ВОДНЕВА ЕНЕРГЕТИКА: ПЕРСПЕКТИВИ УКРАЇНИ

Анотація

В умовах зростаючого попиту на енергетичні ресурси, вичерпання викопних видів палива та зростаючого рівня забруднення навколишнього середовища в багатьох країнах світу взято курс на розвиток водневої енергетики як альтернативного та більш екологічно чистого виду паливо-, енергозабезпечення.

Головними перевагами водню разом з екологічністю є практично невичерпна ресурсна база для його одержання та можливість універсального використання (в енергетиці, на транспорті, в елементах живлення різних електронних пристроїв і т. ін.). Однак на сьогодні водневі технології ще не набули тієї якості й ефективності, коли вони могли б замінити традиційну енергетику та існуючі традиційні види палива і технології на транспорті.

В Україні дослідження водневих технологій знаходяться в початковій стадії, не зважаючи на тривалий час досліджень та наявність значної кількості наукових установ, які займаються цією проблемою. Разом з тим при успішному розвитку технологій використання водню Україна могла б раціонально використати свою багату (у т. ч. нетрадиційну) енергоресурсну базу, диверсифікувати джерела енергії, зменшити рівень енергетичної залежності, поліпшити екологічну ситуацію в країні.

В аналітичній записці, з цією метою, пропонується утворити кооперацію науково-дослідних установ під егідою НАНУ, розробити відповідну Програму робіт із залученням як державних, так і приватних інвестицій для її виконання. Крім цього, пропонується використати наявні в Україні значні поклади цирконієвих руд, рідкоземельних елементів та промисловості з їхньої переробки для організації виробництва паливних елементів та інших складових водневих систем. Для цього пропонується на початковому етапі забезпечити пільгове оподаткування та іншу підтримку цих виробництв та наукових досліджень. Пропонується також максимально використати ті можливості з виробництва водню, які сьогодні є в Україні.

Зроблено висновок, що водень є перспективним паливом для України, а водневий напрям в енергетиці як високотехнологічний та наукоємний дозволить вийти на рівень розробок енергоефективних та екологічно чистих технологій майбутнього (ХХІ століття). Роботи в цьому напрямі потрібно починати вже сьогодні, щоб Україна не залишилася осторонь глобальної енергетичної революції, яка відбувається в передових країнах світу. Це дозволить Україні в майбутньому знайти своє місце в розподілі та використанні водневих технологій в міжнародному масштабі та не залишитися на задвірках науково-технологічного прогресу.

ВОДНЕВА ЕНЕРГЕТИКА: ПЕРСПЕКТИВИ УКРАЇНИ

Загострення проблеми охорони довкілля на фоні зростаючого попиту на паливо та енергію спонукає світову спільноту до ефективного пошуку нових енергетичних технологій, які б забезпечували прийнятний рівень забруднення і одночасно не уповільнювали економічного зростання. Ключове місце в розв'язанні цієї проблемиї, на думку багатьох фахівців, займе воднева енергетика - виробництво водню і його використання на основі паливних елементів (ПЕ) в промисловості, будівництві, енергетиці, на транспорті, в житлово-комунальному господарстві й інших сферах економіки [1, 2, 3].

Воднева енергетика розглядається багатьма фахівцями саме як засіб досягнення завдань глобальної енергетичної революції, й тому в розвинутих країнах світу їй приділяється значна увага та виділяються значні кошти на розвиток і впровадження її технологій. Найбільш динамічно ці роботи розвиваються у США, Канаді, Японії, країнах ЄС, де поряд зі значним обсягом НДДКР, провадяться активні роботи з комерціалізації водневої енергетики. В країнах світу створена значна кількість енергетичних установок на паливних елементах потужністю від одиниць ват до мегават, які уже сьогодні конкурентоспроможні з установками, в яких використовуються традиційні технології. У багатьох країнах розроблені та виконуються відповідні довгострокові програми, на виконання яких виділяються значні кошти.. Зокрема, у США на цілі водневої енергетики виділяється до 1 млрд. дол. на рік. Останнім часом у більшості європейських країн, у тому числі в Росії, спостерігається швидке зростання активності в області водневої енергетики і розробки паливних елементів.

Значна увага в цих країнах приділяється також формуванню політичної й суспільної свідомості, освіті та підвищенню кваліфікації, тобто підготовці суспільства до сприйняття нового (водневого) напряму в енергетичній політиці. Активну роль у цій сфері відіграють екологічні громадські асоціації, оскільки вони привертають увагу урядових органів до цієї проблемної тематики, поширюють інформацію серед населення, викликаючи зростання інтересу і довіри до нових технологій.

Стосовно технології одержання водню необхідно відзначити, що він є вторинним енергоносієм і в природі зустрічається тільки у виді різних сполук. Але ресурсна база для його одержання є досить широкою. Крім води, з якої водень можна одержати шляхом електролізу з використанням електричної та теплової енергії, до ресурсної бази належать практично всі викопні види палива, різні види біомаси, а також різні відходи виробництва, побутові відходи та ін.

Найбільш відомі технології одержання водню базуються на хімічному, термотехнічному процесах та електролізі води, але вони мають такі головні недоліки, як використання високо потенційної енергії з витратами викопного палива і відповідно значним забрудненням довкілля. Недоліком електролізу води є значний рівень споживання електроенергії. Електролітичний водень є найбільш доступним, але більш коштовним продуктом. Сьогодні у світі найбільше розповсюдження отримала технологія виробництва водню або суміші водню з іншими газами шляхом парової конверсії природного газу - метану, але при цьому майже половина початкового обсягу газу витрачається на проведення ендотермічного процесу парової конверсії. У зв'язку з цим у світі ведеться інтенсивний пошук таких технологій одержання водню, які б відповідали вимогам економічної та енергетичної ефективності й екологічної чистоти.

Зокрема, для виробництва водню вигідно використовувати теплову і електричну енергію, що виробляють АЕС в так званому провальному режимі, тобто у нічний час, коли падає рівень звичайного споживання енергії. Перспективним є електроліз води у поєднанні з нетрадиційними поновлюваними джерелами енергії (сонячна,