Откуда дровишки?

Энергия… Никто толком не знает, что это такое. Но всем известно: без нее – никуда. И автомобиль – лишь частный пример. Не будь у человечества хоть какого-нибудь горючего, дрожать нам зимой в шкурах и питаться сырым мясом. К счастью, кто-то (говорят, Прометей) открыл огонь и его первый источник – древесину. Но не все лежит на поверхности – приходится сверлить в земле дырки аж до самых сокровенных недр, где спрятан уголь, плещется нефть или теснится газ. Так и живем, проедая природные запасы сами и разрешая попользоваться (за немалые деньги) обделенным народам.

На рубеже XXI века человечество, однако, забеспокоилось: мало того, что подземные кладовые стремительно пустеют, так еще и сам процесс получения энергии портит воздух и даже погоду. С первой бедой, впрочем, научились справляться относительно малой кровью: сегодня можно оборудовать каждую выхлопную трубу (не только автомобильную!) фильтрами и нейтрализаторами, задерживающими всю (или почти всю) гадость, так что дышать в продвинутых странах уже легче. Но вот климат… Горение любого (!) вещества сопровождается образованием углекислого газа СО2, а это – парниковый эффект, тайфуны, ураганы, потопы, вообще – глобальное потепление. Так что же – тупик? Попробуем вникнуть.

ПРИВЕТ ОТ ЧУБАЙСА

Итак, рецепт мэра прост: ничего не сжигаем, ничем воздух не отравляем – ставим на каждой АЗС мощные электророзетки. Даешь городской электромобиль! Кто бы, однако, дал… Если делать такую машину более-менее доступной, значит, выход один: использовать батареи свинцово-кислотных аккумуляторов. Пробег будет небольшой, зарядка займет не минуты – часы. Но, допустим, пошли и на это ради экологии, но кто подаст ток к нашим розеткам? Электромобиль (один!) с двигателем мощностью, скажем, 50 кВт при ежедневных трехчасовых поездках требует за год более 50 000 кВт.ч энергии. А ведь городской транспорт должен бегать часов по 12 – это тысячи автомобилей и автобусов!

Может, РАО «ЕЭС» планирует увеличить выработку электроэнергии? Да, к 2020 году прирост составит около 324 млрд. кВт.ч. Этого хватит, чтобы перевести весь российский автопарк на электротягу. Но... станет ли легче природе?

ДЕЛО – ТРУБА

Если разбить все электричество, вырабатываемое в Европе, по первичным источникам энергии, то окажется: ископаемое топливо (нефть, газ, уголь) дает 55% всех киловатт-часов, АЭС добавляют еще 27% и, наконец, гидроэлектростанции дают оставшиеся 18%. (На самом деле есть еще экзотическая энергетика: геотермальная, ветровая, солнечная, но ее удельный вес пока пренебрежимо мал, увы). В России аналогичные цифры выглядят так: 64, 16 и 19% соответственно. Итак, две трети энергии получают сжиганием ископаемого топлива, причем и к 2020 году баланс почти не изменится! В электромобильной Москве при таком раскладе дышать станет легче благодаря тому, что огромные трубы будут дымить в отдаленных от нее районах.

Понимают ли это на Западе? Конечно. И потому там бурно развивают альтернативную энергетику: кто был в Западной Европе, тот видел леса ветряков. В жарких странах заметны поля солнечных батарей. Идея заключается в том, чтобы вырабатывать климатически и экологически чистую энергию как можно ближе к каждому дому или прямо на его крыше. Строить не одну гигантскую электростанцию на бюджетные деньги, а много индивидуальных за счет потребителя. Последнему это становится все выгоднее: собственная энергия будет бесплатной, тогда как за «общественный» ток надо платить все больше.

Впрочем, есть и глобальные проекты. Например, покрыть Сахару сплошной солнечной батареей, а энергию гнать по линиям электропередач в Европу. И знаете: этого хватит электромобилям!

ВДОХ-ВЫДОХ

Прометей, оказывается, был не просто щедр к людям, но и чертовски прозорлив: он ведь дал огонь, а не керосиновую лампу. А горели в тогдашних кострах дровишки, выделяя лишь то количество СО2, которое деревья при жизни поглотили из воздуха. Так что никакой угрозы для климата древняя энергетика не представляла! Конечно, дрова не слишком удобно закладывать в автомобильный бак (хотя и такое было в годы войны). Но можно ведь сначала сделать из них «табуретовку» – перегнать в спирт, все равно на балансе СО2 это не скажется! Правда, где взять столько деревьев? Бразилия обходится своим тростником, но в нашей полосе даже кукуруза не больно растет.

И все-таки есть выход! Недавно выяснилось, что можно не только гнать спирт чуть ли не из любых органических отходов (это заядлые самогонщики подозревали и раньше), но и превращать их в биогаз или биотопливо со свойствами природного газа, бензина или солярки. И ничего не надо специально сеять: достаточно покопаться в горах бытового мусора – их запасы огромны! Более того, синтезированное биотопливо куда лучше ископаемого: в нем нет вредных примесей вроде серы, ароматических углеводородов – выхлоп получается заметно чище!

Сегодня установки для синтеза биотоплива растут как грибы. В Европе лидирует пока Швейцария: там сделали ставку на биогаз, получаемый в процессе брожения отходов. Фирма «Шелл» спешит застолбить первые позиции в энергетике будущего и строит гигантские «синтезаторы» жидкого топлива в разных уголках мира. (Кстати, очень может статься, что такое топливо со временем будет дешевле ископаемого – кто захочет раскошеливаться на нефть?)

Еще один вариант топлива, растущего на земле, подходит для все более популярных дизельных авто: это пищевое масло из подсолнечника, рапса или из... фритюрниц «Макдональдса», которое особым образом обрабатывают и добавляют в дизтопливо. Если добавка равна 20%, такая «солярка» называется В20. Можно бы и больше, но подводит склонность к загустеванию на морозе. «Биодизель» популярен в Германии. Говорят, по запаху выхлопа можно определить исходное сырье...

Впрочем, России тоже есть чем похвастать: под Омском пущен завод по синтезу биотоплива, до конца 2009 года под Москвой появится электростанция на биогазе, получаемом в люберецких очистных сооружениях. Это даст 10 МВт энергии – их достаточно для электроснабжения 80 000 м2 жилья или движения 200 электромобилей.

А ТЕПЕРЬ – НЕ ДЫШИТЕ!

На первом месте в таблице Менделеева стоит элемент, при сжигании которого СО2 вовсе не выделяется. Это водород. Окисляясь, он превращается в водяной пар. Супер! Одна беда – водорода в свободном виде в природе нет. Он входит в состав той же воды, любой органики. Но чтобы извлечь его оттуда, нужно затратить энергии даже больше, чем он даст при сгорании или преобразовании в электрический ток в топливных элементах.

С НЕБЕС НА ЗЕМЛЮ

Подведем итог: в ближайшей перспективе автомобилистов ждут не баллоны с водородом, а скорее баки со спиртом. Уже сегодня все ведущие автопроизводители предлагают версии моторов, работающие на этаноле или его смеси с бензином Е10 и Е85. Это – самый дешевый путь к чистому и климатически безвредному выхлопу, уменьшению зависимости от нефтегазодобывающих стран. Не нужно даже строить новую сеть АЗС – им почти все равно, что качать – бензин или спирт. И в качестве бонуса – возможность использовать в топливных элементах не водород, а метанол, который тоже получается из органического сырья.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО…

Автомобили «Форд» до середины 30-х годов прошлого века ездили на этаноле или его смеси с бензином.

Сегодня подобных автомобилей в США насчитывается около 6 млн. (из 220).

Из тонны ржи можно выгнать 375 л спирта, кукурузы – 410 л, проса – 510 л.

Современный крупный спиртоперегонный завод дает в год около миллиарда литров этанола – достаточно для заправки 700 000 авто.

Добавка всего 10% спирта в бензин повышает октановое число на 3 единицы, на 50% снижает токсичность выхлопа, на 20% выбросы СО2 и не требует никаких переделок автомобиля.

Из навоза одной коровы (8 свиней, 15 человек или 300 кур) можно получить в сутки 2,5 мз биогаза, чего достаточно для 30 км пробега легкового авто.

Компания «ЛУКойл» построила в России завод по производству «биодизеля», который охотно покупают в Финляндии.

Сегодня «биодизель» уже довольно широко производят в Германии (3,5 млрд. л в год), Италии (1,2 млрд. л), Франции (1 млрд. л), США (600 млн. л).

Иркутские ученые разработали технологию производства из 5 тонн опилок тонны спирта, который получается вдвое дешевле полученного из пшеницы.

А ученые из США собираются делать биодизельное горючее из водорослей. Причем для обеспечения всех 220 млн. авто достаточно засадить ими 4 млн. га прудов, то есть 2% от имеющихся водоемов.

Чтобы не запутаться в непривычных пока цифрах выброса СО2, приведем простенькую формулу: его граммы на километр получаются, если умножить расход бензина в л/100 км на коэффициент 23,7. То есть автомобиль с аппетитом в 10 л/100 км выбрасывает 237 г СО2 на 1 км пробега. Для дизеля коэффициент немного больше – 26,5. Таким образом, предполагаемый европейский норматив 2012 года – 120 г/км соответствует автомобилю с расходом бензина 5,06 л/100 км или дизтоплива 4,53 л/100 км. Вот и прикиньте, во что выльется требование политиков снизить выбросы углекислого газа к 2020 году до... 80 г/км. Много не покажется!