Цены на нефть продолжают расти, распределение углеводородного сырья сопровождается политическими кризисами, подобно тому, который произошел в российско-украинских отношениях в канун 2006 года. Мировое сообщество все более настойчиво говорит о внедрении альтернативных источников энергии. О том, что такое водородные технологии, и какое место они занимают в современной энергетике, «Росбалту» рассказывает вице-президент Курчатовского института, академик РАН, профессор Николай Пономарев-Степной.

- Тема альтернативных источников чрезвычайно популярна сегодня. Чем это вызвано?

- В современном мире постоянно растет напряженность, и одной из причин этого является изменение ситуации на рынке энергетических ресурсов, где раньше фактически был один продавец — Ближний Восток, и фактически один могучий покупатель — США. Сейчас состав импортеров меняется: на рынок вышел Китай, за ним идет Индия, причем Китай может покупать нефть по цене более высокой, чем Европа и Америка. Есть риск, что в какой-то момент цена станет настолько высокой, что Европа и США ограничат свои покупки, и тогда Китай станет основным импортером нефти. Такая ситуация связана с большой напряженностью, которую надо как-то снимать.

- Как именно?

- Надо найти источник топлива, который смог бы заменить нефть. Что содержится в нефти? Водород и углерод, которые вступают в соединение с кислородом и дают энергию. Если взять использование углеводородов на транспорте, то можно предположить, что водород можно было бы просто ввести в двигатель, сжечь его с кислородом из воздуха и получить энергию для передвижения. Но есть вариант лучше: использование водорода в электрохимических генераторах (топливных элементах) для получения электричества, причем КПД будет существенно выше, чем у двигателей внутреннего сгорания, — 70%, а для двигателя — всего 30%.

- Откуда можно взять водород?

- Его можно взять из той же нефти или из природного газа-метана, но при этом вы снова зависите от углеводородов, поэтому лучше брать воду. В каждой молекуле воды содержится два атома водорода и один атом кислорода, поэтому, если бы мы могли отсоединить кислород и получить водород, то дальше водород можно использовать для получения электричества.

Как разорвать связь в молекуле воды и выделить водород, чтобы потом снова соединить его с кислородом? Это можно сделать с помощью атомного ядерного реактора. Идея о том, что атомная энергетика может давать не только электричество, но и водород возникла в самом начале 70-х годов в Курчатовском институте. Но поскольку это направление требовало значительного финансирования, которого уже в 80-х годах не было, работа остановилось. Сейчас пришла обратная волна из Америки. Сейчас в США говорят, что надо развивать атомно-водородную энергетику.

- А что же Россия?

- У России есть свои энергетические ресурсы, которые она продает и одновременно обеспечивает внутренний рынок. Здесь важным моментом является разница между внутренними и внешними ценами — было бы более благоразумно продавать больше, а внутри компенсировать это за счет атомной энергетики. Полученные средства надо вкладывать в интеллектуальное развитие, надо спасать тот интеллектуальный потенциал, который удалось сохранить за эти годы, потому что он не может развиваться сам по себе. И в этом уникальность России — у нас есть энергоресурсы, которые мы можем продавать, и есть интеллектуальный потенциал, в который эти деньги можно вкладывать.

Наши политики это поняли, и поэтому вопрос о международной энергетической безопасности был поставлен в рамках G8. Что под этим подразумевается? Можно разрабатывать новые месторождения, но это временные меры. Надо развивать водородную энергетику. Когда мы говорили об этом еще 5 лет назад, это казалось выдумкой, но за последний год произошли колоссальные изменения. Американцы изменили свои требования к атомной энергетике: они настроены на активное развитие атомной энергетики. В настоящее время они оценивают наращивание атомных мощностей в мире к 2030 году величиной 600 Гвт. Поэтому необходимо решение — развивать атомную энергетику, причем не только в виде строительства электростанций, но и для обеспечения топливом автомобильного транспорта. Для американцев это основная головная боль, потому что на автомобили тратится более 70% ввозимой нефти. И уже происходит внедрение водородных технологий в производство автомобилей.

- Кто производит такие автомобили?

- За рубежом разработкой таких автомобилей заняты практически все автомобильные гиганты. «ДаймлерКрайслер», «Дженерал Моторс», «Тойота», «Форд» и другие — все они работают над электрическими двигателями, которые используют водород в качестве топлива.

- Как это выглядит на практике? Как заправляется этот автомобиль?

- Нужна автомобильная заправка на водороде. И здесь два варианта: либо привозится баллон с водородом оттуда, где он централизованно производится, либо он производится непосредственно на автозаправке. Это, естественно, требует использования высоких технологий, но эта проблема вполне решаема.

- Насколько это безопасно?

- Приведу пример. Проводили опыт, что происходит с автомобилями, работающими на бензине и на водороде, после сильной аварии. Автомобиль на бензине после удара горит, пока не сгорит полностью. Что происходит с автомобилем на водороде? После удара происходит разрыв бака с водородом, водород, который является очень легким элементом, поднимается и горит, как факел над автомобилем, который не сгорает.

Но я не хочу рисовать безоблачную картину. На самом деле, даже само производство водорода требует соблюдения соответствующих технических норм. Смесь водорода и кислорода — это взрывоопасная смесь, поэтому должны соблюдаться правила по концентрации водорода. Однако эти вещи в нашей стране освоены. Почему у нас лучшие ракеты? Потому что они работают на водороде — для них производство водорода и использование в двигателях было освоено в очень больших объемах. У нас даже самолет летал на водородных двигателях. Американцы сейчас называют это водородной экономикой. Это то, что нас ждет завтра — водород войдет во все сферы жизни.

- Однако разговоры о нехватке воды тоже сейчас ведутся. Не перепрыгнем ли мы из одного кризиса в другой?

- Воды на земле больше всего, и водород — наиболее распространенный на земле элемент. Другое дело, что на земле мало пресной воды, и надо заниматься опреснением морской воды. И для того, чтобы обеспечить людей в неограниченном количестве пресной водой, тоже можно использовать ядерный реактор, причем соль, которая будет выделяться в процессе, тоже может быть утилизирована. То есть ядерный реактор мог бы делать тройную работу, причем очень полезную для человечества: получение электричества, получение водорода, опреснение воды. Но это очень высокие технологии, которые требуют больших инвестиций.

- Кто является основными игроками в российской атомной водородной энергетике?

- Есть Роснаука, но она берет на себя только одну часть, связанную с использованием водорода. Однако даже если у нас будут очень хорошие автомобили на водороде, то водород все равно необходимо производить в очень больших масштабах, а этим пока никто не занимается. Мы надеемся, что эту роль на себя возьмет Росатом, что он станет крепким хозяином в сфере атомного производства водорода.

Есть Международное партнерство по водородной экономике, в которое входит около 20 стран. Этот форум был создан по инициативе американцев, когда те поняли важность водородных технологий. Есть в России Национальная Ассоциация водородной энергетики, которая является своего рода любительским клубом. Инициатором ее создания выступил депутат ГД РФ Петр Щелищ, чей отец в блокадном Ленинграде в 1942 году первый раз использовал водород в автомобильном двигателе. И этот факт является международно-признанным.

- Если бы вам предложили выступить с инициативой и предложить проект по водородным технологиям в рамках G8, чтобы аы выдвинули?

- Я бы предложил построить ряд высокотемпературных реакторов. Для того, чтобы получить водород, нужны высокие температуры — до 1000 градусов. Этот реактор одновременно производил бы и электричество, и водород. Такой проект мог бы быть нужным для всех стран. Сейчас мы его делаем вместе с американцами, но можно было бы и своими силами. Тем не менее, это глобальный проект: нужны заводы, которые будут делать машиностроительную часть, в том числе, технологическое оборудование для производства водорода, нужны заводы, которые будут делать ядерное топливо, и т.д. - Энергетическая безопасность — это одно из трех направлений работы G8. Есть еще и вопросы образования, и борьба с инфекционными заболеваниями. Не перекроют ли они проблемы энергетики?

- Я думаю, что нет, потому что сейчас все осознают важность решения проблем энергетической безопасности, причем на международном уровне. К тому же эти проблемы даже пересекаются. Например, образование в ядерной отрасли продолжает иметь огромное значение.

Я преподаю в двух ВУЗах — МФТИ и МАИ, там студенты получают хорошие теоретические знания, но, к сожалению, не получают навыков практической работы. Поэтому возникла идея построить учебный реактор в Сибири, который работал бы при высокой температуре, рядом с которым были бы установки для производства водорода. В этом реакторе получали бы практический опыт студенты из Томска, Красноярска, Екатеринбурга, Иркутска, Новосибирска. Между прочим, в США аналогичный проект уже запущен — такой реактор предполагают строить в Техасском университете, так что прецедент уже есть. Сейчас все понимают, что при таком бурном развитии атомной энергетики нужно обязательно подтянуть образование, потому что работать с атомной энергией неквалифицированными руками нельзя.

Беседовала Юлия Нетесова, ИА «Росбалт. Москва