Экономика
ВМЕСТО НЕФТИ - ВОДОРОД?
30 май
Главной темой прошедших в России Дней науки, организованных некоммерческим Фондом Дмитрия Зимина при поддержке РАН, стала водородная энергетика. Научный фестиваль собрал в Петербурге крупнейших разработчиков в сфере "водородного хай-тека", а также представителей бизнеса, всерьез заинтересованных его перспективами. Несколько раньше, на Международной промышленной ярмарке-выставке в Ганновере, традиционно собирающей ведущие компании из разных отраслей экономики, российские "водородные" разработки произвели настоящий фурор.
Наперегонки
По данным Федерального агентства по науке и инновациям, мировое потребление энергии к 2030 году увеличится на 70 процентов, притом что углеводородные сырьевые источники стремительно истощаются.
А запасы водорода неисчерпаемы, парниковых газов от его "сгорания" в чистом виде не образуется - одна лишь вода, сама по себе являющаяся ценным продуктом. На водород, конечно, не рассчитывают как на панацею - в первую очередь потому, что пока еще нет дешевого способа его получать. Знакомый всем со школы процесс гидролиза воды сам по себе энергоемок, так что то на то и выйдет. Однако исследования идут - есть и успехи (о них - чуть ниже). Поэтому доля водорода в будущей "энергетической корзине" достаточно велика - от 20 до 40 процентов.
В исследования и топливно-водородную инфраструктуру по всему миру вложено около триллиона долларов. Это данные национальной инновационной компании "Новые энергетические проекты" (НИК "НЭП"), созданной еще в 2003 году в рамках крупнейшей в России водородной программы "Норильского никеля" и РАН. На разработки по этой программе уже потрачено 400 миллионов долларов, в ближайшие
5 лет будет инвестировано еще 600 миллионов, а сама концепция рассчитана до 2050 года.
Суммы впечатляют, но все познается в сравнении. Америка, самая активная участница нового рынка, всего за пару лет вложила в него миллиарды государственных долларов. Аналогичный подход к проблеме - в Японии и Европе, которая публично пообещала добиться водородного лидерства.
В России национальной государственной водородной программы нет, точнее - таковой называют договор между "Норникелем" и РАН, финансируемый бизнесом.
И все-таки есть чем гордиться. В первую очередь (как всегда) - фундаментальными разработками таких "зубров" отечественной науки, как, например, петербургский Физико-технический институт им. И.А. Иоффе РАН. Деньги бизнеса, сделавшего ставку на водородные технологии, вдохнули в эти исследования новую жизнь.
Русские деньги, американская техника
В 2006 году "Норникель" купил активы американской инновационной компании Plug Power - одного из лидеров в сфере разработок водородной энергетики. Производство энергоустановок, начало которого намечено на 2007 год, будет основано на российских и американских технологиях.
Бизнес заинтересован в бытовых энергетических установках на водороде, которые дают тепло, свет и чистую воду. По словам представителя НИК "НЭП", директора программы "Стационарные энергоустановки" Владимира Туманова, для загородного дома, к примеру, хватит энергоблока мощностью 10 кВт/ч, и при этом каждые два часа его работы будет скапливаться по ведру чистой воды. По результатам сертификации Института космических исследований такую воду можно назвать "живой", то есть она сходна по свойствам с родниковой.
Откуда брать сам водород? Дешевых способов несколько. Один - получать его методом гидролиза, а энергию для этого брать из солнечных батарей. В Физтехе создали (и показывали на ярмарке, где они произвели сенсацию) солнечные батареи нового типа. Из-за наших климатических условий - частой облачности - их невыгодно использовать напрямую для подачи энергии в общую сеть. А вот обеспечивать гидролиз воды и накопление водородного топлива с их помощью удобно и недорого. Есть еще одна технология: использовать для получения водорода дармовое тепло, которое получается при охлаждении водой реакторов атомных станций. Горячая вода, катализатор - и водород пошел.
Электростанция в кармане
Катализаторы - это тоже разработка Физтеха. С их использованием НИК "НЭП" рассчитывает получать существенную прибыль уже с 2010 года. Один из будущих продуктов - микротопливные водородные элементы мощностью 0,1-10 Вт. То есть батарейки для самой разной бытовой электроники - от мобильников до ноутбуков. Мало кого устраивает емкость нынешних аккумуляторов, позволяющих технике полноценно работать от 2 часов до суток. Сделать их в несколько раз эффективнее и при этом дешевле взялись ученые лаборатории полупроводниковой квантовой электроники Физтеха. Их открытие имеет российский и международный патенты.
- Секрет - в катализаторе, который ускоряет реакцию "разложения" молекулы Н2 на атомы, а сам практически не расходуется, - рассказывает заведующий лабораторией Сергей Гуревич. - В нашем случае это платина, приведенная при помощи лазера в несвойственное ей аморфное состояние.
В лаборатории, где установлена лазерная "пушка", стерильная чистота: в разогретый лазером до температуры плазмы "металлический газ" не должна попасть ни одна посторонняя молекула. Конструкция, напоминающая небольшой бочонок, по сути мини-аналог еще одного физтеховского изобретения мирового масштаба - термоядерного реактора "Токамак". "На выходе" из нее ученые получают катализатор, активность которого гораздо выше, чем дают новейшие зарубежные установки, а расход, напротив, существенно снижен.
- Все дело в том, что частички платины, имеющие наноразмер, то есть примерно 10 атомов в диаметре, формируются из расплавленного металла. В нем разрушены кристаллические связи, и при остывании они не успевают заново образоваться, - поясняет Гуревич. В руках он держит самую настоящую водородную батарейку на аморфной платине мощностью 2 Вт размером с аккумулятор мобильного телефона. Емкость рынка подобных товаров только в России составляет 40 миллионов долларов, а во всем мире - 2 миллиарда.
Ученые, правда, как всегда, недовольны: средства они получают, потому что водородная энергетика - одно из немногих направлений, которое обещает дивиденды в относительно скором будущем. Финансировать же долгосрочные и не гарантирующие отдачу исследования не берется ни одна корпорация.
Прямая речь:
Андрей Забродский, директор Физтеха:
- Программа по водородной энергетике "Норильского никеля" - исключительное явление. Вообще же мы (научные работники. - Ред.) остро ощущаем невостребованность со стороны как бизнеса, так и государства. Поэтому влияние на инновационное развитие страны не соответствует потенциальным возможностям института. Более того. В Госдуму была внесена поправка в Бюджетный кодекс, согласно которой заработанные институтом внебюджетные средства будут уходить в госбюджет. То есть под вопрос поставлена сама возможность институтов РАН заниматься инновациями.
Петр Шелищ, депутат Госдумы, президент Национальной ассоциации водородной энергетики:
- Чтобы оказаться в числе инновационных стран мира, важно закрепить положение России в области водородной энергетики. У нас есть шанс занять лидирующие позиции в этой сфере. Но шанс - это только возможность, его можно с блеском НЕ использовать. Сейчас в парламенте обсуждаются законопроекты, стимулирующие энергосбережение, - увеличение платы за загрязнение природы и беспроцентные ссуды на внедрение новых технологий.
Борис Кузык, член-корреспондент РАН, директор НИК "НЭП":
- Приоритетным направлением для России является модернизация ЖКХ, и в ближайшие годы водородные технологии окажутся рентабельными в этом секторе. В 2020 году в стране возможно их системное использование в коммунальном хозяйстве. А в ближайшие годы должен увидеть свет российский автомобиль-гибрид на водородном и других видах топлива.
Михаил Прохоров, бывший совладелец "Интерроса" и гендиректор "Норникеля", создатель частного энергетического холдинга, объединяющего энергетические активы "Норникеля" и "Интерроса":
- Водородная энергетика должна занять около 20 процентов от мирового энергетического баланса. Эта энергия (точнее, энергоноситель - водород. - Ред.) может быть накоплена в жидком, газообразном и кристаллическом состоянии. А накопленная энергия позволяет регулировать циклы потребления и избегать потрясений рынка. Кроме того, прелесть водородной энергетики в том, что она экологически абсолютно безопасна.
Наталья АНИСИМОВА
Наперегонки
По данным Федерального агентства по науке и инновациям, мировое потребление энергии к 2030 году увеличится на 70 процентов, притом что углеводородные сырьевые источники стремительно истощаются.
А запасы водорода неисчерпаемы, парниковых газов от его "сгорания" в чистом виде не образуется - одна лишь вода, сама по себе являющаяся ценным продуктом. На водород, конечно, не рассчитывают как на панацею - в первую очередь потому, что пока еще нет дешевого способа его получать. Знакомый всем со школы процесс гидролиза воды сам по себе энергоемок, так что то на то и выйдет. Однако исследования идут - есть и успехи (о них - чуть ниже). Поэтому доля водорода в будущей "энергетической корзине" достаточно велика - от 20 до 40 процентов.
В исследования и топливно-водородную инфраструктуру по всему миру вложено около триллиона долларов. Это данные национальной инновационной компании "Новые энергетические проекты" (НИК "НЭП"), созданной еще в 2003 году в рамках крупнейшей в России водородной программы "Норильского никеля" и РАН. На разработки по этой программе уже потрачено 400 миллионов долларов, в ближайшие
5 лет будет инвестировано еще 600 миллионов, а сама концепция рассчитана до 2050 года.
Суммы впечатляют, но все познается в сравнении. Америка, самая активная участница нового рынка, всего за пару лет вложила в него миллиарды государственных долларов. Аналогичный подход к проблеме - в Японии и Европе, которая публично пообещала добиться водородного лидерства.
В России национальной государственной водородной программы нет, точнее - таковой называют договор между "Норникелем" и РАН, финансируемый бизнесом.
И все-таки есть чем гордиться. В первую очередь (как всегда) - фундаментальными разработками таких "зубров" отечественной науки, как, например, петербургский Физико-технический институт им. И.А. Иоффе РАН. Деньги бизнеса, сделавшего ставку на водородные технологии, вдохнули в эти исследования новую жизнь.
Русские деньги, американская техника
В 2006 году "Норникель" купил активы американской инновационной компании Plug Power - одного из лидеров в сфере разработок водородной энергетики. Производство энергоустановок, начало которого намечено на 2007 год, будет основано на российских и американских технологиях.
Бизнес заинтересован в бытовых энергетических установках на водороде, которые дают тепло, свет и чистую воду. По словам представителя НИК "НЭП", директора программы "Стационарные энергоустановки" Владимира Туманова, для загородного дома, к примеру, хватит энергоблока мощностью 10 кВт/ч, и при этом каждые два часа его работы будет скапливаться по ведру чистой воды. По результатам сертификации Института космических исследований такую воду можно назвать "живой", то есть она сходна по свойствам с родниковой.
Откуда брать сам водород? Дешевых способов несколько. Один - получать его методом гидролиза, а энергию для этого брать из солнечных батарей. В Физтехе создали (и показывали на ярмарке, где они произвели сенсацию) солнечные батареи нового типа. Из-за наших климатических условий - частой облачности - их невыгодно использовать напрямую для подачи энергии в общую сеть. А вот обеспечивать гидролиз воды и накопление водородного топлива с их помощью удобно и недорого. Есть еще одна технология: использовать для получения водорода дармовое тепло, которое получается при охлаждении водой реакторов атомных станций. Горячая вода, катализатор - и водород пошел.
Электростанция в кармане
Катализаторы - это тоже разработка Физтеха. С их использованием НИК "НЭП" рассчитывает получать существенную прибыль уже с 2010 года. Один из будущих продуктов - микротопливные водородные элементы мощностью 0,1-10 Вт. То есть батарейки для самой разной бытовой электроники - от мобильников до ноутбуков. Мало кого устраивает емкость нынешних аккумуляторов, позволяющих технике полноценно работать от 2 часов до суток. Сделать их в несколько раз эффективнее и при этом дешевле взялись ученые лаборатории полупроводниковой квантовой электроники Физтеха. Их открытие имеет российский и международный патенты.
- Секрет - в катализаторе, который ускоряет реакцию "разложения" молекулы Н2 на атомы, а сам практически не расходуется, - рассказывает заведующий лабораторией Сергей Гуревич. - В нашем случае это платина, приведенная при помощи лазера в несвойственное ей аморфное состояние.
В лаборатории, где установлена лазерная "пушка", стерильная чистота: в разогретый лазером до температуры плазмы "металлический газ" не должна попасть ни одна посторонняя молекула. Конструкция, напоминающая небольшой бочонок, по сути мини-аналог еще одного физтеховского изобретения мирового масштаба - термоядерного реактора "Токамак". "На выходе" из нее ученые получают катализатор, активность которого гораздо выше, чем дают новейшие зарубежные установки, а расход, напротив, существенно снижен.
- Все дело в том, что частички платины, имеющие наноразмер, то есть примерно 10 атомов в диаметре, формируются из расплавленного металла. В нем разрушены кристаллические связи, и при остывании они не успевают заново образоваться, - поясняет Гуревич. В руках он держит самую настоящую водородную батарейку на аморфной платине мощностью 2 Вт размером с аккумулятор мобильного телефона. Емкость рынка подобных товаров только в России составляет 40 миллионов долларов, а во всем мире - 2 миллиарда.
Ученые, правда, как всегда, недовольны: средства они получают, потому что водородная энергетика - одно из немногих направлений, которое обещает дивиденды в относительно скором будущем. Финансировать же долгосрочные и не гарантирующие отдачу исследования не берется ни одна корпорация.
Прямая речь:
Андрей Забродский, директор Физтеха:
- Программа по водородной энергетике "Норильского никеля" - исключительное явление. Вообще же мы (научные работники. - Ред.) остро ощущаем невостребованность со стороны как бизнеса, так и государства. Поэтому влияние на инновационное развитие страны не соответствует потенциальным возможностям института. Более того. В Госдуму была внесена поправка в Бюджетный кодекс, согласно которой заработанные институтом внебюджетные средства будут уходить в госбюджет. То есть под вопрос поставлена сама возможность институтов РАН заниматься инновациями.
Петр Шелищ, депутат Госдумы, президент Национальной ассоциации водородной энергетики:
- Чтобы оказаться в числе инновационных стран мира, важно закрепить положение России в области водородной энергетики. У нас есть шанс занять лидирующие позиции в этой сфере. Но шанс - это только возможность, его можно с блеском НЕ использовать. Сейчас в парламенте обсуждаются законопроекты, стимулирующие энергосбережение, - увеличение платы за загрязнение природы и беспроцентные ссуды на внедрение новых технологий.
Борис Кузык, член-корреспондент РАН, директор НИК "НЭП":
- Приоритетным направлением для России является модернизация ЖКХ, и в ближайшие годы водородные технологии окажутся рентабельными в этом секторе. В 2020 году в стране возможно их системное использование в коммунальном хозяйстве. А в ближайшие годы должен увидеть свет российский автомобиль-гибрид на водородном и других видах топлива.
Михаил Прохоров, бывший совладелец "Интерроса" и гендиректор "Норникеля", создатель частного энергетического холдинга, объединяющего энергетические активы "Норникеля" и "Интерроса":
- Водородная энергетика должна занять около 20 процентов от мирового энергетического баланса. Эта энергия (точнее, энергоноситель - водород. - Ред.) может быть накоплена в жидком, газообразном и кристаллическом состоянии. А накопленная энергия позволяет регулировать циклы потребления и избегать потрясений рынка. Кроме того, прелесть водородной энергетики в том, что она экологически абсолютно безопасна.
Наталья АНИСИМОВА
