«Наука в Сибири» № 1-2 (2537-2538) 13 января 2006 г. БЛИЖАЙШИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Из доклада д.х.н. Владимира Собянина. Что же такое — водородная энергетика? Использование водорода как основного энергоносителя и топливных элементов как генераторов электроэнергии с одновременным резким сокращением потребления полезных ископаемых. Она включает следующие технологии: крупномасштабное производство водорода из ископаемых, синтетических и возобновляемых источников энергии; производство топливных элементов и энергоустановок на их основе; хранение и транспортировку водорода; использование водорода для получения энергии в промышленности, на транспорте, в быту; водородную безопасность. В. Собянин представил разные точки зрения на рассматриваемую область — оптимистичные и не очень, обозначив «главы» выступления: «Водородная энергетика: бочка меда» и «Водородная энергетика: ложка дегтя». Согласно одной, доля водородной энергетики, которая сегодня еще не существует, будет неуклонно расти, остальные виды топлива будут вытесняться. Другая выражает сомнение, смогут ли водородные топливные элементы противостоять традиционным энергоустановкам. Касаясь темы возобновляемых энергоносителей, докладчик прежде всего охарактеризовал биоэтанол, показал его производство в мировом масштабе. Биоэтанол принято делить на три группы: топливный, промышленный и питьевой. Сейчас биоэтанол применяется как добавка к топливу (от 10 % до 85 %), что положительно влияет на экологию. Количество биоэтанола на планете заметно увеличивается, что позволит заменить большое количество нефти. В. Собянин представил технологию получения биоэтанола, обосновал, почему именно целесообразно получать водород из биоэтанола (паровая конверсия этанола), показал, в чем состоит сложность осуществления реакции и какие существуют способы преодоления сложностей. В частности, в Институте катализа предложен двустадийный процесс конверсии этанола в реакторе с двумя неподвижными слоями катализатора и разработан соответствующий тип катализатора (медно-палладиевый, нанесенный на уголь). Проведены испытания. Катализатор проработал более тысячи часов. Технология конверсии этанола по-существу готова. Чтобы осуществить конверсию биоэтанола в одностадийном процессе, в Институте катализа также разработан родий-содержащий катализатор. Проведены ресурсные испытания. Они показали, что не изменяется ни концентрация водорода, ни СО, ни СО2. Получается довольно низкая концентрация метана. С катализатором после ресурсных испытаний не происходит никаких изменений. Новый синтетический энергоноситель — диметиловый эфир (ДМЭ). Впервые о нем серьезно заговорили в 1995 году. Было показано, что ДМЭ является чистым дизельным топливом. В 2001 году создана международная ассоциация по использованию диметилового эфира. Появилось много амбициозных программ. ДМЭ называют топливом XXI века. Но, чтобы ДМЭ использовать в топливных элементах, требуется снова его перевести в водород. В. Собянин аргументировал, почему целесообразно получать водород именно из диметилового эфира. Он доложил о некоторых результатах института по разработке катализаторов получения водорода из диметилового эфира, о принципах конструирования катализаторов. Полученный из ДМЭ водородсодержащий газ можно использовать для питания ряда топливных элементов напрямую, без дальнейшей очистки от оксида углерода. Докладчик представил информацию о новых результатах по топливным элементам с полимерным Н+-проводящим электролитом. В последние 6-8 лет появились высокотемпературные топливные элементы с протонообменным электролитом, и сегодня от традиционных низкотемпературных топливных элементов интерес смещается в сторону высокотемпературных, ибо они обладают более совершенными характеристиками. В заключение В. Собянин остановился на ближайших перспективах водородной энергетики. Это применение синтез-газа в двигателях внутреннего сгорания. Европа, например, напуганная выбросами СО2, приняла за норму — сократить к 2015 г. выбросы СО2 для автотранспорта на 50%. Этого можно добиться, меняя топливо. стр. 10