобилей и автобусов, опытных пассажирских самолетов, таких как Ту-155, и крупных ракетно-космических систем "Буран-Энергия".

В рамках федеральной целевой программы "Национальная технологическая база" на 1996-2005 гг. в России успешно разрабатываются методы производства и практического использования гидридов различных металлов, способных поглощать, сохранять и выделять водород в больших количествах. Наиболее эффективными являются гидриды циркония, титана и иттрия, а также их сплавы с редкоземельными элементами и магнием. Обладая крупными промышленными месторождениями необходимых редких металлов, Россия могла бы выгодно экспортировать дорогостоящее металлогидридное энергетическое оборудование во многие развитые страны.

При получении больших объемов водорода из метана и особенно из многокомпонентных серосодержащих природных газов может быть использована разработанная в нашей стране оригинальная плазменно- мембранная технология, обеспечивающая более высокую производительность, чем обычные диффузионные системы, принятые за рубежом. По данным Министерства промышленности, науки и технологий РФ, в России уже создан ряд демонстрационных установок, для которых не требуются дорогостоящие катализаторы и традиционные жидкостные схемы газоразделения. Эксплуатируемые в США промышленные системы пока используют громоздкий и малопроизводительный термокаталитический процесс, опасный для окружающей среды и требующий в 2-3 раза больших энергетических затрат. Ведущим отечественным разработчиком в этой области является ГНЦ "Курчатовский институт", который успешно завершил разработку таких агрегатов в 200 кВт и планирует переход к опытно-промышленной серии установок мощностью 1 МВт. Ресурсы пригодного для этого серосодержащего газового сырья в России достаточно велики для удовлетворения внутренних и экспортных потребностей. Удельные энергозатраты при этом могут быть в 2-3 раза ниже, чем в США и составлять всего около 1 кВт-ч на каждый кубометр водорода. В перспективе новый процесс даст возможность безотходного получения дешевого водорода в качестве дополнительного продукта при производстве удобрений, жидкого метанола, а также в различных процессах химической переработки нефти и угля.

В настоящее время российским интересам в наибольшей мере отвечало бы максимальное использование уже накопленного отечественного научно- технического потенциала для получения прибыли от внешней торговли патентами, промышленным оборудованием и специальными материалами для развития водородной энергетики.

В дальнейшей перспективе постепенное внедрение водорода, как универсального энергоносителя на предприятиях ТЭК России, могло бы приостановить прогрессирующий рост загрязнения окружающей среды, помочь экономить минеральное топливо и более активно использовать возобновляемую энергию с помощью гидравлических, ветровых, солнечных, приливных, биогазовых и термоградиентных электростанций, а также стационарных энергосистем с водородным аккумулированием энергии. Применение водорода в металлургии, газо- и нефтехимии, производстве минеральных удобрений, биотехнологии позволит повысить качество и экономичность выпускаемой продукции при снижении объема вредных промышленных отходов.

Андрей Корнеев, заведующий Сектором энергетических исследований Института США и Канады РАН






 

Биографии знаменитых Политология UKАнглийский язык
Биология ПРАВО: межд. BYКультура Украины
Военное дело ПРАВО: теория BYПраво Украины
Вопросы науки Психология BYЭкономика Украины
История Всемирная Религия BYИстория Украины
Компьютерные технологии Спорт BYЛитература Украины
Культура и искусство Технологии и машины RUПраво России
Лингвистика (языки мира) Философия RUКультура России
Любовь и секс Экология Земли RUИстория России
Медицина и здоровье Экономические науки RUЭкономика России
Образование, обучение Разное RUРусская поэзия

 


Вы автор? Нажмите "Добавить работу" и о Ваших разработках узнает вся научная Украина

УЦБ, 2002-2018. Проект работает с 2002 года. Все права защищены (с).
На главную | Статистика последних публикаций