Analitika.at.ua. Лет 40 назад шло массовое строительство атомных электростанций, что свидетельствовало о научно-техническом прогрессе и удовлетворяло потребности в электроэнергии. Сегодня подходы к вопросу получения электроэнергии изменились. Все больше внимания уделяется развитию солнечной, ветровой, водородной энергии, биоэнергетики. Еще лет 15 назад лауреат Нобелевской премии Жорес Алферов заявил, что если бы на развитие альтернативных источников энергетики выделялось хотя бы 15% средств, затрачиваемых на атомную энергетику, то не было бы необходимости в строительстве АЭС.

Перспективность развития альтернативной энергетики сегодня уже не вызывает сомнений специалистов, но практика расточительного финансирования атомной энергетики далеко не изжита, о чем можно судить и на примере Армении. Иной раз создается впечатление, что те, кто принимает решения в области энергетики, имеют неполное представление о возможностях использования альтернативных источников энергетики.

Солнце

Так или иначе солнечная энергия использовалась с древних времен, однако еще недавно стоимость электроэнергии, вырабатываемой кремниевыми полупроводниковыми солнечными преобразователями, стоила значительно дороже полученной от традиционных источников - гидро- и топливных электростанций. В течение последнего десятилетия в технике преобразования солнечной энергии в электрическую был достигнут серьезный прогресс. Разработаны новые полупроводниковые элементы быстрой окупаемости, КПД которых достигает 30-40%. Стоимость 1 кВт электроэнергии, вырабатываемой солнечными преобразователями, постоянно снижается.

В конце XX в. швейцарские химики изобрели солнечные элементы на двуокиси титана и органических красителях, которые окупаются за полгода. Уже начато их широкое производство. В Англии действует фирма, выпускающая солнечные элементы в виде гибкой металлопластиковой ленты в рулонах длиной 800 метров.

В США начала работать одна из крупнейших в мире солнечных электростанций, которая окупится за 2 года и 9 месяцев. В ряде стран разработаны, строятся и находятся в стадии запуска солнечные электростанции различных конструкций на сотни мегаватт - термодинамические с концентраторами солнечной энергии и парогенераторами, а также с полупроводниковыми элементами. Германская фирма Solar Milloennium AG строит в Китае солнечную электростанцию, мощность которой достигнет к 2020 году 1000 мВт.

Солнечная энергетика развивается и на постсоветском пространстве. В Узбекистане простроен коллектор солнечного излучения на 1 млн Вт для накачки твердотельного лазера, благодаря которому создан оптический квантовый генератор с мощностью светового излучения 1000 Вт.

Армения, которая в советские годы достигла серьезных успехов в области исследования и создания лазеров, сегодня теряет свои позиции из-за скудного финансирования науки. Нам остается лишь наблюдать за успехами в этой области других постсоветских стран, где важность научных исследований оценивается более адекватно. Возвращаясь к примеру Узбекистана, отметим, что там смогли успешно совместить возможности современной солнечной энергетики и квантовой электроники, в результате был создан лазер мощностью 1000 Вт с накачкой солнечными лучами.

Большинство развитых стран - Германия, Япония, Италия, Испания, США и др. - приняли программы развития альтернативной энергетики: солнечной, биоэнергетики и водородной.

Водород

Исследования в области водородной энергетики привлекают все больший интерес специалистов. С этим направлением связываются огромные перспективы. Уже не вызывает сомнений, что в недалеком будущем на смену традиционным видам топлива придет экологически чистое и неисчерпаемое - водород. Для получения водорода на смену электролиза воды приходят значительно более дешевые методы, которые уже находятся в стадии коммерциализации. Это получение водорода из природного газа, специального сплава алюминия, биомассы.

Водородная энергетика сформировалась как отдельное направление в 70-х годах XX в. В процессе исследований, связанных с получением, хранением, транспортировкой и использованием водорода, были выявлены экологические преимущества водородных технологий и возможности их эффективного использования в разных областях деятельности. Были получены качественно новые показатели в работе различных систем и агрегатов. Выяснилось, что, хотя водород является вторичным энергоносителем и пока стоит дороже природного топлива, в ряде случаев его применение экономически выгодно и сегодня. Не случайно водородная энергетика вошла в число приоритетных направлений ряда развитых стран и получила большую финансовую поддержку со стороны госструктур и частного капитала.

Особое внимание этому направлению уделяется в США и Японии, где создание топливных элементов признано определяющим в достижении экономического прогресса. В 2003г. администрация США выделила $1,7 млрд на разработку водородных топливных элементов, прогрессивные разработки в области автомобилестроения и создание необходимой водородной инфраструктуры. По данным Департамента энергетики США, к 2030г. сфера водородных технологий потребует 750 тыс. новых рабочих мест. Активные исследования и разработки в области водородных технологий ведет и Япония. Принято решение о создании 6 топливных станций на водороде в Токио и Иокогаме. К 2010г. в Японии предполагается произвести 50 тыс. транспортных единиц на топливных элементах. Общая мощность стационарных топливных элементов будет неуклонно расти как в Японии, так и в странах ЕС.

Огромные преимущества связаны с использованием водорода для транспортных средств, в первую очередь - в автомобильной промышленности. Уже сегодня вместо двигателей внутреннего сгорания начинают использовать топливные элементы, преобразующие энергию водорода в электрическую. В США, Германии, Японии и Канаде уже созданы и эксплуатируются опытные водородные автозаправочные станции. В ближайшие годы начнется продажа водородных автомобилей.

Первый автомобиль на топливных элементах был представлен компанией Daimler-Benz в 1994 году, а в 2000г. был готов улучшенный образец NECAR-4. Топливный бак, содержащий 100 литров жидкого водорода, расположен под полом автомобиля. Мощность электродвигателя - 74 л.с. максимальная скорость - 160 км/час, километраж 1-й заправки - 450 км. Движение начинается сразу после нажатия на педаль акселератора, 90% максимальной мощности двигателя достигается за 2 секунды. Автомобили с топливными элементами и электродвигателями имеют динамику, сопоставимую с машинами, оснащенными двигателями, работающими на бензине и дизельном топливе. И что еще очень важно: если сегодня 70-90% общего объема загрязнения в крупных городах связано с выбросами транспорта, то использование водородного топлива не оказывает негативного воздействия на окружающую среду. Серийное производство автомобилей и автобусов, работающих на водороде, позволит отказаться от использования бензина и перейти на экологически чистое топливо, что принципиально улучшит состояние окружающей среды.

Биогаз

Человечество использовало биогаз еще за несколько тысячелетий до нашей эры. Люди, проживающие вблизи стоячих водоемов, использовали болотный газ для отопления жилищ и приготовления пищи. Водоемы покрывались кожаными тентами, а по кожаным же трубам  газ подавался в жилища.

Биогаз образуется в результате брожения органических веществ, в том числе и отходов сельского хозяйства, лесоперерабатывающей, пищевой промышленности, коммунального хозяйства и т.д. В 1930г. были обнаружены бактерии, участвующие в образовании биогаза. Содержание метана в биогазе - 30-75%, остальное - диоксид углерода. Из одной тонны навоза можно получить 50-60 куб.м биогаза с содержанием метана до 60%. Максимальное содержание метана - до 87%, можно получить из жиров.

Биогаз можно производить и из специально выращенных культур, например, из силосной кукурузы, водорослей и др. В ряде случаев выход биогаза может достигать 500 куб.м из 1 т вещества. Биогаз может использоваться для производства электроэнергии, тепла, пара и автомобильного топлива. В Дании, в общем энергобалансе страны, биогаз составляет 18%. По числу установок по производству биогаза первое место в Европе занимает Германия. В Западной Европе порядка половины всех птицеферм отапливаются биогазом. По данным на 2006г., в Китае действовало 18 млн биогазовых установок, а их применение позволяло заменить 10,9 млн т условного топлива.

Автомобильные корпорации Volvo и Scania производят автобусы, работающие на биогазе, которые активно используются в Швейцарии. По прогнозам Швейцарской ассоциации газовой индустрии, к 2010г. 10% всего автотранспорта этой страны будет работать на биогазе. На биогаз уже переходит и автотранспорт Финляндии. Использование навоза для получения биогаза в США позволяет обеспечить топливом 1 млн автомобилей.

После аварии на Чернобыльской АЭС многие страны, развивавшие атомную энергетику, стали воздерживаться от строительства новых АЭС и переключились на интенсивное создание альтернативной энергетики. Комплексное развитие альтернативных направлений позволяет не только решить энергетические проблемы, но и принципиально улучшить состояние экологии. В связи с предполагаемым строительством в Армении новой АЭС представляется целесообразным уделить внимание развитию альтернативной энергетики, что не только обеспечит энергетическую безопасность и решение значительной части экологических проблем, но и станет дополнительным стимулом научно-технического развития, создаст много новых рабочих мест.

Георгий ГАЛЕЧЯН

Golos.am