«ЧИСТАЯ» ЭНЕРГЕТИКА: МЕЧТЫ СТАНОВЯТСЯ ЯВЬЮ

По экспертным оценкам и прогнозам, население Земли до 2025 года увеличится до 8,2 млрд. человек. Это вызовет возрастающий спрос на энергию. Мировое энергообеспечение с 1950г. по 1990 г. возросло в четыре раза. Это вызвано ростом производства, техническим прогрессом, обеспечивающим возрастающие потребности человека. Таким образом, без привлечения новых источников энергии, более эффективных и более емких, чем ископаемое топливо, человечество ждет энергетический кризис.

Уровень самообеспеченности Украины энергоресурсами можно оценить по уровню добычи основных видов топлива, составляющих 29,3% от требуемого уровня потребления. По оценкам экспертов в Украине для нормального энергообеспечения промышленности и населения удельное потребление энергии в год должно составлять 300 млн. т у.т., что соответствует уровню потребления, достигнутому в странах Европы и прогнозируемому национальной энергетической программой Украины на период 2000-2005 гг.

Таким образом, непосредственно столкнувшись со всеобостряющейся проблемой энергетического голода, связанного с дефицитом существующего и тающего ископаемого ресурса, возникает актуальная необходимость создания и обеспечения необходимых условий для разработки и внедрения эффективных технологий и оборудования с использованием альтернативных, нетрадиционных и возобновляемых источников энергии: солнечной и ветроэнергетики; геотермальной энергетики; малой гидроэнергетики; энергии среды и сбрасываемого энерготехнологического потенциала; малой теплоэнергетики; нетрадиционного топлива (биомассы и газов, полученных из биомассы; биогаза; генераторного газа; газа малых газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений, попутного нефтяного газа; промышленного газа; метана угольных месторождений; спиртовых смесей; водотопливных дисперсий; водотопливных угольных суспензий; водотопливных эмульсий и др.).

Ученых часто называют профессиональными скептиками. Они подвергают сомнению любую умозрительную идею и настаивают, чтобы наблюдение и опыты подтвердили их правильность. В основе нового научного звания часто лежат непримиримые разногласия, размышления и дискуссии.

Один раз в два года в пос. Кацивели, в Доме творчества ученых НАН Украины, в атмосфере бурных дискуссий и творческих контактов проводится Международная конференция «Водородное материаловедение и химия гидридов металлов», которая посвящена стратегически важной для завтрашнего дня области водородной энергетики и непосредственно связанной с ней области водородного материаловедения. Постоянный организатор конференции - Институт проблем материаловедения НАН Украины (председатель оргкомитета - академик В.Трефилов). Шестая по счету конференция проводится при поддержке Международной ассоциации водородной энергетики (США) и Научного комитета НАТО (Бельгия). Ученые со всего мира заинтересованно обсуждают перспективы развития как традиционной, так и альтернативной энергетики. Многие аналитики уверены в том, что в течение последующих 50 лет мир навсегда должен отойти от ископаемых источников энергии и подыскать им замену.

Следует признать, что солнечная и ветроэнергетика - это наиболее экобезопасные виды альтернативной энергетики. По прогнозам специалистов, суммарная мощность ветроэлектростанций в Украине к 2000 г. должна достигнуть 2 млн. кВт. Заметим, что в США к этому времени планируется довести мощность ветроэнергоустановок до 50 млн. кВт. Однако прогноз и его осуществление далеко не всегда совпадают. За годы независимости в Украине было принято более десятка экономических программ, в которых рассматривались вопросы энергетики, неоднократно высказывались прогнозы, но реальные цифры постоянно отличались от желаемых.

Конференции сами по себе не приводят к немедленному увеличению производства или кардинальному изменению ситуации в стране. Однако обсуждение перспектив развития водородной энергетики, выработка рекомендаций по улучшению существующего состояния дел, разработка новых высоких технологий или существенное улучшение старых приводят к тому, что через некоторое время положительные сдвиги все-таки происходят. В качестве примера отметим, что предыдущие конференции по водородной энергетике стимулировали разработку и создание пилотного образца теплоприводного водородного компрессора для технологической линии глубокой очистки аргона, методов защиты от водородного изнашивания деталей узлов трения машин и технологического оборудования микробиологического и медицинского производств, методов оценки коррозионно-механических характеристик стали и многое другое. Среди перспективных направлений, обсуждаемых на конференции, отметим следующие: применение автономных источников водорода на автомобилях для питания двигателей внутреннего сгорания, применение автономных водородных генераторов при работе на море - подъем грузов с глубины до 6 км и обогрев подводных сооружений, создание комплексных систем водородного питания подводных энергетических установок, аккумулирование солнечной и ветровой энергии посредством горючих газов и т.д. На базе Крымского гелиотехнического центра Института проблем материаловедения НАН Украины запланировано строительство и эксплуатация гибридной ветрофотоэлектростанции с водородным циклом для теплоэнергоснабжения народнохозяйственных объектов Крыма.

Ошибочным является мнение, что проблема снижения затрат энергии может быть решена только с помощью контроля за соблюдением норм и наказанием за неэффективное использование энергоресурсов. Создание и внедрение энергосберегающих технологий, обучение персонала и соответствующие экономические меры - вот реальный путь успешного осуществления политики энергосбережения. Без помощи и прямого участия государства в виде кредитных и налоговых льгот, создания специальных фондов, прямого финансирования осуществление программы энергосбережения невозможно. Известно, что процесс получения электроэнергии традиционными способами сопровождается выбросом в атмосферу вредных веществ, выбросом жидких и твердых отходов в водные бассейны, отчуждением земель в зоне добычи, отвалов и водохранилищ и т. д. Так как на теплоэлектрических станциях используют органическое топливо, то они (станции) являются наибольшими загрязнителями окружающей среды, объем выброса ТЭС составляет около 30% от объема выбросов всех отраслей народного хозяйства вместе взятых. Кроме этого, большие площади земли отводятся под золоотвалы. Сооружение и эксплуатация гидроэлектростанций также оказывают негативное влияние на окружающую среду.

Различные процессы получения электроэнергии глубоко анализируются и изучаются. На симпозиумах, конференциях вырабатывается стратегия и тактика их решения. Одно то, что конференция по водородной энергетике проводится уже в шестой раз, говорит о том, что это не просто очередной сбор специалистов. Наивно думать, что американские и европейские структуры будут поддерживать в течение длительного времени проведение такой конференции, если они не будут видеть весомой отдачи. Председатель Программного комитета - зав. лабораторией «Процессов и систем водородного и гелиоводородного преобразования энергии» Института проблем материаловедения Д.Щур так оценивает вклад конференции в поиск и реализацию обсуждаемых проблем экологически чистых и восполняемых источников энергии: «Наша конференция, рассматривая и решая проблемы водородной энергетики как альтернативной энергетики завтрашнего дня, в философском плане провозглашает - настало время личной причастности каждого к проблемам окружающей среды и личной ответственности за выживание человечества. Мы уверены, что не только ученые, но и руководители государств должны систематически встречаться на высшем уровне для рассмотрения проблем ресурсного обеспечения, экологического состояния и улучшения окружающей среды, а также для обсуждения совместных действий и заключения договоров. Альтернативные источники энергии наряду с традиционными уменьшают зависимость от современного дефицита нефти и зависимость государства от зарубежных поставок топливно-энергетических ресурсов.

Большая часть бюджета Министерства энергетики должна направляться не на добычу и использование ископаемого и ядерного топлива, а на повышение энергоэффективности и более интенсивное использование солнечной, ветровой энергии, других вечных и возобновляемых энергоресурсов. Еще Жюль Верн 125 лет тому назад в «Таинственном острове» писал о «чистой» энергетике, использующей водород и кислород. За это время мечты становятся явью. И пусть весь крупномасштабный энергетический водородный комплекс можно будет реализовать только завтра, однако уже сегодня ученые находят возможность использовать различные разработки отдельных узлов и систем для решения насущных проблем. Это и водородные компрессоры, хранилища водорода, водородные двигатели внутреннего сгорания, самолеты, использующие водород в качестве топлива, это и экспериментальные солнечно-водородные электростанции, позволяющие запасать и расходовать энергию, энергоносителем в которой является водород. На нынешней конференции представители многих научных школ мира будут обсуждать проблемы, связанные с конструированием, использованием водородных энергопреобразующих установок, разработкой материалов, способных работать в такой химически активной среде, как водород. Также серьезное внимание будет уделено охране окружающей среды.

В идеале, на основании строгих научных прогнозов, должна быть принята национальная энергетическая программа, позволяющая энергетике, базирующейся на альтернативных источниках энергии, конкурировать с другими ее видами на экологически продуманной экономической основе».

Научно-технический потенциал Украины позволяет обосновать и прогнозировать как процесс производства и потребления энергии в целом, так и его отдельные составляющие. В системе Академии наук и высших учебных заведений накоплено огромное количество уникальных технологий и проектов.

Реализация даже малой части существующих проектов моделирования различных технологий может приблизить к созданию единой математической и компьютерно-информационной модели всего процесса производства и потребления энергии. Такие модели, адекватно отражающие происходящие процессы, позволяют предсказывать динамику изменения окружающей среды, прогнозировать состояние экологии и экономики страны, предсказывать различные катастрофические явления, дают возможность администрации контролировать ситуацию в реальном масштабе времени, следовательно, оперативно принимать оптимальные решения.