Кому достаются русские миллионы?

Ведущие ученые мира, закладывающие фундамент энергетики будущего, решают, кому в этом году достанется премия «Глобальная энергия»

Фото: Wolfgang Kaehler/GettyImages
Фото: Wolfgang Kaehler/GettyImages
+T -
Поделиться:

Каждому народу хочется быть любимым и уважаемым другими народами, и русские тут нисколько не исключение, а скорее хрестоматийный пример. Однако в некоторые эпохи русским было сложно сориентироваться, как правильно нравиться другим народам в рамках единой национальной стратегии. В беззаботные нулевые многим казалось, что для этого надо следовать повестке дня современной цивилизации — в частности, осваивать чистые источники энергии и противостоять антропогенным изменениям климата. Кто же тогда знал, что десятилетие спустя те же русские будут стоя аплодировать избранию Дональда Трампа, твердо заявившего о намерении пустить все программы возобновляемой энергетики под откос истории?

В далеком 2002-м об этом и подумать не могли. А потому решили учредить премию «Глобальная энергия». Об учреждении премии объявил тогда сам Путин, а участвовали в проекте РСПП и крупнейшие российские компании. С тех пор ежегодно авторитетное международное жюри присуждает эту престижную премию, а заодно и 39 млн рублей (на наши нынешние деньги это 750 тысяч долларов), ученым, внесшим важный вклад в энергетику будущего. Cклонные к словоблудию журналисты назвали премию «энергетической Нобелевкой». А что? Денег поменьше, зато какая честь.

В эти апрельские дни комитет по присуждению премии вновь собрался в Москве, чтобы решить, кому достанется премия 2017 года. К концу этой статьи любознательный читатель узнает имена лауреатов. А мы тем временем засядем в фойе московского отеля «Сент-Реджис» и побеседуем с двумя лауреатами прошлых лет (по совместительству членами комитета премии). За что они получили наши миллионы?

1. Все как в жизни

Торстейнн Сигфуссон получил премию в 2007 году. Торстейнн Сигфуссон из Исландии, что само по себе делает его достойным премии: на этом острове научились отапливать дома и получать электричество, не тратя ни грамма ископаемого топлива. Правда, проблемой остается транспорт: автомобили, морские суда и самолеты пока не умеют обходиться без углеводородов. Именно этим и занялся профессор Сигфуссон в начале 2000-х. Благодаря ему по улицам Рейкьявика поехали автобусы, получающие энергию от топливных ячеек. О том, что это за ячейки такие, он рассказал следующее.

«Вся эта история с “эрой Трампа” отбросит человечество на несколько лет назад, прежде чем оно вернется на прежний путь. Но оно, конечно, туда вернется»

Люди издавна привыкли для получения энергии что-нибудь сжигать. Сжигать — это значит окислять кислородом. С точки зрения физиков при этом происходит вот что: электроны переходят на более низкие энергетические уровни, а выделяемая энергия нагревает вещество, в котором все это творится. Потом остается энергию тепла преобразовать в электрический ток (например, пропустив горячий газ через турбину). В результате электроны побегут по проводам. Итак: электроны потеряли энергию — бабах! — другие электроны приобрели энергию и превратились в ток.

Логичный вопрос: а зачем нужен этот «бабах» в середине? Не проще ли использовать энергию электронов непосредственно? Именно это и происходит в топливной ячейке. Там окисление водорода немедленно производит электрический потенциал на мембране, без всякого «бабаха». И если брать эти электроны от чистого водорода, в результате образуется только вода и ничего вредного для планеты*.

Топливную ячейку придумали в далеком 1837 году, но прошло почти полтора столетия, пока идея не превратилась в реальную технологию. Примерно столько же времени потребовалось другой науке — биохимии, — чтобы понять, что живые клетки используют окисление водорода очень похожим способом. В клетке ничего не горит и не взрывается: вместо этого при окислении водорода тоже возникает электрическое напряжение между двумя сторонами мембраны.

Первые клетки на Земле, похоже, действительно использовали для жизни чистый водород — как и автобусы Сигфуссона. Но, объясняет Сигфуссон, с водородом у нас на планете проблема: его сложно хранить и транспортировать, а при соприкосновении с кислородом он так и норовит взорваться. Поэтому клетки нашли более удобный способ: вместо чистого водорода стали использовать водород, соединенный с углеродом (как, например, в молекулах сахаров или жиров). Мы пользуемся этой идеей до сих пор.

В этом же направлении логика подталкивала и профессора Сигфуссона. Он создал компанию CRI, которая занимается синтезом метанола из углекислого газа. Углекислый газ обильно поступает из неспокойных исландских недр; получать из воды водород профессор Сигфуссон отлично умеет. Остается навесить этот водород на молекулы углекислого газа, и вот вам метанол — прекрасное, полностью возобновляемое топливо, пригодное в том числе и для топливных ячеек.

«Только передайте своим читателям, чтобы не пили метанол, — заботливо настаивал Торстейнн. — Это прекрасное чистое топливо! Ваша водка, кстати, тоже неплохое топливо...» Почему-то название химического вещества, во всем мире ассоциирующегося с возобновляемой энергетикой, в русском контексте навевает мрачные мысли о настойке боярышника. Автор этих строк пообещал профессору, что непременно предупредит своих читателей: метанол — не напиток, а лишь форма удобного хранения водорода для окисления в двигателях внутреннего сгорания или топливных ячейках.

Биосфера, вдыхая кислород для окисления органики, не может отказать себе в том, чтобы выдохнуть углекислый газ и внести вклад в парниковый эффект. А Родни Аллам научился не выдыхать

Внимательный и эрудированный читатель наверняка заметил, что как топливная ячейка — всего лишь имитация клеточной энергетики живых организмов, так и процесс получения метанола из геотермального CO2 — не более чем подражание природе. Химия процесса (разбивание молекул воды, получение водорода и навешивание его электронов на молекулу углекислого газа) эквивалентна тому, что происходит в зеленых растениях во время фотосинтеза. Таким образом, все, что умеет делать Торстейнн Сигфуссон, природа научилась проделывать на несколько миллиардов лет раньше. Что, однако, не мешает называть этого исландца пионером энергетики будущего.

А то, что человечество не спешит догнать Исландию на пути в светлое будущее, Торстейнна лишь слегка печалит: «Я очень удивлен тем, что Дональд Трамп встает на защиту угледобывающей промышленности, ссылаясь на сохранение рабочих мест. В добыче угля в США занято около 60 000 человек. В возобновляемой энергетике — примерно 1,2 млн. От возобновляемой энергетики зависит в 20 раз больше рабочих мест, не говоря уже о том, что в ней заложены возможности будущего. Я считаю, что глобальное потепление происходит, причем происходит из-за сжигания углеводородов, и идти наперекор этой правде очень глупо. Вся эта история с “эрой Трампа” отбросит человечество на несколько лет назад, прежде чем оно вернется на прежний путь. Но оно, конечно, туда вернется».

2. Искусство задерживать дыхание

Англичанин Родни Аллам (кстати, нобелевский лауреат) получил премию «Глобальная энергия» в 2012 году. Если погуглить Аллама, не исключено, что вместо самого Родни на первую строчку выскочит «цикл Аллама» — то самое, за что этот британец и собрал все самые престижные премии человечества.

Аллам, в отличие от Сигфуссона, пошел чуть дальше, чем земная биосфера. Биосфера, вдыхая кислород для окисления органики, все же никак не может отказать себе в том, чтобы выдохнуть углекислый газ и внести вклад в парниковый эффект. А Родни Аллам научился не выдыхать. То есть не он сам, а его цикл.

Вот как он объясняет суть дела: «Если говорить очень простыми словами, это цикл производства энергии, который улавливает весь углекислый газ, образуемый при сгорании ископаемого топлива. Цикл, который я предложил, состоит в том, что СО2 циркулирует через турбину и камеры сгорания в качестве рабочего тела, то есть вместо пара или воздуха в турбинах. Таким образом получается очень высокая эффективность и низкая цена энергии. А потом углекислый газ можно закачать под землю на большую глубину, в слои, содержащие соленую воду. Газ растворится в этой воде и останется там навсегда».

Тут в мозгу автора, еще не оправившемся после беседы с Торстейнном Сигфуссоном, возникла безумная идея. Торстейнн берет углекислый газ из исландской земли и производит чистое топливо. А Родни производит чистую энергию и закачивает в техасскую землю углекислый газ. Если соединить Аллама и Сигфуссона, чтобы один выделял, а другой сразу же и потреблял... Образы из мультфильма «Южный парк», из той серии, где герои были соединены друг с другом описанным выше способом, автор изгнал из сознания как иррелевантные, чего желает и своим читателям.

К счастью, Родни Аллам тут же развеял морок. Оказывается, в объединении этих производств пока нет ни малейшей необходимости: углекислый газ в Техасе — ценное сырье. Его используют для закачки в нефтеносные пласты, что лишь увеличивает экономический эффект от всей этой затеи. Демонстрационная электростанция в Техасе, основанная на цикле Аллама, будет запущена в этом году и даст коммерческую электроэнергию, сравнимую по цене с наиболее эффективным из существующих способов сжигания ископаемого топлива (так называемый комбинированный цикл). А если продать углекислоту, тогда это вообще золотое дно.

На роль Дональда Трампа в развитии возобновляемой энергетики Аллам смотрит с большим оптимизмом: «С приходом Трампа в Белый дом работа по развитию чистых источников энергии не будет остановлена. Если с возобновляемой энергетикой что и произойдет, так это то, что она получит еще больше общественного внимания. То, что Трамп не хочет поддерживать какие-то программы, еще не значит, что Америка и весь мир откажутся от них. На самом деле совсем наоборот: все эти сложности лишь заставляют людей концентрироваться на проблеме, настойчивее искать решения. Из сказанного мною вы можете сделать совершенно справедливый вывод, что на самом деле я большой оптимист».

Поскольку Родни Аллам не только лауреат премии, но еще и действующий председатель комитета, он не мог не сказать несколько слов о премии как таковой:

«Я считаю, что присуждение такой премии приносит огромную пользу России. Как шведы получили большую практическую и репутационную пользу от Нобелевской премии, так и русские еще пожнут плоды премии “Глобальная энергия”».

3. Кто победил в 2017-м?

И вот теперь терпеливый читатель будет вознагражден за свое упорство, ибо мы объявляем лауреата премии. В этом году им стал единственный ученый — швейцарец Михаэль Гретцель. Гретцель славен тем, что изобрел «ячейки Гретцеля» — экономичные фотоэлементы для солнечных электростанций. За это он заслуженно получит золотую медаль и 39 млн рублей. Наших российских рублей, которые в данном случае, кажется, потрачены на что-то хорошее. 

* Примечание для продвинутых читателей: а если в качестве окислителя использовать не кислород, а атмосферный азот, на выходе можно получить не воду, которой и так полно в Исландии, а полезные минеральные удобрения. Именно этим проектом и занят Торстейнн Сигфуссон в настоящее время.

Читайте также

 

Новости наших партнеров