|
| |
|
Главная -> Экология
1. Переработка и вывоз строительного мусораВ последние несколько лет становится все более очевидным, что ключевым направлением научно-технологического переворота первой половины XXI века является глобальная энергетическая революция, стержень которой — переход от ископаемого топлива к водородной энергетике, базирующейся на практически неисчерпаемом и экологическом чистом источнике энергии. Это обеспечит более высокие и устойчивые темпы экономического развития, уменьшит угрозу глобальной экологической катастрофы, необратимых изменений климата. Толчком для развертывания исследований в области водородной энергетики стал мировой энергетический кризис начала 70-х годов. Однако основой энергетической политики развитых стран долгосрочные водородные программы стали лишь с 2003 года, после встречи на высшем уровне в Йоханнесбурге (2002 год), центральное место на которой заняли энергетические проблемы, а также вследствие скачкообразного роста мировых цен на топливо и вступления в силу Киотского протокола. Исследования в области водородной энергетики России развивались на мировом уровне 90-х годов, когда в ходе нелиберальных рыночных реформ государственная поддержка этих перспективных исследований была практически прекращена. Лишь с конца 2003 года, после подписания соглашения между Российской академией наук и горно-металлургической компанией «Норильский никель» и утверждения Комплексной программы поисковых, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по водородной энергетике и топливным элементам, эти исследования были возобновлены и ведутся широким фронтом. Однако государственная поддержка исследований и инноваций в области водородной энергетики практически отсутствует, нарастает технологическое отставание от авангардных стран в этой области. Чтобы преодолеть это отставание и повысить роль государства в осуществлении современного научно-технологического переворота, Институт экономических стратегий, Международный институт П. Сорокина — Н. Кондратьева, кафедра теории и практики государственного регулирования рыночной экономики Российской академии государственной службы при Президенте Российской Федерации и ассоциация «Прогнозы и циклы» подготовили научный доклад и предложения по формированию национальной научно-инновационной программы «Водородная энергетика» на период до 2050 года. При этом авторы опирались на теорию и методологию инновационного развития, изложенную в монографии Б. Н. Кузыка и Ю. В. Яковца «Россия 2050: стратегия инновационного прорыва» (Москва: Экономика, 2004), на опыт разработки долгосрочных программ в области водородной энергетики в Европейском союзе, США, Японии и других странах, а также на советский опыт реализации плана ГОЭЛРО, ракетно-ядерных и космических программ. Принципиально новым в докладе и предложениях являются: • обоснование необходимости реализации национальной программы, позволяющей концентрировать ресурсы государства и бизнеса на ключевом направлении научно-технологического прорыва; • долгосрочный (до 2050 года) горизонт программы, позволяющий в оптимальные сроки пройти последовательные стадии научной разработки и инновационного освоения ключевого направления научно-технологического переворота, трансформирующего экономику; • формирование инновационного партнерства государства, научного сообщества, бизнеса и гражданского общества в осуществлении научно-технологического прорыва; • соединение национальной программы на федеральном уровне с региональными направлениями, создание инновационно-энергетических зон для пионерного освоения проектов программы; • ориентация на международное сотрудничество в реализации программы с заинтересованными странами СНГ, Европейским союзом, США, Японией, Китаем и другими странами. Доклад подготовлен под руководством члена корреспондента РАН Б. Н. Кузыка, академиков РАЕН, профессоров В. И. Кушлина и Ю. В. Яковца. В работе над докладом приняли участие: Бромберг Г. В. — кандидат технических наук (раздел 3); Дагаев А. А. — кандидат технических наук (раздел 2, приложение 1); Иванов В. В. — доктор экономических наук, профессор (раздел 2); Иванов О. В. — кандидат экономических наук (раздел 3); Лазарев Г. Г. (раздел 4); Лесков Л. В. — доктор физико-математических наук, академик РАЕН (введение, разделы 1 и 3); Плетнев К. И. — доктор экономических наук, профессор, член-корреспондент РАЕН (раздел 3); Симагина О. В. — кандидат экономических наук (приложение 2); Ткаченко А. А. (раздел 4); Тодосийчук А. В. — доктор экономических наук, профессор, академик РАЕН (раздел 3, приложение 2); Фоломьев А. Н. — доктор экономических наук, профессор, академик РАЕН (раздел 3); Чалов В. И. — доктор экономических наук, профессор, член-корреспондент РАЕН (раздел 4); Шинкаренко В. В. — доктор исторических наук, профессор (раздел 4).
Первая половина XXI века — время глобального научно-технологического переворота, обусловленного переходом от индустриального к постиндустриальному технологическому способу производства, становлением и распространением шестого технологического уклада, которой будет определять конкурентоспособность товаров и услуг на мировых рынках в 20—50-е годы, дальнейшим развитием процессов глобализации. В то же время это период резкого обострения противоречий между авангардными и отстающими странами и цивилизациями, что подрывает основы глобального устойчивого развития, время высочайшей волны эпохальных и базисных инноваций, в результате осуществления которых одни страны вырвутся вперед, закрепят лидирующее положение в глобальном инновационно-технологическом пространстве, а другие будут отброшены на периферию мирового научно-технического прогресса. В этих условиях России, которая в 50—80-е годы XX века располагала мощным научно-техническим потенциалом и была одним из лидеров в освоении четвертого технологического уклада, но в 90-е годы в результате нелиберальных рыночных реформ была отброшена назад и оказалась в состоянии технологической деградации, предстоит сделать выбор на долгосрочную перспективу. Это выбор между двумя стратегиями: инерционно-рыночной, уповающей на рыночную стихию при слабой регулирующей роли государства, что закрепит технологическое отставание страны, и стратегией инновационного прорыва, ориентированной на распространение пятого и пионерное освоение отдельных направлений шестого уклада, что даст возможность повысить конкурентоспособность продукции и обеспечить высокие темпы экономического роста, укрепить позиции России в геоэкономическом пространстве. Ведущую роль в научно-технологическом перевороте первой половины XXI века сыграет глобальная энергетическая революция — переход от преобладания истощающегося, загрязняющего окружающую среду ископаемого топлива к возобновляемым, экологически чистым источникам энергии. Ключевое место в глобальной энергетической революции займет водородная энергетика — производство водорода и его использование на основе топливных элементов в промышленности, энергетике, на транспорте, в жилищно-коммунальном хозяйстве и других сферах экономики. Такого рода перспектива определяется несколькими важнейшими факторами. Демографическим фактором — быстрым ростом потребности в энергии из-за увеличения численностинаселения и роста среднедушевого энергопотребления, особенно в странах с низким уровнем доходов. По среднему варианту демографического прогноза ООН, население мира в 2050 году составит 8919 млн человек — на 47% больше, чем в 2000-м; при этом в менее развитых регионах население вырастет на 58%, в том числе в наименее развитых — на 160%. При среднем по миру среднедушевом энергопотреблении в 2001 году 1686 кг нефтяного эквивалента в странах с высокими доходами этот показатель составляет 5423 кг, в странах с низкими доходами (где проживает более 40% населения Земли) — 518 кг, то есть вдесятеро меньше. Прогнозируется, что в перспективе потребление энергии в странах с низкими доходами будет расти опережающими темпами, что усилит нагрузку на энергосектор. Природно-экологическими факторами — ресурсы ископаемого топлива, которые ныне удовлетворяют до 85% мировой потребности в энергоресурсах, не возобновляются, богатые и доступные месторождения быстро исчерпываются. К тому же растущие выбросы парниковых газов в атмосферу оказывают необратимое воздействие на климат планеты. Главное направление глобальной энергетической стратегии на долгосрочную перспективу вырисовывается довольно отчетливо: все более широкая замена ископаемого топлива альтернативными, возобновляемыми, экологически безопасными источниками энергии, к которым принадлежит и водородная энергия, отходом использования которой является обыкновенная вода. К этому будет подталкивать и реализация Киотского протокола. Скорейшего осуществления этой глобальной стратегии требуют экономические факторы. Добыча и переработка ископаемого топлива обходится все дороже, на содержание энергосектора затрачивается растущая доля труда и инвестиций. В 1970 году средняя мироваяцена барреля нефти составляла 2,11 доллара. В 1980 году она поднялась до 35,48 доллара.И хотя к 1997 году она опустилась до 11 — 12 долларов, однако в дальнейшем возобладала тенденция удорожания нефти, и в 2004 году она пробила потолок в 50 долларов. Очевидно, что возврат к прежним низким ценам весьма маловероятен. Освоению водородной энергетики благоприятствуют научно-технические факторы. В последний четверти XX века появились изобретения и технологии, которые позволяют получать в необходимых масштабах водородное топливо и использовать топливные элементы. Хотя пока водородная энергия обходится дороже традиционных источников. Но прогнозы показывают, что в перспективе она будет стремительно дешеветь на фоне удорожания ископаемого топлива. Водородная энергетика является базисным направлением шестого технологического уклада, время преобладания которого в авангардных странах и на мировом рынке — 20—50-е годы ХХ века. Не стоит сбрасывать со счетов и геополитические факторы. Подавляющая часть запасов нефти и газа принадлежит трем цивилизациям — мусульманской, евразийской и латиноамериканской. От устойчивости поставок из них зависит экономика иных цивилизаций, в том числе развитых, а также китайской и индийской. Источники и пути поставок энергоресурсов подвергаются атакам международных террористов. В случае освоения водородной энергии резко ослабнет зависимость развитых стран от импорта нефти и газа (в 2001 году доля импорта во внутреннем потреблении энергии по странам с высоким доходом составила 26%, а в зоне евро — 63%, в число лидеров мирового энергосектора выйдут высокотехнологичные страны, осуществившие крупномасштабные водородные программы. Все эти факторы, вместе взятые, обусловили тенденцию выдвижения программ водородной энергетики в центр энергетической стратегии ХХI века. Предпосылки для освоения водородной энергии бы ли заложены в последней четверти ХХ века. В 1974 году в разгар мирового энергетического кризиса была создана Международная ассоциация по водородной энергетике со штаб-квартирой в Институте чистой энергии (США), которая издает международный журнал и раз в два года организует всемирные конференции по водородной энергетике. 15-я конференция состоялась с 27 июня по 2 июля 2004 года в Иокогаме (Япония). В ней участвовало около двух тысяч ученых, бизнесменов, чиновников из 52 стран; состоялась презентация новейших топливных элементов, водородных автомобилей и автобусов, мобильных водородозаправочных станций. Советские ученые с середины 60-х годов принимали активное участие в исследованиях в области водородной энергии; они вошли в состав Международной ассоциации по водородной энергетике. Эти исследования велись на базе Института ядерной энергии им. И. В. Курчатова, Сибирского отделения АН СССР. В 1973 году в Донецком политехническом институте была создана проблемная лаборатория водородных технологий; с 1979 года на ее базе проводились всесоюзные школы по водородной энергетике. Однако в 90-е годы исследования и разработки были свернуты, нарастало отставание от мирового уровня в этом важнейшем направлении энергетического будущего. Лишь в последние годы внимание к этой проблеме вновь усилилось. В декабре 2003 года по совместному постановлению Президиума РАН и ГМК «Норильский никель» утверждена Комплексная программа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по водородной энергетике и топливным элементам; создан совет по программе, на реализацию которой намечено выделить 40 млн. долларов. Заключены договоры с рядом академических и отраслевых институтов. Ход выполнения программы обсужден на международном форуме «Энергия будущего» (Москва, 16—17 февраля 2004 года). К исследованиям и опытно-конструкторским работам в области водородной энергетики и топливных элементов подключились сотни компаний более чем в 40 странах мира, в том числе крупнейшие нефтяные и автомобильные компании. Исследуются различные способы производства водорода, в том числе АЭС и ГЭС, что позволит обеспечить более равномерную их суточную и сезонную загрузку. Разрабатываются принципиально новые материалы (в том числе с использованием нанотехнологий) для безопасного хранения и транспортировки водорода и топливных элементов в различных сферах потребления — в автономных энергоустановках, в транспортных средствах, жилищно-коммунальном хозяйстве, в разных промышленных производствах, в бытовой радиоэлектронике и т. д. Изделия с топливными элементами уже появились на рынке, хотя пока они дороги. К развитию водородной энергетики подключены правительства ряда стран и межгосударственные объединения с формированием национальных и международных водородных программ. Такая программа чрезвычайно необходима и в России, что диктуется несколькими факторами. Во-первых, ныне эксплуатируемые богатые месторождения нефти и природного газа быстро исчерпываются и мало восполняются приростом извлекаемых разведанных запасов. Топливо занимает 56% в структуре российского экспорта (при 7% среднемировых) и служит основным источником доходов бюджета. Однако исчерпание запасов, рост внутренних издержек и цен,увеличение потребностей растущей экономики страны в энергоресурсах, ограниченность инвестиций в эту сферу поставят страну в перспективе перед энергетическим и экономическим кризисом. Замена ископаемого топлива водородом позволит предотвратить этот кризис, уменьшить опасную зависимость экономики от колебаний конъюнктуры мирового топливного рынка. Во-вторых, износ основных фондов на транспорте (их стоимость на начало 2003 года — 7592 млрд. рублей) составил 58%, в том числе транспортных средств — 70%. Предстоят огромные инвестиции в модернизацию и инновационное обновление транспорта, что целесообразно осуществлять на принципиально новой энергетической основе. В-третьих, в критическом состоянии находится жилищно-коммунальное хозяйство, стоимость основных фондов которого — 6,2 трлн. рублей. Ресурсов для реконструкции этого хозяйства на прежней технологической основе нет. Переход к водородной энергетике позволит осуществлять реконструкцию на базе автономных энерго-источников, многократно сократить потери энергии и транспортные затраты. В-четвертых, национальная программа «Водородная энергетика» станет локомотивом инновационного обновления экономики России, перехода к инновационному пути развития, возрождения научно-технического потенциала, поскольку потребует разработки и производства принципиально новых материалов, машин и оборудования, средств транспорта, станет акселератором ускорения темпов экономического роста. В пятых, реализация программы на базе имеющегося научно-технического потенциала предоставит России уникальный шанс стать одним из лидеров энергетической революции ХХI века, позволит объединить усилия стран СНГ, других заинтересованных стран в осуществлении инновационного прорыва в важнейшей сфере экономики, в формировании энергетической базы глобального устойчивого развития. В-шестых, необходимость перехода к водородной энергетике в России диктуется внешними условиями развития России, которые существенно изменятся в результате вступления России в ВТО и реализации Киотского протокола. Резко возрастут требования к конкурентоспособности российской экономики товаров и услуг на внешнем и внутреннем рынках (а конкурентоспособность может быть достигнута лишь на основе реализации стратегии инновационного прорыва), значительного снижения энергоемкости продукции и сокращения выбросов парниковых газов в окружающую среду. Данные Всемирного банка, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о критической ситуации, складывающейся в российском энергосекторе. В годы кризиса производство и потребление энергии и выбросы СО2 сократились, но энергоемкость национального дохода выросла на 7, а экспорт энергоресурсов вырос с 44 до 57 к внутреннему потреблению. В первые годы оживления экономики производство и внутреннее потребление начали увеличиваться, экспорт продолжал нарастать, уровень энергоэффективности стабилизировался, а выбросы СО2 на душу населения и единицу ВВП стали увеличиваться. Следует учитывать, что положение России в мировом энергосекторе и балансе загрязнения атмосферы нельзя признать благоприятным. Занимая 4,3 в мировом энергопотреблении, Россия имеет всего 38 от среднемирового уровня энергоэффективности, выбросы СО2 на душу населения в 2,6 раза превосходят среднемировые и в 2,5 раза — на единицу ВВП. И это нельзя объяснить только худшими природно-климатическим условиями. Если эти негативные тенденции на перспективу сохранятся, то Россия будет нести крупные потери Из-за низкой конкурентоспособности продукции в условиях вступления в ВТО и через 5—7 лет окажется в неблагоприятных условиях механизма реализации Киотского протокола. Поэтому необходимы неотложные меры по активной государственной поддержке освоения базисных инноваций, направленных на значительное снижение энергоемкости ВВП и сокращение выбросов парниковых газов. Ключевое место среди этих перспективных мер занимает переход к водородной энергетике. 1.2. Направления формирования и развития водородной энергетики По оценке Мирового энергетического совета (МИРЭС), опубликованной в докладе «Мировая энергетика будущего: действительность, реальный выбор и программа действий» (ETW-1993), нефть и газ после 2050 года будут использоваться в ограниченных масштабах. На смену существующей энергосистеме в промышленности и на транспорте придут новые технологии, характерным признаком которых является использование возобновляемых ресурсов и ограничение суммарного выброса парниковых газов в атмосферу земли. Реальные возможности использования таких источников в их современном формате ограничены. Ветровая энергетика, использование морских приливов и геотермальных источников всегда будут иметь ограниченные масштабы. Что же касается гидроресурсов, то в России основная их часть уже задействована, а строительство новых гидроэлектростанций может сталкиваться с серьезными экологическими проблемами. Существует точка зрения о высокой эффективности солнечной энергетики. По мнению академика РАН Ж. И. Алферова и члена корреспондента РАН Н. С. Лидоренко, КПД полупроводниковых преобразователей в перспективе может быть поднят до 60% и даже больше. Однако не ясно, удастся ли добиться рентабельности их производства по сравнению с другими источниками энергии. Масштабное развитие солнечной энергетики столкнется с большими трудностями. Во-первых, полупроводниковые фотопреобразователи являются низковольтными источниками электричества (всего несколько вольт постоянного тока). Поэтому для их практического использования потребуется массовое производство дорогостоящих преобразователей энергии в переменный электрический ток со стандартными показателями. Во-вторых, в России уровень солнечной радиации невысок и потребуется отчуждение больших участков территории для размещения солнечных батарей и организация их производства в больших масштабах. В-третьих, возникнет серьезная проблема очистки солнечных батарей от пыли, дождя, снега и т. п. Все это вместе взятое приводит к выводу о нецелесообразности основной ставки на развитие солнечной энергетики. Известны и другие источники возобновляемой энергии — использование биомассы и концентраторов солнечного излучения. Однако первый из этих источников не может иметь значительного масштаба, а практическое использование второго сдерживается отсутствием экономической конкурентоспособности по сравнению с другими видами энергоресурсов. Среди нестандартных источников энергии называют термоядерный синтез, космические электростанции и энергетику квантового вакуума. В настоящее время ведется проектирование международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, на котором рассчитывают впервые получить энергию синтеза. Однако вряд ли эти эксперименты пройдут раньше 2015 года: до сих пор ведутся споры, где следует разместить этот реактор — во Франции, Японии или где-то еще. Поэтому говорить о практическом использовании этого вида энергии ранее 2050 года вряд ли приходится. Известны проекты строительства на околоземных орбитах космических электростанций для энергоснабжения Земли. Мощность такой станции составит 5—10 ГВт, а ее масса на геостационарной орбите — порядка 50 000—100 000 т. Чтобы вывести в космос такую конструкцию, потребуется осуществить порядка 5000 полетов транспортной ракеты-носителя класса «Энергия». Это нанесет недопустимый ущерб окружающей среде. В качестве приемлемой альтернативы рассматривается строительство таких станций из материалов, доставляемых с поверхности Луны. Очевидно, говорить о реализации подобных проектов до 2050 года нет смысла. Немалый практический интерес может представлять использование энергии квантового вакуума. Его преимущества состоят, во-первых, в неограниченных запасах этого вида энергоресурсов. Согласно данным современной космологии, 75% энергии вселенной приходится на вакуум, 20% — на темную материю, физическая природа которой неизвестна, и только 5% — на обычное вещество. Плотность энергии квантового вакуума огромна — 5 г/см, то есть на 80 порядков больше, чем энергия термо-ядерного синтеза. Во-вторых, это экологически чистая энергия, так как ее использование не связано с какими-либо отходами. Первые опытно-промышленные установки этого типа уже выпускаются малыми сериями — это так называемые вихревые теплогенераторы. Сдерживается развитие квантово-вакуумной энергетики из-за задержки с разработкой теоретических моделей соответствующих физических процессов. В будущем этот тип энергоресурсов почти наверняка станет одним из наиболее перспективных, однако современное состояние соответствующих исследований и разработок не позволяет рассчитывать на то, что это произойдет в ближайшие годы. Остается еще один тип возобновляемых и экологически чистых энергоресурсов — водородная энергетика. В условиях строгого соблюдения требований техники безопасности водород, несомненно, представляет собой весьма перспективное топливо, которое в будущем может заменить углеводородные источники энергии. По сравнению с ними он обладает такими важными преимуществами, что относится к типу возобновляемых источников энергии и не связан с выбросом каких-либо загрязнений в окружающую среду. При сжигании водорода в чистом кислороде единственными продуктами оказываются тепло и вода. Основная задача состоит в том, чтобы обеспечить достаточно высокую эффективность производства и хранения водорода и разработать конкурентоспособные энергоустановки с его использованием. Известны способы решения этих задач (схема 1). Нагревая воду до температуры свыше 2500°С, можно реализовать реакцию ее термолитического разложения на кислород и водород. Сложность этого процесса состоит в том, что трудно предотвратить обратную реакцию рекомбинации паров воды. Современный стандартный метод производства водорода — это процесс паровой конверсии метана. При температуре пара около 800°С происходит разложение метана и выделение водорода, осуществляемое на каталитических поверхностях. Другой способ получения водорода основан на использовании термохимических реакций с участием химически активных соединений йода или брома. Первичным продуктом служит вода, а сам процесс осуществляется в несколько циклов. Третья технология производства водорода — это электролитическое разложение воды. Электролиз можно осуществлять под высоким давлением и получать высокий выход водорода. Недостатком этого метода является значительный уровень потребления электроэнергии. Для производства водорода выгодно использовать тепловую и электрическую энергию, вырабатываемую АЭС и ГЭС в так называемом провальном режиме, то есть в ночное время, когда падает уровень обычного потребления энергии. В промышленных масштабах в настоящее время водород производят методом паровой конверсии метана ПКМ). Водород, полученный по этой технологии, используется для производства азотных удобрений и очистки нефти и газа от примесей. Ключевой вопрос при выборе наиболее перспективной энергоустановки для производства водорода — ее рентабельность. Традиционный способ получения водорода методом каталитической конверсии углеводородов нельзя считать перспективным, во-первых, из-за слишком высоких затрат энергии (порядка 20 МДж/м3 водорода), а во-вторых, в связи с сокращением запасов природного сырья — нефти или газа. Из существующих технологий крупномасштабного производства водорода предпочтение следует отдать электролитической технологии. Однако и в этом случае затраты электроэнергии недопустимо велики — не менее тех же 20 МДж в расчете на 1 м3 чистого водорода. Если рассчитывать на производство водорода на АЭС и ГЭС в непиковые режимы работы, то расход энергии можно будет снизить более чем в два раза. В современных условиях стоимость производства водорода методом паровой конверсии составляет 7 долл/ГДж, что эквивалентно стоимости бензина 0,24 долл/л. При этом предполагалось, что стоимость природного газа равна 2,3 долл/ГДж (или 80 долларов на 1000 нм водорода). Расчет, выполненный специалистами РНЦ «Курчатовский институт» с учетом отечественных цен на газ, привел их к выводу, что водород будет более дешевым источником энергии по сравнению с бензином. Вторая проблема — хранение чистого водорода. Без создания дешевой, экономичной и надежной системы хранения водорода не приходится рассчитывать на быстрое развитие водородной энергетики. Наибольшие надежды связывают с газобаллонным, криогенным и металлогидридным способами хранения. В первом случае используются баллоны высокого давления, изготовленные из стали, титана или композитных материалов. Хранение жидкого водорода требует применения криогенной системы. Именно этот способ чаще всего используется в промышленности при хранении и перевозке большого количества водорода. Кроме совершенствования самих криогенных систем хранения для развития водородной энергетики потребуется решить сложные задачи заправки этих систем и их эксплуатации в конкретных условиях промышленных энергоустановок. В гибридных системах хранения водород содержится в составе интерметаллических соединений или в виде гидридов металлов. Извлечение его из этих соединений осуществляется путем либо гидролиза, либо термической диссоциации. В первом случае процесс является одноразовым, во втором могут быть созданы аккумуляторы многократного действия. Использование гибридных систем хранения обладает тем важным преимуществом, что связано со значительно более мягким уровнем требований к безопасной эксплуатации. Кроме того, в металлическом гидриде плотность водорода выше, чем в его жидком состоянии. Главный недостаток систем этого типа — относительно невысокое содержание водорода по массе. Сделать окончательный выбор в пользу той или иной системы хранения в настоящее время не представляется возможным, требуются дополнительные исследования и экспертизы. Наиболее перспективное направление развития водородной энергетики — замена углеводородных топлив на водород в системах транспорта, прежде всего в автомобилестроении. Уже около 20 лет водородные энергосистемы используются в ракетной технике в качестве разгонных блоков космических кораблей (отечественная система «Буран», американский «Шаттл»). Для производства электроэнергии в маломощных автономных системах энергопотребления перспективными могут оказаться топливные элементы. Требует дальнейшей проработки вопрос, сможет ли водород заменить углеводородные топлива в жилищно-коммунальном секторе. Проектные исследования этого вопроса до сих пор не проводились, думается, однако, что для этих целей вне конкуренции окажутся вихревые теплогенераторы, о которых говорилось выше. Их преимуществом является, в частности, то, что они не нуждаются в прокладке дорогостоящих, малоэффективных и ненадежных подземных трасс при подводе тепловой энергии к потребителю. Сферы применения водорода показаны на схеме 2. Концепция крупномасштабного применения водорода как для получения электроэнергии, так и во многих других отраслях народного хозяйства получила название водородной экономики. Ожидается, что к 2100 году производство водорода достигнет, по оценкам Минэнерго США, 770—950 Мт (в 2000 году оно составляло 50 Мт). Это приведет к формированию крупнейшего нового сектора мировой экономики. В качестве сопутствующих технологий самое широкое применение должны получить топливные элементы. Потребность в топливных элементах для децентрализованной стационарной энергетики (мощностью 250 кВт — 10 МВт) в ближайшие 10 лет составляет 100 000 МВт. Стоимость киловатта планируется довести с современных 3000—6000 долларов до 1000—1500 долларов к 2015 году. Потребность в топливных элементах для автотранспорта (мощностью 25—50 кВт) составляет 500 000 штук в год. Стоимость киловатта планируется довести с современных 300—1000 до 100—50 долларов. Водородная энергетика включает следующие технологии: • крупномасштабное производство водорода из невозобновляемы и возобновляемых источников энергии; • производство топливных элементов и энергоустановок на их основе; • хранение и транспортировка водорода; • использование водорода для получения энергии в промышленности, на транспорте, в быту; • водородная безопасность
5. Глава_7. Эско №1,2002 - энергокомплекс в г. зеленограде. Рынок электросчетчиков в 2005 го. Битва за киловатты. Главная -> Экология 
|