Водородное общество

Проблемы энергетики должны решаться одновременно с проблемами экологии, и наоборот. Наиболее реальный вариант подобного комплексного решения — переход к такому обществу, где практически всё будет работать на водороде. Водород может использоваться как дешевый и безопасный энергоноситель. Его применение позволит упростить накопление и передачу электричества, в том числе полученного из возобновляемых источников энергии.

Как известно, в Германии электрическая сеть обязана покупать избыточное электричество у владельца ветряка, и даже за свой счет подводить сеть к нему, если ветряк находится на удаленном расстоянии. В России такого нет, и это одна из причин, по которой ветровая энергетика не развивается.

С появлением водорода альтернатив использования энергии становится намного больше. Владелец ветряка может вообще обойтись без сети. С помощью энергии ветряка он получит из воды водородное топливо. И, например, зальет его в бак своего автомобиля, или продаст всем автомобилистам в своей округе.

В водородном обществе монополизм сетей и нефтегазовых производителей не будет таким неограниченным, как сейчас.

Семинар «Беллоны» в Европарламенте

Сегодня для принятия взвешенных решений необходима дискуссия между самыми разными ответственными и заинтересованными сторонами. С этой целью «Беллона» совместно с депутатом Европейского парламента Клодом Тюрмэ (Claude Turmes) провели 20 марта 2003 в Парламенте Европейского Союза семинар по проблемам энергетического использования водорода. В рамках семинара была представлена концепция объединения «Беллона» о наиболее реалистичных путях к «водородному обществу». К участию в семинаре были приглашены и другие экологические организации.

По мнению президента «Беллоны» Фредерика Хауге, семинар можно считать успешным. Интерес к нему среди парламентариев оказался даже большим, чем ожидалось. Было отмечено присутствие значительного числа представителей Европейской Комиссии (семинар посетили представители четырех директоратов). Фактически «Беллоне» удалось вызвать к общению представителей европейских органов власти, которые обычно работают и принимают решения независимо друг от друга. Впервые для обсуждения актуальных вопросов энергетического использования водорода вместе собрались депутаты Европейского парламента, представители Европейской Комиссии и НКО.

Без сомнения, для достижения цели — создания «водородного общества» — необходима кооперация самых разных сфер: представителей промышленности, политиков, экологических организаций, ученых. Одним из шагов на пути к такой кооперации и стал семинар, организованный объединением «Беллона».

Минусы традиционных источников энергии

По мнению депутата Европейского парламента, члена Партии зеленых Клода Тюрмэ, внимание к вопросу об использовании водорода в качестве энергоносителя сегодня чрезвычайно важно.

Нет нужды в очередной раз описывать опасности ядерной энергетики. Применение ископаемых источников связано с загрязнением воздуха выбросами парниковых газов, в частности углекислого (CO₂) и вызывает глобальное изменение климата. Призванный предотвратить такие изменения, Киотский протокол требует от присоединившихся к нему развитых стран снизить выбросы углекислого газа за период с 2008 по 2012 год на 8% по сравнению с 1990 годом.

Кроме того, нужно учитывать ограниченность запасов ископаемого топлива. Существуют разные оценки того, как долго мы еще сможем без особенных затруднений использовать углеводородное ископаемое топливо из недр Земли. Однако никто не сомневается в том, что в обозримом будущем этот источник энергии иссякнет или же станет слишком дорогим.

Первый шаг

Пока еще использование возобновляемых источников энергии освоено недостаточно, необходимо организовать эффективное и экологически чистое производство водорода из ископаемого сырья. «Беллона» считает, что извлечение углерода из углеводородного сырья и его экологически чистая утилизация — недостающее звено на пути к водородному обществу.

Уже сейчас в качестве энергоносителей следует предпочесть электричество и водород. Как «чистые» энергоносители, они позволят значительно сократить выбросы CO₂, а также других вредных веществ. При этом водород обладает определенными преимуществами перед электричеством, так как он позволяет легко запасать значительное количество энергии.

Однако вопрос в том, как производить водород и электричество эффективно и в необходимых количествах, не нанося при этом вреда окружающей среде. В перспективе производство и электричества, и водорода, должно осуществляться преимущественно из возобновляемых источников. Однако на сегодняшний день использование таких источников освоено недостаточно. Вместе с тем отсутствие реального спроса на водород для транспортных средств не обеспечивает необходимых стимулов для развития экологически чистого производства водорода.

Производство водорода и минимизация ущерба CO₂

Всеобщий переход на транспорт, работающие на водороде, потребует введения значительных мощностей в производстве электроэнергии на основе возобновляемых источников. По расчетам объединения «Беллона», чтобы к 2010 все продаваемые в Европе автомобили могли работать на водороде, требуется установка приблизительно 65 000 новых ветряков ежегодно, или введение дополнительных мощностей в солнечной энергетике ок. 200 ГВ в год, что в 2700 раз превышает существующие.

Иными словами, мгновенный переход к энергетике, основанной на возобновляемых источниках энергии невозможен. Однако уже сегодня в качестве удачного решения для переходной стадии развития энергетики «Беллона» рассматривает захоранивание диоксида углерода. Углерод, получаемый при производстве водорода или электричества из ископаемого сырья, может быть размещен в пространствах, образующихся при добыче нефти, или в водоносных пластах. По оценкам «Беллоны» нефтяные резервуары и подземные водоносные пласты Северного моря позволяют утилизировать выбросы от всех европейских электростанций в течение ок. 200 лет.

Первоначально для размещения CO₂ следует использовать месторождения нефти, так как при этом достигается дополнительный экономический эффект: повышается эффективность их использования. Закачиваемый в скважины углекислый газ выталкивает остатки нефти, и для этих целей больше не нужно тратить ценный природный газ. Таким образом, нефтяные компании вместо того, чтобы усугублять проблему, становятся частью ее решения.

Для увеличения эффективности использования нефтяных месторождений Северного моря требуется от 26 до 53 миллионов тонн диоксида углерода ежегодно. На некоторых месторождениях уже начинаются реальные трудности с добычей. По мнению объединения Bellona, сегодня лучше увеличить срок службы этих месторождений, чем разрабатывать новые. А к тому времени, когда потребность нефтяной промышленности в CO₂ станет снижаться, будет создана инфраструктура, которая обеспечит возможности для дальнейшего захоранивания CO₂ в водоносных пластах.

Большой опыт по использованию углекислого газа в нефтяной индустрии накоплен в США, где он используется для увеличения добычи нефти уже почти 40 лет. Первоначально для этого использовался CO₂, обнаруживаемый в естественных залежах. От них по трубам он транспортировался к нефтяным месторождениям. Крупнейший трубопровод, построенный в США для этих целей, имеет длину почти 1500 км. Начало использования CO₂ в нефтяной индустрии было связано с падением нефтедобычи в США в 70-е годы и последующим ростом цен на нефть. Схожая ситуация с добычей нефти складывается сегодня и в Северном море.

В процессе добычи нефти на первой стадии удается откачать лишь 20-25%. Далее в скважину запускается вода, что позволяет получить еще 15-20%. Использование углекислого газа на третьей стадии позволяет получить еще 6-15% от первоначального объема нефти в месторождении, то есть увеличить добычу на 10-30%. Однако для создания эффективного рынка CO₂ необходимо установить и иные экономические меры — налогообложение, которое давало бы дополнительный стимул для использования углекислого газа при добыче нефти.

Только централизованная переработка выбросов CO₂ может сделать энергетическое использование ископаемого топлива экологически чистым. По мнению «Беллонs», проблему экологически чистой утилизации углерода необходимо решать сообща, так как для этого требуется создание сложной инфраструктуры, объединяющей производителей и потребителей углекислого газа. Ведь, к сожалению, правильную утилизацию CO₂, вырабатываемого в каждом отдельном автомобиле, организовать невозможно.