В новом номере журнала Nature Chemistry, опубликованном ранее в этом году, ученые из Университета Глазго описывают, как им удалось повторить в искусственной среде механизм использования растениями энергии Солнца для разделения молекул воды на водород и кислород. Исследователи подчеркнули важность своего открытия, заявив, что эта технология может сделать водород еще более практичным источником энергии.
Что это значит для человечества, а также для разработчиков стандартов? На этот и многие другие вопросы попытался ответить доктор Андрей Чувелев, который является новым председателем технического комитета ISO / TC 197 “Водородные технологии” в составе Международной организации по стандартизации (International Organization for Standardization; ISO).
Что должно произойти, чтобы водородные технологии стали использоваться более широко?
Скорость наступления “водородной эпохи” (этот термин использовал ученый и инженер Дэвид Сэнборн Скотт) во многом будет зависеть от особенностей энергетической и экологической политики, действующей на местном, региональном и международном уровнях.
Многие специалисты утверждают, что водороду как источнику энергии попросту нет равных. Тем не менее, переход на новый экологичный энергоноситель тормозится чиновниками. К примеру, производители углеводородного топлива из ископаемого сырья по-прежнему пользуются значительными государственными субсидиями, открытыми или скрытыми. Хотя подобная политика и кажется нерациональной.
Водород и водородные топливные элементы представляют собой очевидное решение как экономических, так и экологических проблем. Но в теперешней довольно тяжелой экономической обстановке окружающая среда не является главным приоритетом для политиков. К счастью, времена меняются.
Инфраструктура, созданная в последние годы для распространения природного газа, вполне может быть приспособлена под водород. Кроме того, огромное множество технологических инноваций в области водородных топливных элементов, а также заинтересованность этим топливом многих автопроизводителей и энергетических компаний позволяют надеяться, что водородная энергетика станет реальностью уже в ближайшее время.
Каковы ваши основные приоритеты как новый председатель технического комитета ISO 197? Какие новые или существующие технологии, по-вашему, должны быть лучше охвачены международными стандартами?
Как новый председатель ТК 197 я очень рад, что секретарем нашего комитета является Джим Ферреро из Бюро по стандартизации Квебека (Bureau de normalisation du Québec; BNQ). Джим и я работали вместе в течение девяти лет на аналогичных должностях и решали похожие задачи в канадской национальной организации по стандартизации, входящей в состав ISO. В сентябре 2012 года, когда Джим и я вошли в состав руководств технического комитета 197 при ISO, мы быстро поняли, что нужно сосредоточить внимание на двух ключевых областях:
• Социальная: улучшение сотрудничества, командной работы и квалификации специалистов.
• Техническая: улучшения качества продуктов, создаваемых нашим техническим комитетом.
При активной поддержке участников комитета мы внедрили новую структуру, деятельность которой связана с этими ключевыми областями. Сотрудничество, работа в команде, основанные на фактических данных выводы и передовой опыт – вот четыре ключевых фразы, которые движут всеми нами. Эти меры позволят нам не только улучшить внутреннее сотрудничество, но и расширить участие заинтересованных сторон в процессе стандартизации за счет привлечения новых партнеров к этой работе и расширения сотрудничества со старыми.
Электрические транспортные средства на топливных элементах (FCEV) имеют много преимуществ по сравнению с машинами на обычном углеводородном топливе и электромобилями, которые приводятся в движение благодаря аккумуляторам. Они не выделяют в атмосферу выхлопные газы и, если водород производится при помощи возобновляемых источников энергии, являются предельно экологичными. В отличие от электромобилей, их диапазон хода можно сравнить с бензиновыми авто. При этом машины на водородных топливных элементах могут заправляться в течение нескольких минут. В настоящее время подобные машины характеризуются относительной дороговизной, и доступны они только на нескольких региональных рынках. Но многие крупные автоконцерны намерены интенсифицировать производство таких машин и существенно удешевить их уже к 2015 году.
Стандартизация является мощным инструментом. Но это палка о двух концах. Она может стимулировать инновации, но при неправильном использовании также способна препятствовать прогрессу. Сейчас мы столкнулись со своего рода “дилеммой курицы и яйца”. Нам необходимо выбрать одно приоритетное направление из двух: либо интенсивно работать в области стандартизации водородных транспортных средств, либо сконцентрироваться на инфраструктуре. Что должно быть на первом месте?
Преждевременная публикация стандарта, основанного на недостаточном объеме практической информации, может препятствовать прогрессу и инновациям, особенно в области новых технологий. Водород не является исключением. В промышленности он используется на протяжении более сони лет, но простые обыватели получили возможность пользоваться транспортными средствами на водородных топливных элементах и другими продуктами подобного рода относительно недавно. Сейчас от нас требуется создать инновационный подход к разработке стандартов, который позволит обеспечить максимальную производительность водородных технологий без ущерба для безопасности.
На мой взгляд, основное внимание сейчас должно уделяться стандартизации различных компонентов, требования к которым по большей части не зависят от каких-либо локальных условий. И когда дело дойдет до развертывания вспомогательной инфраструктуры, своевременное предоставление руководящих принципов и передового опыта будет служить в качестве полезного инструмента для промышленников и регулирующих органов. Это позволит оставить время для испытания этих рекомендаций и распространения передового опыта без чрезмерного ограничения инноваций и экспериментов. Самые жизнеспособные варианты могут быть формализованы и принять облик международного стандарта.
Откуда у вас появился интерес к водородным технологиям? Какие возможности водородного топлива вам кажутся наиболее интересными?
Думаю, что мне просто очень повезло. Тридцать лет назад я смог поработать вместе с профессором Валерием Легасовым, который является одним из водородной "отцов" энергетики. Чтобы стать ассистентом Легасова, мне пришлось пройти квалификационный отбор. Я написал две статьи, одна из которых касалась производства водорода путем электролиза воды, другая – безопасного использования водорода. Позже эти две области знаний оказались в центре моей профессиональной карьеры.
Выдающиеся возможности водорода как универсального энергоносителя всегда меня интересовали. Классическая модель водородной экономики, разработанная в 70-х годах прошлого века, предполагала комбинирование ядерной энергетики и электролиза воды для получения водорода во время малой нагрузки на АЭС, когда спрос на электроэнергию является низким. Затем водород должен был использоваться для производства электроэнергии в часы пиковой нагрузки, когда стоимость электричества является самой высокой. Эта модель позволяет избежать необходимости строительства дополнительных ядерных электростанций и помогает заменить углеводороды (нефть и газ) при выработке электроэнергии в часы пиковой нагрузки.
Примечательно, что данная концепция также может использоваться и в связке с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ). Водород является отличным способом хранения энергии ВИЭ: газ впоследствии может быть перемещен с помощью распределительной инфраструктуры и / или использован на месте по мере необходимости.
