Saint-PetersburgSunny+20°C
$ЦБ:76,82ЦБ:89,66OPEC:41,22

Владимир Литвиненко: водород не может быть ресурсом глобальной энергетики из-за физических законов окружающего нас мира

Литвиненко
Фото © Форпост Северо-Запад /

На ближайшем заседании Правительства РФ будут рассмотрены планы развития в России водородной энергетики. Причиной столь неординарной повестки дня стала поддержанная Минэнерго инициатива Росатома, который выступил с рекомендацией создать в нашей стране к 2024 году новую экспортноориентированную отрасль.

Далеко не все эксперты сочли это предложение рациональным и продуманным. Так, ректор Санкт-Петербургского горного университета Владимир Литвиненко заявил, что реализовать столь масштабный проект не удастся в связи с отсутствием надёжных технологий хранения и транспортировки самого лёгкого в природе элемента. Дело в том, что это чрезвычайно активный газ, он делает металлоконструкции более хрупкими и постепенно разрушает их.

Нынешняя система трубопроводов не подходит для доставки водорода в Европу, и в случае её использования для этой цели подвергнется неминуемой атаке, особенно в местах сварных швов. Строительство же новой инфраструктуры, учитывающей особенности ресурса, потребует колоссальных затрат, которые, скорее всего, никогда не окупятся в связи с неоднозначностью его перспектив.

северный поток
Фото © www.gazprom.ru

В научной статье «Барьеры реализации водородных инициатив в контексте устойчивого развития глобальной энергетики» группа учёных во главе с Владимиром Литвиненко приводит ещё ряд доводов, убеждающих в необходимости крайне осторожного подхода к данному начинанию. Например, напоминает о слишком высокой себестоимости производства H2, как из метана, так и путём электролиза.

Подробнее о производстве, транспортировке и перспективах использования водорода в энергетике читайте в статье «Барьеры реализации водородных инициатив в контексте устойчивого развития глобальной энергетики»

Эта работа, размещённая в ряде социальных сетей, вызвала оживлённую дискуссию среди зарубежных подписчиков. Большая часть многочисленных читателей, представляющих академическую среду, выразила сомнение в том, что водород в ближайшем будущем способен стать хоть сколь-нибудь значимым источником генерации электроэнергии. И сочла, что если это и произойдёт, то приведёт к резкому повышению стоимости электричества и снижению безопасности объектов энергосистемы. Кроме того, сомнению была подвергнута и экологическая чистота элемента.

«В результате электрохимической реакции, которая происходит при эксплуатации H2 вместо дизеля или природного газа, никаких выбросов вредных веществ в окружающую среду действительно не происходит. Но во время его производства из метана образуется оксид углерода, а затем и сам СО2. Процесс электролиза, в свою очередь, требует большого объёма электричества, далеко не всегда полученного без эмиссии парниковых газов. Поэтому говорить об экологических преимуществах водорода сегодня не вполне уместно», - считает Владимир Литвиненко.

водород
Фото © ballard.com

Идея использования этого ресурса в энергетике или в качестве топлива для транспорта далеко не нова. Об её перспективах ещё в 1975 году высказывался знаменитый ученик Абрама Фёдоровича Иоффе - академик Пётр Леонидович Капица. На научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, в своём докладе о перспективах альтернативных источников энергии он отмечал, что «в ведущих странах отпускаются большие средства на научно-технические исследования в этой области». Однако главное направление их поиска «ведётся с узкотехническим подходом, без достаточного учёта тех закономерностей, которые установлены наукой». В то же время «получение, преобразование и консервирование энергии - есть фундаментальные процессы, изучаемые физикой». А значит, эффективность исследований окажется значительно выше, если они будут вестись с более глубоким учётом её базисных законов.

Пётр Капица в своём выступлении напомнил о том, что «основная закономерность, которую установила физика,— это закон сохранения энергии». Кроме того, большую роль «в ограничении возможности ис­пользования энергетических ресурсов играет также закон, требующий обязательно учитывать во всех процессах возрастание энтропии», то есть необратимое рассеивание энергии при её преобразовании и связанную с этим потерю эффективности. Но расчёты сторонников альтернативных технологий этого как раз не учитывают.

«Более 45 лет назад Петром Леонидовичем Капицей было убедительно доказано, что ограничения в использовании альтернативных ресурсов в глобальной энергетике, в том числе водорода, носят не политический, а исключительно физический характер. Им было замечено, что усилия учёных или инженеров могут достаточно близко приблизить нас к теоретическому физическому пределу той или иной технологии, но они, к сожалению, абсолютно бесполезны в попытке перешагнуть через такое ограничение. Рассматривая практику использования солнечной энергии, энергии ветра, геотермальной энергии, гидроресурсов, приливов и отливов мы видим, что Капица был абсолютно прав, мы видим, что их КПД колеблется от 15 до 50 процентов. Кроме того, они требуют дополнительного энергообеспечения в случае их остановки из-за отсутствия солнца или ветра и имеют крайне ограниченное применение», - говорит Владимир Литвиненко.

солнечная панель
Фото © total.com

Он напоминает, что особое внимание академиком Капицей уделялось перспективам развития атомной энергетики. Однако даже она, при всех своих преимуществах, не сумела заменить углеводороды, а лишь заняла определённую нишу на глобальном энергетическом рынке (сегодня доля АЭС в производстве электроэнергии - чуть выше 10%). В то же время образование водорода в результате любых отказов и аварий на АЭС так и остаётся одной из нерешённых проблем века.

Ректор Горного университета уверен, что с учётом физических законов окружающего нас мира, H2 не сможет стать ресурсом глобальной энергетики. Он займёт локальную нишу, где будет задействован с учётом его химических и физических свойств вопреки экономической эффективности. При этом его использование потребует привлечения высокообразованных специалистов и соблюдения самых высоких требований к безопасности всей технологической цепочки.

Призывы к скорейшему внедрению нового ресурса, по мнению Литвиненко, «выглядят волюнтаристски», поскольку энергетика – это фундамент экономики и основной драйвер её развития. Поясняя причины, по которым он приял участие в создании научной статьи «Барьеры реализации водородных инициатив в контексте устойчивого развития глобальной энергетики», ведущий эксперт в области топливно-энергетического комплекса говорит о необходимости «вовлечь в дискуссионное поле учёных и практиков». Это нужно «для обширного обсуждения крайне актуальной темы и проведения совместных междисциплинарных исследований, без которых невозможно выработать комплексный подход к пониманию роли водорода в будущем».

водород
Фото © www.tart-aria.info

Арбитром в споре между альтернативной и традиционной энергетикой он видит ЮНЕСКО, что вполне логично. Как известно, в числе целей устойчивого развития, провозглашённых ООН, есть и доступ к сравнительно дешёвой и чистой электроэнергии. А H2 на данном этапе развития технологий не может обеспечить ни то, ни другое.

Было бы наивно отрицать, что водород сегодня является объектом научного интереса и компонентом прогресса человечества. По всей видимости, он займёт свою нишу на определённом локальном уровне, но не более того. Вести разговор о его существенной роли на глобальном энергетическом рынке, по меньшей мере, странно.