Водородный двигатель прогресса

Водород должен стать новым ключевым продуктом «Росатома» — считает академик РАН, член коллегии старейшин при президиуме НТС «Росатома» Николай Пономарев-Степной. Свои аргументы он привел в рамках очередной лекции проекта «Научные чтения».

 Фото: «Страна Росатом»

— Моя лекция базируется на разработках по водороду, которые были начаты в нашей стране в 1970-е годы. Координировала эту работу комиссия Академии наук, возглавлял ее Анатолий Петрович Александров, который в то время был директором Курчатовского института.
— Летал самолет с водородным двигателем — самолет Туполева. Олег Фаворский (академик РАН, советник по научной работе гендиректора ЦИАМ. — «СР») летал на этом самолете. Говорил, что каждый раз боялся, что взорвется, — выходил взмокший. Не взорвался. Работали в это же время и получали хорошие результаты по ядерным ракетным двигателям, где водород был основным рабочим телом. Я помню, как мы ездили в Тулу смотреть экспериментальные установки, на которых уже тогда проводили работы по прямому восстановлению железа с помощью водорода.
— В настоящее время атомная энергетика в основном нацелена на производство электроэнергии. Надо, чтобы атомная энергетика шла и в другие сферы производства — в частности, водорода.
— Водород можно использовать как энергоноситель и как химический реагент в промышленности. Транспорт на водороде: и авиационный, и ракетный, и автомобили, и дроны. Водород необходим в технологических процессах во многих отраслях: это и черная металлургия, и энергетика, и химическая промышленность, фармацевтическая и пищевая промышленность — при производстве маргарина тоже используют водород.
— В Давосе в прошлом году состоялся Совет по водороду, собрались представители 18 фирм, причем крупнейших: Toyota, BMW, Audi, Honda Motor, Hyundai Motor и др. Они прогнозируют десятикратный рост потребления водорода — до 550 млн т — к 2050 году. Прогнозируемый рынок — 2,5 трлн долларов. Приблизительно 20–25 млрд в год фирмы, участвовавшие в совете, готовы вкладывать в развитие водородных технологий. Когда я прочитал документ, подготовленный по итогам совета, меня поразила одна вещь: очень много о потреблении водорода и практически ничего о производстве. Я понял, что появляется шанс для «Росатома» сказать свое слово.
— Сырье для получения водорода — это вода и углеводороды. Традиционные методы производства — паровая конвекция углеводородов и разложение воды, электролиз.
— Высокотемпературные реакторы с гелиевым теплоносителем, которые развивались с 1960-х годов, можно эффективно использовать для производства водорода методом паровой конвекции метана, но нужно создать высокотемпературный теплообменник. Эти реакторы позволяют использовать топливо различного типа: и с ураном, и с плутонием, и с минорными актинидами, и т. д. Это обоснованно физическими и экспериментальными данными.

«ЛЕТАЛ САМОЛЕТ С ВОДОРОДНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ — САМОЛЕТ ТУПОЛЕВА. ОЛЕГ ФАВОРСКИЙ ЛЕТАЛ НА ЭТОМ САМОЛЕТЕ. ГОВОРИЛ, ЧТО КАЖДЫЙ РАЗ БОЯЛСЯ, ЧТО ВЗОРВЕТСЯ,— ВЫХОДИЛ ВЗМОКШИЙ. НЕ ВЗОРВАЛСЯ»

— Несколько лет назад в «Росатоме» звучали предложения: давайте электролизер поставим на атомных электростанциях и будем производить водород из воды. В «Росэнергоатоме» провели такую работу. Сейчас на всех АЭС есть электролизеры — производят водород, который используется для охлаждения генераторов. Но если мы решим производить водород уже в промышленных масштабах, нужны другие электролизеры.
— Природный газ держат в хранилищах. Для водорода можно делать подземные хранилища в отложениях каменной соли. На территории России есть 16 соленосных бассейнов, перспективных для строительства подземных хранилищ. Недалеко от Смоленска есть возможности подземного хранения.
— Транспортировка водорода — серьезный вопрос. Есть варианты: и трубопроводы, и емкости под давлением. Можно перевозить сжиженный водород или химически связанные соединения водорода, например толуол. В Соединенных Штатах обосновали возможность транспортировки метано-водородной смеси по обычным трубопроводам.
— Необходимо утвердить новое направление технологического развития в «Росатоме», которое позволит получить новый для госкорпорации продукт — водород. Мы могли бы выйти не только на внутренний, но и на зарубежный рынок.
— Мы должны поставить себе задачу производить 50 млн т водорода в год. Для этого нужно построить атомные энерготехнологические станции, которые обеспечивали бы конвекцию метана. Четыре блока по 600 тепловых мегаватт смогут выдавать около 1 млн т водорода в год. То есть для той программы, о которой я сказал, надо построить 50 таких станций к 2050 году.
— Когда я рассказываю о водороде, мне говорят: вы же понимаете, что невозможно это все быстро освоить. Я, конечно, переживаю, но возвращаюсь мыслями назад, к советскому атомному проекту, и мне становится полегче немножко. Потому что в то время делали такие вещи, которые трудно было представить.

ВОПРОСЫ ИЗ ЗАЛА
— Метан для производства водорода методом паровой конвекции придется покупать. Насколько это экономически эффективно?
— При нынешней цене метана это приблизительно 10–20% стоимости получаемого продукта, то есть не очень много. Но я понимаю, что по мере развития водородной промышленности стоимость метана будет расти. Надо это учесть и хорошо проработать экономику, и бизнес, и маркетинг.
— Как вы относитесь к идее транспортировать водород в аммиаке?
— Аммиак — хороший носитель водорода. Он содержит много водорода и в жидком виде может экспортироваться. Единственное, что нас останавливает, — токсичность, но все решаемо. Это направление надо обязательно рассматривать.
— Ваша позиция относительно международного сотрудничества в развитии водородных технологий?
— Моя позиция очень четкая: водородная энергетика не может быть сделана одним государством, нужно обязательно работать вместе, развивать сотрудничество. Не только научно-техническое, но и бизнес-сотрудничество. И мы хотели бы получить и зарубежные инвестиции.