Парниковый период. Земля либо замерзнет, либо превратится в пустыню, если мы не перекроем CO2

В последнее время проблемой номер один всего научного мира стало глобальное потепление климата. Ученые пугают: если человечество вовремя не остановится и не прекратит загрязнять атмосферу, то мир перевернется с ног на голову. Арктические льды растают, Северная Европа и Европейская часть России замерзнут, юг страны превратится в жаркую пустыню с постоянными вихрями. То, что уже сейчас с климатом творится что-то неладное, можно увидеть на примере недавних ураганов на Гаити и в США. ООН считает, что в будущем эти катастрофы станут еще более частым и разрушительным явлением. Одним из вариантов спасения от глобального потепления климата, по мнению ученых всего мира, может стать замена современной энергетики на экологически чистую водородную, не связанную с выбросами СО2 в атмосферу. О возможности перехода российской энергетики и транспорта на водородное топливо «УГ» рассказал директор Института водородной энергетики и плазменной технологии российского научного центра «Курчатовский институт» Владимир РУСАНОВ.

– Владимир Дмитриевич, как вы считаете, сможет водородная энергетика, если ее начать вводить в ближайшее время, побороть то негативное, что уже происходит с климатом и биосферой Земли?

– Главное, что сейчас происходит, это бурно растущий парниковый эффект. Он греет тропосферу, приземный слой, из-за чего температура постоянно растет. В результате возникают различные неустойчивости, которые уже очень заметны. Например, резкие скачки температуры, как это было прошлым летом в Европе. При этом проявляются отдельные скачки в отрицательную сторону в зимние периоды. Если своей деятельностью человечество будет сильнее ломать климат, он будет продолжать терять устойчивость, перейдет в режим развитой неустойчивости, и тогда нам будет очень трудно выживать. Представьте: сегодня – жара, завтра – наводнение, послезавтра – мороз.

– Вы предлагаете в качестве главного «лекарства» для климата водородную энергетику?

– Да, другого «лекарства» у нас нет. Спасти климат может только переход на водород: сначала в малой – автономной – энергетике, потом в большой. Отказавшись от природного топлива, мы перестанем насыщать атмосферу планеты огромным количеством углекислого газа и различными вредными веществами, и парниковый эффект начнет исчезать.

– Но ведь имеются и другие альтернативные источники сравнительно чистой энергии. Например, управляемая термоядерная реакция?

– До реально работающего термояда нам еще очень далеко, а водород уже реально работает в промышленности и на транспорте. И вообще он вне конкуренции хотя бы потому, что является идеальным топливом. При его сгорании не образуется ничего, кроме химически чистой воды. И сжигать его необязательно, поскольку уже имеются работающие образцы так называемого топливного элемента, в котором электрическая энергия выделяется на особой мембране в процессе превращения водорода и кислорода в молекулы обыкновенной воды.

– И как же устроен этот топливный элемент?

– Принцип работы очень прост. Если в определенный объем воды подавать электрическое напряжение, то на противоположных электродах при разложении молекул воды начнут образовываться чистые водород и кислород. Существует и обратный процесс, то есть если соединять атомы водорода и кислорода, то в процессе образования воды будет создаваться электрическое напряжение. Для осуществления этого процесса и создан топливный элемент, главной частью которого является мембрана. На нее подается топливо – водород, окислитель и кислород. В результате выделяются чистая вода и электроэнергия. Топливный элемент не имеет движущихся частей, энергия на трение не расходуется, и в целом его КПД может быть в 3-5 раз выше, чем у бензинового двигателя. Химическая энергия при окислении водорода прямо превращается в топливных элементах в электроэнергию и потом используется для любых целей. Никакого углекислого газа и никаких отравляющих веществ в атмосферу попадать не будет.

То же самое и с автотранспортом: электроэнергию из топливного элемента можно прямо направлять в электромотор, приводящий в движение автомобиль. Транспорт, работающий на водороде, перестанет портить окружающую среду. А он стоит на втором месте в плане глобального выброса углекислого газа в атмосферу.

– После электростанций?

– Совершенно верно. Но транспортная проблема даже более важна. Например, Москва имеет 90% загрязнений от автотранспорта. Париж, Токио, Нью-Йорк – 88 – 89%. Так что крупные города являются особыми точками в цепи неустойчивости климата. Но такого безобразия, как в столице нашей Родины, нет нигде. Это объясняется тремя причинами. Во-первых, просто ростом транспорта на душу населения. Во-вторых, не очень хорошим состоянием транспорта с точки зрения его эксплуатации. И, в-третьих, низкосортным загрязненным бензином. Так что первое место Москвы обоснованно. И дальше эта тенденция будет лишь нарастать. С каждым годом в столице будет все опаснее жить, особенно в летнее время. Еще раз хочу подчеркнуть, что изменит ситуацию только переход на новое топливо – на водород.

– Скорее всего Запад первым введет водородную энергетику в действие, и тогда нам придется следовать за этим новым витком научно-технического прогресса?

– Именно так пока и получается. В передовых, промышленно развитых странах, таких, как США, Япония, Германия, всерьез занимаются разработками транспортных средств на водороде. Так, Соединенные Штаты выделяют большие ассигнования на поддержку проблемы водородной энергетики. А у нас все деньги не находятся. Наши олигархи скупают футбольные команды, виллы, яхты. На это денег хватает, а чтобы выделить каких-то несколько миллионов долларов на водородную энергетику, так сразу нищие.

Есть еще одна трудность в развитии водородного транспорта с топливными элементами. Это достаточно высокая стоимость топливного элемента. Из-за этого пока для массового производства он не очень пригоден. Но со временем по себестоимости водородный транспорт и водородные электростанции почти сравняются с их «дымящими» аналогами. И все это может произойти сначала в странах западного мира, а потом неизбежно затронет и нас. Но уже сейчас надо браться за создание водородных топливных элементов в России и не ждать того момента, когда выпустят специальное постановление и запретят автомобили на природном топливе: бензине, керосине, мазуте. Если к тому моменту мы не успеем переориентироваться, нас заставят покупать как транспортные средства, так и водород, который мы сегодня почти не производим.

– Но что-то можно еще исправить?

– Вопрос теперь стоит так: либо мы сами осознаем все, что было упущено, и возьмемся, наконец, за водородную энергетику, либо нас это принудят сделать серией запретов на традиционные транспорт и энергетику, заставив все покупать за границей. Хотелось бы надеяться на первый вариант развития событий, тем более что на мрачном осеннем фоне появился свежий зеленый росток: был заключен договор на проведение работ по водородной энергетике между Российской академией наук и горно-металлургической компанией «Норильский никель». На первом этапе на эти исследования компания «Норильский никель» планирует выделять до 40 миллионов долларов в год.