Идеи использования водорода как перспективного энергоносителя изначально появились независимо от идей зеленой энергетики, привязанной к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ), и вне связи с экологическими проблемами, вызванными потеплением климата. Первым толчком послужил нефтяной кризис в 70-х годах прошлого века (а еще и поиски относительно дешевого и нетоксичного топлива для тяжелых ракет).
В 60-70-х годах 20 века лидерами водородной энергетиками были СССР и США - две сверхдержавы, соперничающие друг с другом во всех областях, особенно в научно- технической. В те времена между сверхдержавами шла не только гонка вооружений, но и гонка в освоении космоса, гонка в энергетической сфере, особенно в части развития новых перспективных источников атомной и ядерной энергии. Тогда тратились миллиарды долларов и рублей на эксперименты по освоению энергии термоядерного синтеза - считали что тот, кто первый построит термоядерный реактор, тот получит доступ к неисчерпаемому источнику энергии на Земле и победит в соревновании, так сказать, двух систем. Тогда в СССР построили первые Токамаки - именно советские ученые первыми в мире выдвинули идею удержания горячей плазмы в тороидальном магнитном поле реактора, где и должна происходить управляемая термоядерная реакция.
Чуть позже возникла идея лазерного термоядерного синтеза, где разогрев топлива до миллионов градусов, необходимых для термоядерной реакции, происходил за счет мощного лазерного импульса, сфокусированного на мишени (капсула с термоядерным топливом). Сверхмощный и сверхкороткий импульс должен был мгновенно испарить и сжать мишень, разогрев ее топливо до десятков миллионов градусов, - тогда и начнется термоядерная реакция синтеза легких ядер.
Однако, не смотря на принципиальную и хорошо просчитанную теоретическую возможность термоядерной реакции в условиях разогрева топлива в плазменном шнуре Токамака или в мишени под воздействием мощного лазерного импульса, технически реализовать эти идеи не удалось. Топливо разогревалось, но его температура не достигала теоретически просчитанных значений.
Одновременно с исследованиями по управляемой термоядерной реакции (по созданию термоядерного реактора) бурно развивалась атомная энергетика - шли исследования и разрабатывались новые перспективные атомные реакторы, где топливом выступали делящиеся радиоактивные материалы, добываемые из урановых руд.
В те времена активного внедрения атомной энергетики появились идеи реакторов на быстрых нейтронах, как более безопасных и эффективных. В этих реакторах, использующих более дешевый состав топлива (уран -238, торий-232), чем в промышленных водоохлаждаемых атомных реакторах с медленными (тепловыми) нейтронами (уран - 235).
Тогда же, в 50-60-х годах 20 века, в СССР, США, Великобритании и Франции были построены первые исследовательские реакторы на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Однако, и здесь технические проблемы оказались более серьезными, которые на том уровне развития техники и технологии решить не удалось, В промышленную эксплуатацию реакторы на быстрых нейтронах были введены только в России ( БН-600, 1980 г.; БН-800, 2015 г.) на Белоярской АЭС. В настоящее время в России началось строительство первого в мире реактора на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем.
В 1970-е годы активно шли исследования и разработки в области водорода и водородных технологий в СССР и США. В СССР была принята государственной программа «Водородная энергетика». В этой программе была разработана концепция водородной энергетики с получением водорода на АЭС. Основным источником энергии для получения водорода должны были стать АЭС, в частности, специально спроектированные под производство водорода.
В 60-70-х годы в мире появились проекты АЭС с высокотемпературным газовым охлаждением (гелием), которые могут быть использованы для получения водорода. Первый высокотемпературный газоохлаждаемый реактор (ВТГР) Peach Bottom был построен в США. Этот реактор производил электроэнергию и успешно проработал с 1966 по 1974 год . В настоящее время два полномасштабных реактора ВТГР с электрической мощностью 100 МВт каждый строятся в Китае.
Концепция водородной энергетики с производством водорода на АЭС в СССР получила название «Атомно-водородная энергетика». Перспективу производства водорода на АЭС связывали с реакторами высокотемпературным теплоносителем, в частности с реакторами ВТГР, но ни один такой реактор в СССР не был построен. И в нынешней России пока никакого ВТГР не строят. Однако, Росатом с 2018 года принял развитие водородной энергетики как приоритетное направление научно-технического развития Госкорпорации.
Итак, спустя 50 лет Россия таки созрела для продолжения развития атомно-водородной энергетики и может совершить здесь прорывное опережающее технологическое развитие на основе двух направлений:
двухкомпонентная атомная энергетика (АЭ) с замкнутым ядерным топливным циклом (ЯТЦ), с тепловыми и быстрыми реакторами (ТР и БР), обеспечивающая неограниченные ресурсы ядерного топлива и решение проблемы радиоактивных отходов (РАО);
атомно-водородная энергетика, нацеленная на экологически чистое производство водорода и повсеместное его использование в качестве накопителя энергии и энергоносителя
В 2020 году Правительством РФ был утвержден План мероприятий по теме «Развитие водородной энергетики в Российской Федерации до 2024 года». 5 августа 2021 года Правительство России утвердило Концепцию развития водородной энергетики в Российской Федерации. А когда премьер Михаил Мишустин 9 августа на совещании с вицепремьерами сообщил о деталях плана по реализации утвержденной концепции, только тогда СМИ подняли волну и ее подхватили все остальные
- отписались и забыли (забили). А я, как давний сторонник атомно-водородной энергетики, просмотрел по интернету откуда ноги растут у этой как бы новой темы, памятуя, что всякое новое - есть хорошо забытое старое.
Поскольку технический потенциал ВИЭ почти достиг предела, а ядерная (атомная) энергетика еще только начала реализовывать идеи 50-летней давности (ибо современные технологии позволяют), то перспективы водородной энергетики, очевидно, будут опираться на потенциал ядерной (атомной) энергетики, а не энергетики на ВИЭ. Известно, что ВИЭ имеют энергетический (физический) предел - поток солнечной энергии на Землю ограничен, а всю планету не покроешь ветряками и солнечными панелями (свободных и пригодных площадей будет становиться все меньше - этот ресурс исчерпаем).
Читайте, мои статьи про потепление климата и борьбы с этим.
А что это президент России про потепление климата опять вспомнил?
Так теплеет планета Земля или как?
Сколько углерода в атмосфере Земли - баланс поддерживается или уже все расбалансировалось напрочь?
Как спасти планету от потепления?
Техас решил пересесть в свои сани и подготовить их уже летом?
Ставьте лайки, если статья понравилась и подписывайтесь на канал, уважаемые читатели.
В моем комментарии можно посмотреть ссылки на источники, использованные при написании статьи.