Александр Никонов - Верхом на бомбе. Судьба планеты Земля и ее обитателей
Никто не сомневался, что будущее за электрическим автомобилем. Газеты публиковали сообщения типа: «Русскому электротехнику А. Р-ху удалось изобрести двухместную электрическую карету. Вес кареты равен 22 пудам. Карета приводится в движение и освещается исключительно электричеством. В такой карете очень удобно совершать путешествия по проселочным дорогам».
Другой русский изобретатель по фамилии Романов в 1899 году презентовал двухместный электромобиль массой в 750 кг, причем половину этой массы составлял вес аккумуляторов. Заряда хватало на 65 километров при скорости около 50 км/час. Вскоре был построен городской рейсовый электробус с тем же запасом хода. В Петербурге планировалось даже открыть пассажирский маршрут электробусов, для чего даже организовали акционерное общество.
А потом пришла нефть.
И пыхтящие двигатели внутреннего сгорания властно оттеснили электромобили в сторону. Иначе и быть не могло: такое огромное количество автомобилей, которое сейчас обеспечивает жизнь цивилизации, просто не может быть электрифицировано. Дело здесь не в том, что самый хороший аккумулятор по энергоемкости уступает стакану бензина, а, стало быть, пробег электромобиля без подзарядки слишком короток. и не в том, что заряжаются аккумуляторы часами, а заливка жидкости в бак занимает минуты. Дело в ином: все автомобили мира пожирают много больше энергии, чем вырабатывают все электростанции мира. Поэтому, несмотря на болезненную любовь развитого человечества к экологии, разговоры о спасительных электромобилях давно затихли. Сменившись разговорами о водородной энергетике…
Водородная энергетика – писк двух последних десятилетий. Водород – идеальное с точки зрения экологии топливо. При сгорании водород образует только воду, и больше ничего. Переделка бензинового мотора в водородный не сложнее, чем установка на него обычного газового оборудования. А можно и не переделывать ДВС, а использовать так называемые топливные элементы, о которых сейчас столько говорят. Многие полагают, что эти самые топливные элементы – детище современных научных достижений, но фактически их изобрели еще при Жюле Верне, а использовать начали только через сто лет. Что такое топливный элемент?
Представьте себе бак, разделенный пополам полупроницаемой электролитической мембраной. В одной половине бака у нас кислород, в другой водород. Встречаясь на мембране, молекулы того и другого начинают реагировать, образуя воду. Только энергия при этом медленном горении выделяется не в виде тепла, а сразу в виде разности электропотенциалов, которые можно снимать с мембраны. Эту электроэнергию мы потом сможем использовать, как захотим. Например, ее можно подать на колесный электродвигатель автомобиля. А также на компрессор кондиционера, чтобы водитель мог охлаждать салон машины, не включая двигатель. Опытные образцы таких машин колесят по испытательным полигонам, давая журналистам повод писать о наступлении новой эры в энергетике – водородной. Одна только фирма «Дженерал Моторс» истратила на экспериментальные работы в области водородного автомобиля более 50 миллионов долларов. И, кстати, добилась больших успехов. Их водородные машины могут на одной заправке проехать до 800 километров. Отличный результат, не идущий ни в какое сравнение с аккумуляторным электромобилем!
Столько шума вокруг водородной энергетики потому, что у нее сплошные плюсы. Если КПД бензинового мотора 40 %, то КПД топливных элементов 85 %. И при этом ни свинцовых тебе выбросов, ни угарного газа, ни прочих загрязнений окружающей среды, столь свойственных бензиновым и дизельным моторам. Да и от злых арабов с их нефтью и шахидскими поясами уже можно не зависеть. Кругом красота! Что же мешает массовому переходу на водород?
Отсутствие водорода.
До тех пор, пока мы живем на планете с железным ядром и силикатной мантией, водорода у нас не будет: здесь ему просто неоткуда ему взяться, поскольку по ортодоксальной теории почти весь водород на нашей планете присутствует в виде воды. В чистом же виде его практически нет. Ну а если вдруг где-то он и возникает, как, например, в Большом пламени над гавайскими вулканами, так это, наверное, из-за разложения воды при высокой температуре в вулкане – разлагается она на водород и кислород, а потом водород тут же в этом кислороде и сгорает.
Как добыть водород на планете, на которой он присутствует в виде воды? Только извлечь из воды, конечно, другого выхода нет. Значит, опять повторяется та же история, что с легкими металлами, когда человечество, затрачивая бездну энергии, добывает нужные ему чистые материалы из оксидов (вода – это оксид водорода). И отсюда вытекает главный парадокс водородной энергетики: чтобы добыть из водорода энергию, окисляя его кислородом в моторе машины, нужно сначала затратить энергию, чтобы этот самый водород раскислить, то есть разложить воду на кислород и водород. А чтобы разорвать молекулу воды, нужно затратить столько же энергии, сколько потом получится при ее образовании. Это в теории. А на практике придется затратить много больше.
Тупик.
Но, по счастью, мы живем на совсем-совсем другой планете – металлогидридной. В которой полно не только легких металлов в чистом виде, но и водорода. Причем добывать его можно двумя способами. Способ номер один я описывал в книге «Апгрейд обезьяны». На суше в зонах рифтогенеза (например, в нашем Забайкалье) бурим несколько скважин, чтобы добраться до силицидов, и, подавая через одну из скважин воду, искусственно создаем то, что происходит в естественных условиях на морском дне в рифтовой зоне – экзотермические реакции между водой и силицидами. И через соседние скважины начинаем отбирать горячий водород. Какова экономичность этого процесса? Она великолепна! Один килограмм силицидов, обильно политых водой, дает 1200 литров водорода и халявного тепла столько же, сколько можно получить, сжигая 1 кг бурого угля. Халявное тепло используем для местных нужд, а сам водород трубопроводом гоним из Забайкалья в Европу и Китай. Обратным трубопроводом качаем валюту…
Как же изменится наша планета в условиях «водородной энергетики»?.. Можно попробовать самыми общими мазками нарисовать это не такое уж далекое будущее.
Итак, в мире начался новый технологический цикл. Старые экономические «обиды» и потрясения забыты – старые долги реструктурированы под новые блистательные перспективы. Америка вновь на коне. Инвесторы стаями слетаются на новые жилы – добычу водорода и легких металлов. Несколько стран, где это можно делать наиболее простым и дешевым способом, – Израиль, Россия, Канада, Исландия и Америка – приобретают солидный политический вес и привлекают всеобщее внимание. Есть, правда, еще теоретическая возможность добывать водород в Африке – там проходит так называемый Восточный рифт, но соваться в дикую Африку, не отработав технологии в Первом мире, никто не станет. Да и неспокойно в этой Африке, постреливают, что ни день. Разве что к концу века…
В Европе теряют актуальность ограничения на выбросы – все эти «Евро-3», «Евро-4», «Евро-5». Какой смысл продолжать их вводить и придумывать, если скоро все равно все будем ездить на водороде? По миру вовсю катится новая технологическая революция – на старые машины с двигателями внутреннего сгорания мелкие фирмы ставят газобаллонное оборудование, а крупные корпорации спешно строят заводы по производству топливных элементов. Приятный сюрприз: оказывается, по пожаро– и взрыво-безопасности водородный автомобиль дает бензиновому сто очков вперед!
Предприятия по производству ДВС терпят крах. Какое-то время еще держатся заводы крупных судовых двигателей внутреннего сгорания – в надежде, что не удастся решить проблему запасания на кораблях нужного количества водорода, и какое-то время корабли еще будут ходить на солярке. Хранить водород, этот горючий и взрывоопасный газ действительно страшно и неудобно в сжатом состоянии, то есть в газовых баллонах. Для океанских лайнеров это малоприемлемый вариант. Но водород можно хранить в металлах! Закачиваем в дешевый магний водород и потом, путем постепенного прогрева, извлекаем его из металла. Напомню, что один объем металла может поглотить тысячи объемов водорода. В металлах водорода помещается даже больше, чем в пустом газовом баллоне под давлением!
Однако вскоре начинает преобладать иное решение. Оказывается, гораздо дешевле вместо топлива брать на борт лайнеров магниевый порошок или тонкие перфорированные листы. И уже на корабле, окисляя магний забортной водой, получать водород и тепло для бортовой электростанции. Получается целый мини-заводик, но ведь судно не автомобиль, места в трюмах много, его хватает и на окислительный заводик, и на ДВС либо турбину, где полученный водород сгорает. Но вскоре массовое производство топливных элементов делает их настолько дешевыми, что элементы вытесняют тепловые двигатели с морских судов.
