Вести из Российской академии наук

              Во что обходятся человечеству прихоти буржуазии

Термоядерный синтез - неисчерпаемый, экологически чистый  источник энергии,  но для его проведения требуется изотоп гелия-3, которого на Земле нет. Это вещество есть на Луне. Для доставки гелия-3 на Землю не требуется больших вложений. Стоимость экспедиции на Луну равна стоимости строительства элитного дома в Москве. Денег на освоение Луны нет, а потому ученые предлагают иные технологии получения энергии, к примеру, получение биотоплива из кукурузы, целлюлозы, отходов сельскохозяйственного производства или из стоков животноводческих ферм.

        21 октября 2008 года на очередном заседании Президиума Российской академии наук с научным сообщением  «Биотоплива: химические основы, новые процессы. Потенциал России» выступили  член-корреспондент РАН Сергей Дмитриевич Варфоломеев, академик  Илья Иосифович Моисеев и  академик Борис Федорович

Мясоедов.  

   Суть докладов представленных на обсуждение Президиума – возникновение, фактически, новой отрасли знания, промышленности и технологий, основанной на использовании возобновляемого сырья, а именно, отходов сельскохозяйственного производства и бумажной промышленности.

  Академия наук посвятила заседание Президиума проблеме биотоплива, так как на последнем саммите Большой восьмерки президент Медведев заявил, что Россия готова взять на себя значительную часть и научно-исследовательских и производственных работ, связанных с тем, чтобы можно было использовать возобновляемый ресурс.           Преимущества биотоплив: использование солнечной энергии,  децентрализация энергетики, решение проблемы глобального роста СО_2.

  Европу привлекает в новом ресурсе независимость от углеводороддобывающих стран. Кроме того, высокие цены на сырье обеспечили экономическую целесообразность производства биотоплив. При стоимости нефти выше 40-60 долларов за баррель это производство стало экономически востребованным.

   За последние столетия нефть и газ создали основу нашей цивилизации. Один современный завод перерабатывает 12 миллионов тонн нефти в год.

Реальность физически существующих объектов – это производные углеводородов. Мы «кормим» в мире 800 миллионов автомобилей; полимерные материалы, базовая энергетика основаны на углеводородах. Удобрения, главный источник благосостояния населения – это тоже  трансформированные углеводороды газа.

    Начиная с 2002 года, неудержимо растет цена на нефть. Кроме того, исчерпываются легко добываемые компоненты, добыча становится дорогой и катастрофически возрастает потребление. Это привело к тому, что в последние 10 лет увеличивается производство биотоплив первого поколения ( производство из зерна). Так производство этанола удваивается в мире каждые два года, причем в основном за счет США.

    ЕЭС планирует производить 7% энергии к 2012 году из возобновляемых источников энергии. США каждые две недели ставит завод по производству биоэтанола. В Германии существует 4 тысячи этангенерирующих устройств, которые чистят стоки животноводческих ферм и обеспечивают локальную энергетику.

    Наша страна обеспечена энергетическими ресурсами, даже если в течение длительного времени мы не будем разрабатывать новые месторождения. Однако в перспективе возобновляемые источники энергии это позитивный фактор, так как ресурсы для этого в России есть.         

   Николай Николаевич Семенов, основатель института химической физики, еще в 1974 году отмечал, что быстрое исчерпание ресурсов обычного топлива и опасность увеличения  углекислого газа в атмосфере  ставит перед человечеством проблему создания принципиально новой базы мировой энергетики.

   Ученые считают, что для России единственно возможный путь – это использование целлюлозных материалов, а не зерна, как основного резерва получения биотоплив.

   Ресурсы неиспользованной биомассы в стране достаточно высоки.

   Россия уникальная страна, с точки зрения мирового сельскохозяйственного производства. Почти 10% мирового поля – это российское поле. Сельское хозяйство ежегодно производит 250 миллионов тонн концентрированных сельскохозяйственных отходов.

  В настоящее время в стране заброшено 40 миллионов гектар сельскохозяйственных земель. На этих землях можно получать биомассу для производства 220 миллионов тонн биобензина.

   Кроме того, лесная промышленность дает около 50 миллионов тонн отходов. Это материал, представляющий собой сложный композит лигнина, целлюлозы и других веществ. Современные технологии могут обеспечить производство из этого материала около 100 миллионов тонн биобензина (потребление бензина в России – 30 миллиардов литров), 54 миллиардов кубических метров метана и около 30 миллиардов тонн удобрений.

   Ученые отмечают, что конверсия целлюлозного сырья и производство продовольствия это не конкурирующие процессы. Интенсивное сельскохозяйственное производство приводит к большему количеству продуктов, а следовательно и к увеличению отходов, то есть к большему ресурсу для производства биотоплив.  

   Ученые заявляют, что появление этих исследований при цене трубопровода 22 миллиона за километр,  является необходимым и востребованным для нашей страны. Сельское хозяйство России, как энергетическая отрасль, удручающе слабо обеспечено энергетическими материалами, так как на 1 калорию, которую потребляет человек,  здесь затрачивается 10 калорий топлива.   Цены на продовольствие линейно отражают цены на энергию.

   Ограничивает рост сельскохозяйственного производства и недостаток фосфорных удобрений. Лишь три страны в мире являются производителями фосфорных удобрений – это Россия, США и Марокко.

   В настоящее время разработана технология получения метана и фосфорных удобрений из биомассы.

   Вызывает очень большой интерес и получения биобутанола. Это давно известный процесс, созданный выдающимся российским микробиологом Шапошниковым для производства бутаноло-ацетоновой смеси из зерна при получении растворителей.

В 2002 году компания Дюпон  анонсировала интерес к этому процессу. К 2010 году планируется выпуск бутанола в количествах достаточных для топливной энергетики.

   Очень большой интерес технологов вызывают энергетические растения. К примеру, растение, которое называется слоновья трава,  имеет 4-х метровую высоту, а потому уникально с точки зрения получения топлива.

   Ученые считают, что создание и развитие биотопливной индустрии в России позволит обеспечить  освоение новых территорий европейской части, Сибири, Дальнего Востока, обеспечить собственной энергией агропромышленный комплекс, создать условия укрепления позиций России как крупной энергопроизводящей страны мира.

   Выступивший в прениях академик Валентин Николаевич Пармон отметил, что данная проблема имеет не только научное, но и политическое значение. Речь идет о создании новой сырьевой базы для энергетики. В СО РАН и ДВО РАН подготовлены свои программы. Академик Пармон также затронул вопрос об  освоении новых для России культур, являющихся перспективными для биоэнергетики. К примеру,  мискантус китайский – это растение типа тростника  дает  зеленой массы около 75-80 тонн на гектар и сухой массы 10-15 тонн на гектар. Растение прекрасно себя чувствует в условиях Западной Сибири, в Татарстане, на Дальнем Востоке.

   Мискантус интересен и для оборонной промышленности. Известно, что Россия потеряла постоянный источник хлопка, который необходим для производства взрывчатых веществ. Из мискантуса получается огромное количество целлюлозы, 40% по весу.

   Академик Пармон считает, что бионефть – это тот полупродукт, который может заменить природную нефть. Сухая древесина, солома, торф подвергаются быстрому нагреву,  при этом удается перевести до 70% всего твердого вещества в жидкость.  Дальнейшая ее переработка приводит к получению бионефти.

      Академик Эрик Михайлович Галимов в своем выступлении на Президиуме отметил, что поддержка рассматриваемых программ позволит смягчить драматичность ситуации, которая связана с уменьшением сырьевых запасов. Залогом успешного решения задач является и наличие в России сильной научной школы в данной области.

   «Мы не можем конкурировать в биотопливе,  производимом за счет зерна, так как зерно, которое мы выращиваем, овес, пшеница- это 200-300 литров конечного продукта с гектара в год. В то время как Бразилия, используя  касторовое, пальмовое масло, получает от 2 до 5 тысяч литров с гектара. У американцев есть экспериментальные системы на водорослях, которые дают 90 тысяч литров конечного продукта с гектара. У нас есть отходы древесины и работы, направленные на их утилизацию и получения топлива,  чрезвычайно важны», сказал Эрик Михайлович Галимов.

   После обсуждения доклада  корреспондент «ЭФГ» обратился с рядом вопросов к академику Галимову

Корр.: Эрик Михайлович, на Президиуме ученые отмечали, что к 2023 году стоимость получения ископаемых топлив и стоимость энергии, которую мы будем из этих топлив получать сравняются, и ископаемые топлива окажутся не выгодны. Однако сегодняшние научные сообщения довольно оптимистичны.

На первый план выходят технологии получения биотоплив.

Человечество нашло, наконец-то,  выход из энергетического кризиса?

Э.М. Галимов:   Дело в том, что  здесь не должно быть преувеличения возможностей. Все альтернативные источники имеют довольно низкую конечную планку. Сегодня во всем мире производится порядка 50 миллионов тонн биотоплива, а всего жидкого топлива потребляется в мире 3,5 миллиарда тонн. К 2030 году предполагается  довести производство  до 150 миллионов тонн. Так что когда речь идет о глобальном потреблении энергии здесь применение альтернативных источников крайне ограничено.

- Значит, в перспективе без атомных реакторов не обойтись?

-  Главная проблема использования атомной энергии – это утилизация радиоактивных отходов.

   Мне представляется, что стратегическое решение проблемы связано с развитием термоядерных технологий. Есть единственное экологически чистое  термоядерное топливо –  изотоп гелия-3. Конечно, речь идет о дальней перспективе, но Академия должна сбалансировано решать задачи сегодняшнего дня и задачи, которые связаны со снабжением энергией будущих поколений.

Поэтому, если  взять дальнюю перспективу, то сочетание термоядерного синтеза и использование изотопа гелия-3 - это решение проблемы на века. И источник бесконечный и экология не нарушается. Но гелия-3 на Земле нет, а на Луне полно. Чтобы добывать его, на Луне надо развернуть горно-добывающую промышленность. Это огромная деятельность. Луну надо вовлечь в народное хозяйство.

-  Это реально?

- Реально, если начать работы сегодня, а закончить через 50 лет. Это трудоемкое дело, надо держать в качестве дальней цели, не забывая, что к ней надо идти. Вкладывать средства для  более интенсивного посещения Луны, создать базу, проводить там исследования.

 Как развивается всякая наука и промышленность?  Она развиваются шаг за шагом. И эти шаги, возможно,  растянутся на десятилетия. К цели мы придем в тот момент, когда действительно будем нуждаться в этом.

- С советских времен у нас сохранились лунные проекты. Недавно глава Роскосмоса Анатолий Перминов заявил, что Россия намерена развернуть на Луне постоянно действующую автоматическую базу в 2016–2020 годах. В преддверии реализации проекта уже в ближайшие годы будут испытаны блоки лунных и марсианских межпланетных комплексов, а луноход «Карат» обследует выбранный район поверхности космического объекта.

 - Работы ведутся, но они не идут ни в какое сравнение с поставленными целями. Если раз в пять лет запускать аппарат для получения образцов лунного грунта, можно, конечно, получить какие-то данные. Но для совершения технологической революции,  темпы должны быть иные. Необходим  лунный трафик, когда на Луну хотя бы раз в год должны запускаться космические аппараты, а может быть и несколько аппаратов в год. Необходимо разведать, где больше гелия, необходимы пилотное проектирование, пилотная эксплуатация, завоз оборудования и т.д.

   Как развивается угольное месторождение?  Сначала делается разведка, потом посылаются туда бригады людей, начинается завоз оборудования…

- Все дело, видимо, в недостатке финансовых средств…

- Луна доступна. Работы эти не требуют больших вложений. К примеру, стоимость экспедиции на Луну равна стоимости строительства элитного дома в Москве. 30 миллионов стоит дом, этих денег хватит, чтобы совершить лунную экспедицию.

 -  Если мы получим неисчерпаемые источники энергии,  возможности человека становятся неограниченными… 

- Такой источник энергии решает очень много важнейших задач. К примеру, почему  мы разрабатываем месторождение полезных ископаемых? Потому что природа сконцентрировала там полезные для нас элементы. На самом деле эти элементы рассеяны всюду на земном шаре. У нас под ногами в любой породе есть и железо, и золото, и ванадий. Проблема в том,  что эти вещества находятся в рассеянном состоянии.  Потребность в месторождениях, в концентрации полезных ископаемых отпадет при наличии необходимого количества энергии.  Есть у нас свободная энергия - мы сконцентрируем все что угодно,  добывающая промышленность окажется не нужной человечеству.  Сейчас основной лимитирующий фактор – это энергия. И важно, чтобы эта энергия была чистой. Если мы ее добываем, нарушая экологию, то у нас нет перспектив. Наш дом Земля останется чистым, если мы будем использовать термоядерную технологию, основанную на использовании изотопа гелия-3. И это решит проблему энергии навсегда.

- Какое количество гелия необходимо ежегодно доставлять на Землю?

- Примерно 10 тонн. Один космический аппарат типа Шатла может снабдить Землю топливом на год.

- Разработка технологии термоядерного синтеза настолько продвинута, что  есть смысл разведывать  запасы топлива для термоядерных реакторов?

-  Термоядерные технологии, для того чтобы они были практичными, как минимум потребуют еще два десятка лет. Но и гелий-3 мы раньше не добудем. Так что считайте, у нас есть три-четыре десятка лет. Но если наши ученые решат проблему, а топлива не  будет?  Надо параллельно вести исследования. Повторюсь, никаких гигантских капиталовложений не требуется. Самое время постепенно идти по этому пути.