На «Газпром» надейся, а сам не плошай
Народная мудрость
Предчувствие катастрофы
Месяца два назад в СМИ прошла информация, касающаяся российских запасов углеводородов. Она была как-то не очень замечена широкой общественностью. Оппозиция не кричала «Караул! Долой кровавый режим!». Экспертное сообщество либо не заметило, либо осталось прохладным.
А, между тем, широкой общественности в купе с экспертами и властью стоит обеспокоится. Разведанных на настоящий день запасов нефти в России хватит примерно лет на 20-30. Газа – ориентировочно на 70 лет. Зато угля в России хватит и внукам, и правнукам, и праправнукам – его запасов лет на 700.
В принципе, уголь – тоже неплохое углеводородное сырье. При большом желании из него можно будет получать те же продукты, что из нефти. Однако для наступления рыночного ренессанса нужны специальные технологии. А их, по словам доктора технических наук, заведующего кафедрой теоретических основ теплотехники КНИТУ Фарида Гумерова, в нынешней России нет.
Некоторые специалисты считают, что нефть – источник возобновляемый. Косвенным подтверждением тому является ситуация с знаменитым Ромашкинским месторождением в Татарстане. Думали, там нефть закончилась, а нет – пошла ещё!
Но уповать на это особо не стоит. Во-первых, «возобновленцев» среди ученых меньшинство. Если нефть и уголь – продукт распада древних растений (или животных), то почему её не находят буквально повсюду. Ведь растительностью была покрыта вся планета. Видимо, для появления нефти нужны какие-то особые условия, например, разломы в земной коре.
Во-вторых, при разработке новых месторождений (особенно в сложных климатических условиях) себестоимость добычи резко растет. Из песчаников нефть трудно выдавить напором воды. А именно такой метод используют нефтяники Татарстана. Впрочем, всегда ведь может повезти.
В общем, если в основу государственной стратегии развития страны заложить упование на чудо, то… мягко говоря, не стратегия.
Что же мы будем делать лет через 40? Экспортировать нефть? А на какие, простите, шишы? Что будет продавать? Ладу Гранта и ё-мобиль? Такой доходной статьи может и не хватить для покрытия всех российских сырьевых и энергетических нужд.
Вообще, подобная ситуация характерна не для одной России, а для мира в целом.
Хотя в странах, прилегающих к Персидскому заливу, запасов нефти хватит на 120 лет минимум, в так называемых развитых странах не успокаиваются этим фактом. Да даже в некоторых развивающихся странах ведется активные работы над альтернативным топливом.
Главный химический элемент
Водород – самый чистый источник энергии. Ещё в начале прошлого года российские СМИ сообщили, что британские ученые заявляют о создании водородного топлива, которое можно будет использовать в обычных двигателях внутреннего сгорания уже через 3–5 лет. Якобы экологичное топливо не потребует модификации транспортных средств, будет стоить не дороже обычного бензина. Этим занимается компания с туманного Альбиона Cella Energy.
Конечно, водородное топливо – идеальный выход для землян. Водородом питались ещё дирижабли. Это экологично, экономично и энергоемко в одном флаконе. При его сгорании выделяется в три раза больше энергии, чем при сгорании аналогичного количества бензина, а продукт его сгорания – вода совершенно безвреден. Проблема только в том, где взять этот флакон.
Бывалых любителей новостей сразу же напрягают первые 2 слова: «британские ученые». Они, кажется, исследовали уже все, вплоть до влияния клонирования овцы на самочувствие тихоокеанских папуасов. Именно эти «серьезнейшие исследования» вселяют некоторые сомнения.
Проблема с водородом та, что не понятно как его хранить и транспортировать. С обычным бензином таких проблем не возникает. Кроме того, пока не до конца ясно, где взять водород в нужных для планеты количествах.
Британские ученые посчитали, что решили эти проблемы. Они придумали «упаковку» водорода. Её секрет – создание материала, содержащего микроскопические сферические полости, в которых хранится это топливо. Кроме того, человеческая кровь оказалась идеальным реактором для синтеза водорода. Небольшая модификация компонентов крови привела к получению каталитического комплекса, который разлагает воду на компоненты. Авторы изобретения полагают, что полностью заполненного бака топлива автомобилю хватит, чтобы проехать 300–400 миль (500–600 км), что сопоставимо с эффективностью современных ДВС. Электрокары по этому параметру проигрывают. Цена топлива анонсировалась как 19 пенсов (или 9 рублей) за литр.
В Cellar Energy, не раскрывая деталей новинки, но утверждает, что первые автомобили будут испытаны в «боевых условиях» уже в этом году. Все бы хорошо, но только опытного образца до сих пор никто не видел. А это наводит на грустные размышления.
За водородом, безусловно, будущее. Только, скорее всего, не ближайшее.
Несколько альтернатив
Примерно та же история с энергией ветра, солнца, приливов-отливов. Все это – реально работающие проекты. Но до того момента, пока данные виды энергии смогут реально покрывать хотя бы половину энергозатрат на цивилизацию, надо жить и жить.
От атомной энергетики постепенно стараются отказываться. Особенно после Фукусимы. Например, Германия планирует полностью перейти на российский газ и биотопливо, закрыв все АЭС.
Во всяком случае, под капот засовывать маленький реактор несколько рискованно.
Об управляемой термоядерной реакции (которая вполне бы могла спасти неоднозначную ситуацию с дефицитом топлива в обозримом будущем) ученые пока только мечтают. В настоящее время научная и технологическая база не позволяет использовать управляемый термоядерный синтез в промышленных масштабах. Это светлое будущее человечества.
Но это не значит, что настоящее должно быть темным. Не смотря на усиливающуюся тенденцию быть ближе к природе, непрекращающиеся разговоры о том, что надо меньше тратить, меньше производить и т. д., в пещеру пока никто не перебрался. И большинство предпочитает пользоваться водопроводом, а не ходить по воду на колодец.
Тренд в разговорах один, а в реальной экономике – противоположный. Отсюда и поиски новых видов топлива.
«Дрова» для цивилизации
Биотопливо (о котором вскользь упоминалось выше) – топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки биологических отходов. Видимо, это самый реалистичный выход. Почему?
Потому, что изначально Дизель создавал свой двигатель так, чтобы он работал на растительном масле. И сейчас под биотопливо не надо менять двигатели на машинах. Таким образом, переход от бензиновой цивилизации к биотопливной должен пройти с минимальным дискомфортом.
Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (биогаз). Да-да, те самые дрова – самый древний источник неиссякаемой энергии – тоже банальное биотипливо. Ещё один плюс в его копилку.
Биогаз – это, в основном, немецкая тема. Недавно делегация из Германии приезжала в Татарстан прозондировать почву по поводу открытия заводов по производству биогаза из…навоза. Благо по этому добру мы держим мировое лидерство. Но с биогазом та же сложность, что и с водородом – неудобно хранить и транспортировать (без труб). Всё-таки газ – не жидкость.
А например, биоэтанол (топливо из спиртовых паров) активно производят в Бразилии и США. Мировое производство биоэтанола в 2005 составило 36,3 млрд литров, из которых 45 % пришлось на Бразилию и 44,7 % — на США. Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США из кукурузы. Как раз биоэтанол подойдет машинам с бензиновым двигателями. Впрочем, в России такое топливо могли бы просто надышать определенные слои населения.
Существуют критики применения этанола в качестве автомобильного топлива. Это как обычно вездесущие экологи, занимающиеся защитой всего живого (включая комаров, тараканов и ядовитых пауков) от человека на общественных началах. Они утверждают, что под плантации тростника вырубаются тропические леса Амазонки. При этом забывая уточнить, откуда в бассейне Амазонки сахарный тростник.
Более серьёзным конртаргументом является то, что при сгорании этанола в выхлопных газах двигателей появляются альдегиды (формальдегид и ацетальдегид), наносящие живым организмам не маленький ущерб.
Биодизель: между настоящим и будущим
А США и Европа постепенно переходят на биодизельное топливо. Обычное дизтопливо — это фракция нефти. Биологическое – метиловые эфиры жирных кислот. Сырьём могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло, или любого другого масла-сырца, а также отходы пищевой промышленности. Растительное масло смешивают со спиртом. В результате реакции и получается биодизельное топливо.
Во Франции в солярку добавляют не менее 5% биодизельного топлива. Так и экономичней, и экологичней. Ну, и технологические преимущества.
В США всерьез планируют, что их экономика к 2022 году закроет 50% потребности в дизельном топливе за счет биологического. Глядя на такой растущий спрос, в США подорожали рапсовое, кукурузное и соевые масла. Но главная проблема даже не в этом.
Чтобы выйти на планируемые показатели (50% — биодизель), надо засеять почти все Штаты одной кукурузой. При этом не питаться ею, а всю пускать на производство биодизельного топлива.
Выход опять-таки нашли пытливые умы. Сейчас широко внедряются технологии производства биодизеля из микроводорослей. Площадь для выращивания этих самых микроводорослей нужна в сотни раз меньшая. Для примера, с гектара засеянного соей получается в 200 раз меньше литров биодизельного топлива, чем с гектара, искусственно выращиваемых микроводорослей. Солнце, вода и углекислый газ – вот всё, что им нужно для здорового роста. Примерно то же соотношение и по энергоемкости сои и микроводорослей.
К тому же в процессе получения биотоплива из водорослей выделяются биоактивные компоненты. Их можно применять в фармацевтике. Ну, не то чтобы прямо для изготовления лекарств, а для БАДов они вполне подходят. Таким образом, за счет двойного назначения процесса достигается снижение себестоимости биодизельного топлива.
А снижать его надо. Потому что пока биодизельное топливо получается дороже обычной солярки. Поэтому его производство везде частично субсидируется государствами.
Инвестиции в светлое будущее
Но скоро (лет через 20), когда нефть постепенно будет превращаться в дефицит, производство биодизельного топлива (да и прочих видов биотоплива) станет просто сверхвыгодным. Чтобы купить билет в это счастливое время, вкладывать в соответствующие технологии можно уже сейчас.
Ходит слух, что какие-то российские олигархи уже вложили немалую сумму в производство биодизеля. В Казахстане. Видимо, в России на высшем уровне надеются как-нибудь обойтись без технологий будущего. Продержимся на самом надежном традиционном нашем биотопливе – дровах.
Как бы то ни было, если наша цивилизация не погибнет, ей обязательно понадобится топливо. А это значит, что вложения в энергетику будущего не могут не окупиться.
Дмитрий Смирнов
Вовремя.ру
04.05.2012
фото с сайта http://caricatura.ru