ВОЗМОЖНОСТИ РОССИИ В ПЕРЕХОДЕ К ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПЛАТИНОВЫХ МЕТАЛЛОВ
ЧЕРТОВ В. М.
Центр развития международного сотрудничества производителей и потребителей драгоценных металлов, г. Москва, Россия
Аннотация. Задача России – догнать передовые страны, овладев высокими технологиями изготовления устройств водородной энергетики, мобильными – на транспорте, стационарными – на централизованных и автономных источниках электрической и тепловой энергии. При этом должен быть использован целый набор методов – от решения технических проблем до принятия законодательных, поощрительных и долгосрочных инвестиционных мер, а также действий в переходный период. Ожидаемые результаты: в краткосрочном пятилетнем плане – привлечение научно-исследовательского и финансового потенциала к разработке серийно способных образцов; в долгосрочном пятнадцатилетнем плане – постановка на крупносерийное производство экологически чистых и экономически выгодных изделий. Такие возможности у России есть; желания, воли и условий в нужном объеме пока нехватает.
Ключевые слова: водородная энергетика, технические проблемы, платиновые металлы, инвестиции.
Ранее имевшийся научно-производственный задел России на пути к водородной энергетике заключался в широком применении двигателей на водороде в ракетно-космической отрасли. Отдельные эксперименты в части малой энергетики (грузовик, легковая машина, самолет) не были доведены до логического завершения по ряду объективных причин. В последней четверти ХХ века было освоено в достаточно широких масштабах производство сжиженного водорода и накоплен солидный материаловедческий опыт. За время, упущенное Россией в последние 10 – 15 лет, другие развитые страны поняли серьезность стоящих проблем и приняли целый ряд важнейших мер по привлечению к их решению не только всех ветвей власти, но и тех направлений бизнеса, которые, казалось, должны были всемерно препятствовать инновационным устремлениям. Это позволило развернуть целый спектр исследований и испытаний. Каковы же те исходные позиции России, с которых она может и должна начать широкое наступление на традиционные или заведомо устаревшие отрасли собственной энергетики? По нашему мнению, определение этих позиций надо начать с конца, отталкиваясь от главной цели. Во-первых, для нормальной и бесперебойной работы устройств водородной энергетики понадобится значительное количество недорогого водорода. Это посильная задача, но для этого надо восстановить центр по производству сжиженного водорода – Криогенмаш. Далее, нужны надежные устройства для хранения и транспортирования сжиженного водорода, автоцистерны, железнодорожные цистерны, стационарные хранилища с суперизоляцией. Опыт их изготовления есть, но нет заказов и нет производства. Его тоже нужно налаживать, что невозможно без восстановления в нужных, поначалу небольших объемах (что тоже непросто) металлургической и иной технологии их производства. Жидкостная водородная энергетика, как показал передовой зарубежный опыт, не применяется в столь большом объеме, но является хорошим источником газообразного водорода. Несомненно, придется налаживать производство газа-водорода методом газопаровой конверсии как самым экономичным. Газа, воды и энергии в России достаточно. Следующим, одним из важнейших шагов в этом направлении, является освоение производства баллонов для хранения и транспортирования достаточного запаса водорода при высоком, порядка 70 МПа, давлении: опытным путем уже доказано, что для меньшего запаса водорода в баллоне, например, автотранспортного средства, недостаточно для его экономичной эксплуатации. Здесь проблема состоит в разработке герметичного, высокопрочного, безопасного и эргономичного устройства, приспособленного для быстрой заправки и смены. По этой части России пока нечего запускать в производство: возможно изготовление единичных баллонов под давление 35-40 МПА кооперацией отдельных предприятий, и только, по нашим данным, одна фирма разработала техническое задание и готова к созданию таких сертифицированных сосудов (также в кооперации). Следующим этапом (напомним, мы движемся от конца к началу решений проблемы) является разработка надежных и недорогих топливных элементов – тех самых устройств, которые способны кардинально изменить всю энергетическую, экономическую и экологическую структуру производства и потребления энергии. Отличаясь необычно высоким коэффициентом полезного действия и чистейшим продуктом происходящего в них процесса - воды (имеем в виду низкотемпературные твердополимерные батареи), топливные элементы сами являются продуктом высоких технологий. Это, прежде всего, изготовление мембраны и нанесение каталитического слоя. Мембрану, пригодную для применения в БТЭ, пока способна производить в России одна-единственная фирма. Нанесение платинового измельченного катализатора также производит эта (или еще одна – в опытном порядке) фирма. Наконец, выпуск сборочных единиц – батареи топливных элементов небольшой мощности, около 10 кВт, освоила пока единственная фирма. Еще 2-3 организации, в кооперации с 4-5 другими фирмами, рекламируют поставку, через некоторое время, всего лишь пятикиловаттной батареи (напомним, что за рубежом уже созданы серийноспособные БТЭ мощностью от 30 до 200 кВт). Нельзя не обратить внимания на создание в России опытных образцов водородных автомобилей (точнее, электромобилей) с получением энергии при эксплуатации щелочно-асбестовых топливных элементов, ранее разработанных для космических аппаратов. Работа проделана огромная, она является пионерской и полностью подтвердила возможность создания такого транспортного средства. Но: баллоны с водородом – невысокого давления, БТЭ – дорогое и капризное устройство, и авторы ищут пути создания электромобиля, лишенного этих недостатков. Здесь мы подходим к первопричине наших бед – недостаточном финансировании. Выделенные Правительством в прошлом году 250 млн. рублей для 11 организаций – явно недостаточная сумма для двухлетней работы. Особенно ясно это становится при оценке удельной стоимости топливных элементов. В развитых странах 1 кВт мощности БТЭ обходится минимум в 3000 долларов США – и это в условиях конкуренции, когда БТЭ производят не менее десятка фирм! В России удельная стоимость БТЭ еще выше. Поэтому, если руководство России и ее бизнес возьмутся за решение этой «узкой» проблемы, придется преодолевать имеющееся отставание поистине революционным путем (если к технике и финансам применим этот политический термин). Кстати, политическое решение проблемы лежит как раз в плоскости финансирования. Политика власти должна уйти от фискального способа к преференциям различного рода. Ведь бизнес и капитализм в России нацелен на короткие деньги, на получение большой и скорой прибыли. При переходе к водородной энергетике через промежуточную, смешанную энергетику, в условиях достаточно долгого (и пока непривычного) ожидания прибыли, невозможно обойтись без льгот, субсидий, преференций и других способов поощрения бизнеса и его привлечения к решению этого пирога проблем. И правительству (в России принято говорить: государству) пора начать выделять значительные средства, пора принимать неотложные меры по привлечению крупного и среднего бизнеса. Для начала можно поддержать хотя бы региональный и местный бизнес в создании инфраструктуры – широкой сети автогазозаправочных станций: и цена газа ниже, чем у бензина, и выхлоп не такой вредный; выигрывают и экономика (потребитель), и экология. А эти станции затем несложно переделать на водородные. Правда, богатый монополист на рынке платиновых металлов - «Норильский никель» уже вложил не менее, видимо, 100 млн. долларов через институты Российской академии наук и ряд организаций, в развитие начал водородной энергетики, создал Новую инвестиционную компанию и, вместе с «Интерросом», приобрел пакет акций американской специализированной компании Plug Power. Но пока руководство компании, по нашим данным, нацелено на получение сразу конечного результата – создание водородных заправочных станций. Однако до подъезда потребителей – владельцев водородных электромобилей – еще далеко, и, думается, следование примеру Исландии или Калифорнии нам не подходит: в Исландии доходы населения иные, вот-вот начнется приобретение потребительских водородных автомобилей, а в Калифорнии вот-вот пойдут по шоссе американские, немецкие и японские водородные машины. Отсюда следует важный вывод: России нужно без промедления определяться с политикой приоритетов в новой энергетической политике.
