Saulė kiekvienoje keptuvėje

Pernai vasarą Džordžas Bušas pareiškė, jog JAV Kongresas skirs apie 3 milijardus dolerių vandenilio energetikai panaudoti. Būtent ją Šiaurės Amerikoje ir Europoje laiko vertingiausiu naftos ir dujų pakaitalu. Daugelyje šalių - Vokietijoje, Danijoje, Norvegijoje, JAV ir kitose - jau veikia vandenilio degalinės automobiliams. Mašinos važiuoja ir varomos gryno vandenilio, ir nedidelių jo priedų benzine, o tai labai sumažina išmetamųjų dujų keksmimgumą.

Pagal Europoje priimtą strategiją jau 2010 metams prasidės serijinė automobilių, varomų gryno vandenilio, gamyba. O jau šio amžiaus viduryje Senojo pasaulio gyventojai skraidys vandeniliniais lėktuvais. "Sudegant vandeniliui, nesusidaro medžiagos, sukeliančios šiltnamio efektą, smogą ir rūgštų lietų, - aiškina Maskvos energetikos instituto Chemijos ir elektros chemijos katedros vedėjas Nikolajus Kulešovas. - Viskas, ką jis pagamina, - tai vandens garai, kurie patekdami į atmosferą dalyvauja vandens apytakoje, o tai reiškia, jog vėliau jie vėl taps vandenilio šaltiniu. Dar vienas šių dujų pranašumas: jis yra gana efektyvus kuras, nes gali degti jo liesas mišinys. Automobiliuose jo NVK (naudingo veikimo koeficientas) yra 60%, o benzino NVK - vos 25%. Viršgarsiniuose lėktuvuose vandenilis 38% efektyvesnis už reaktyvinį kurą".

Taigi po keleto dešimtmečių visas civilizuotas pasaulis nebebus priklausomas nuo naftos ir dujų.

Pirmas eksperimentinis lėktuvo su vandenilio varikliu skrydis buvo atliktas 1988 metų balandį netoli Maskvos. Vandeniliu buvo varomi kai kurie sovietiniai kosmoso aparatai. Beje, energetinis įrenginys vandenilio ir deguonies kuro pagrindu, sukurtas kadais legendiniam "Buranui", tapo elektromobilio "Lada-ANTEL", kuris dabar eksponuojamas Ženevos autosalone, pagrindu.

"Rusijos mokslų akademija turi fundamentalių tyrinėjimų vandenilio energetikos srityje patirtį. Be to, Rusija kontroliuoja 50% pasaulinės paladžio - metalo, kuris ateityje turi pakeisti brangiai kainuojančią platiną, vartojamą kaip katalizatorių - gamybos, - sako Nikolajus Kulešovas. - Nepaisant to, mūsų mokslas kažkodėl renkasi aklavietę vandenilio energetikoje. Reikalas tas, jog yra du vandenilio gamybos būdai - elektrolizė ir anglavandenilių konversija. Pagrindinės vandenilio apimtys mūsų šalyje gaminamos gamtinių dujų (jos ir taip geras dalykas) konversijos būdu, ir visiškai nesivysto vandens elektrolizė, nors maždaug prieš 20 metų Uralo cheminių mašinų gamykla gamino konkurencingus tuo metu įrenginius. Dabar didelių elektrolizerių gamyba pas mus praktiškai nutraukta. Tuo greitai pasinaudojo Vakarų firmos: jos sukūrė labai efektyvius elektrolizerius ir sėkmingai pradeda juos pardavinėti - taip pat ir Rusijoje."

Vandenilinis rytojus

Apskritai kuro rūšių, galinčių pakeisti benziną, yra pakankamai. Naftos chemijos sintezės institute iš gamtinių dujų gaunamas dimetilo eteris - netoksiška medžiaga, kuri gali tapti neblogu variklių kuru. O Bendrosios ir neorganinės chemijos institute atrasta technologiją, kurios dėka iš etanolo labai greitai išsiskiria angliavandenilio kuras, o etanolas savo ruožtu gaunamas iš beverčių augalinių žaliavų - kukurūzų atliekų, ryžių šiaudų, kitos biomasės.

Beje, tokio biokuro vartojimas nėra naujiena: Brazilijoje autobusai seniai važinėja etanoliu, pagamintu iš nendrių, o ekologinių problemų dėl to nemažėja. "Taikiam atomui" žmonija padėjo kryžių, valdoma termobranduolinė sintezė lieka neįgyvendinama idėja. Yra dar Saulė - būtent mūsų šviesulio energija, Nobelio premijos laureato Žoreso Alferovo nuomone, užtikrins komfortą mūsų palikuonims.

Keblumas, tiesa, toks: kaip efektyviai paversti saulės šilumą elektra? Be viso kito, labiau apšviesti Žemės rajonai paprastai yra toli nuo tų zonų, kur sutelkti vartotojai. Ir čia į pagalbą turi ateiti vis tas pats vandenilis. Mokslininkų nuomone, išeitis tokia: suderinti saulės energetiką su vandenilio. Ši sistema bus tokia pat natūrali, kaip, tarkim, vandens apytaka gamtoje arba žmogaus kraujotakos sistema. Juk vandenilis Žemės sąlygomis - visiškai atsinaujinantis kuras. Energija, būtina vandeniliui gauti, ateis iš išorės, iš Saulės.

Kaip tai gali vykti? Įsivaizduokime, jog kažkur pietų saulėtose platumose įsikurs energijos centrai - daugybė heliostatų ims "sekti" paskui saulę, akumuliuodami jos šilumą ir paversdami ją elektra. Toliau elektrolizeriuose paprastas vanduo bus skaidomas į deguonį ir vandenilį. Pastarąjį galima pompuoti požeminiais vamzdžiais bet kokiais atstumais. Dujų pranašumas prieš elektrą šiuo atveju akivaizdus: energijos nuostolių dėl laidų varžos nėra. Galima neabejoti, jog po keletos dešimtmečių vandeniliu varomos ims dirbti pramonės įmonės; vietoj degalinių, aprūpinančių benzinu ir dyzelinu sostinės transportą, atsiras H2 degalinių tinklas. Išnyks transformatorinės ir elektros perdavimo linijos: kiekvienas namas arba įmonė galės gamintis elektrą iš to vandenilio, kuris bus tiekiamas tiesiogiai. Tam visi pastatai bus aprūpinti šildymo elementais - įrenginiais, kurie degina dujas, duodami šilumą arba elektrą.

Vandenilio namai, kuriuose apsigyvens mūsų ainiai, bus priklausomi nuo šio kuro rūšies: pastatų šildymas, kondicionavimas, maisto gaminimas, apšvietimas - viskas bus atliekama su vandenilio pagalba.

Beje, Japonijoje jau 20 metų veikia tokia elektros stotis. Jos galingumo pilnai užtenka aprūpinti miestelį su 10 tūkstančių gyventojų.

Saugesnis už benziną

Nepaisant visų saulės-vandenilio energetikos teigiamybių, jos priešininkų pakanka. Argumentai paprastai būna du: vandenilis yra sprogus ir nuotakus. Iš tikrųjų benzinas ir dyzelinas gali sukelti kur kas daugiau nemalonumų keliuose negu vandenilis. Benzotiekio sprogimo atveju avarijų metu kuras liejasi ir dega. Be to, žmonės gali žūti ne tik nuo ugnies, bet ir nuo karščio bei nuodingų garų. O vandenilis kelia pavojų tik tuo atveju, kai naudojamas suspaustas. Tačiau automobilio kuro sistema gali būti kitokia: yra dar suskystintas vandenilis ir vadinamoji hidridų (cheminių elementų junginiai su vandeniliu) metalinė "kempinė". Pastaroji pati saugiausia. Net jei kuro baką pramuš ir šoks atsitiktinė kibirkštis, pro susidariusą skylę veršis tik silpna ugnelė. Deginant vandenilį vyksta ypatingas "šaltas" elektrocheminis degimas: jo liepsna apdegina tik esant betarpiškam kontaktui.

Vandenilinių automobilių avarijų Vakarų šalyse duomenys rodo: suskystintos dujos paprastai greitai išteka ant asfalto ir išgaruoja nesukeldamos jokios žalos. O vandenilio nutekėjimo pro vamzdžių įtrūkimus problema, matyt, bus išspręsta suradus naujas medžiagas.

Mokslininkai neabejoja, jog pirmas proveržis vandenilio energetikoje įvyks būtent transporto srityje. Dabar šis kuras automobilių savininkams per brangus, tačiau vėliau jo gamybos technologija atpigs. Galima neabejoti, jog anksčiau ar vėliau vandenilis taps pigesnis už benziną. Tai ir bus energetinės revoliucijos pradžia.

Pasak N. Kulešovo, visose išsivysčiusiose šalyse kalbama ne apie paprastus mokslinius tyrinėjimus arba programas, susijusias su vandenilio panaudojimu, o apie vandenilio ekonomiką. Kitaip tariant, vyksta globalinė visų gyvenimo sričių, susijusių su energetika, pertvarka. Pavyzdžiui, Islandija, neturinti nei naftos, nei anglies, planuoja visiškai pereiti prie vandenilio energetikos jau iki 2030-jų metų...