90 подписчиков

КОЕ-КАКИЕ ФАКТЫ, ПРОЛИВАЮЩИЕ СВЕТ НА ПРИЧИНЫ ОБИЛИЯ ЛЖЕНАУЧНЫХ СПЕКУЛЯЦИЙ ВОКРУГ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

18 февраля 202218 фев 2022

29 мин

Научно-технический отчёт в жанре эссе

ВВЕДЕНИЕ

В «Тысяче и одной ночи» есть такая сказка.[1]

- Кто купит раба с пороком?- кричит продавец на багдадском базаре.

- А какой у него порок?-

- Он раз в год говорит одну ложь.-

Раба покупают. Целый год он работает так, что новый хозяин на него не нарадуется. Но потом раб говорит «всего одну», но такую ложь, что поверившим в неё хозяевам впору в петлю лезть. Убить его было нельзя, можно было лишь вновь продать, предупредив покупателя об этом пороке.

Сопоставляя средневековый багдадский базар с современным мировым рынком новейших технологий, мы видим, что за прошедшие 14 веков нравы на рынке изменились отнюдь не в лучшую сторону. Торговцы технологиями водородной энергетики не только не предупреждают покупателей о пороках своих товаров, но и нагло обманывают их заведомо лживой рекламой своих товаров и ещё более лживой антирекламой товаров конкурентов, каковыми являются технологии традиционной энергетики. Но это «ещё цветочки». «Ягодки» – то, что на «свободном» мировом рынке стало "нормой жизни" принуждение покупателей к покупке водородных и прочих «зелёных» технологий путём угроз причинения огромных экономических потерь тем, кто посмеет предпочесть традиционные технологии «зелёным».

Не приходится сомневаться, что если бы честные купцы пожаловались халифу на лживую рекламу и антирекламу, шантаж и вымогательство, то «сын ишака», посмевший учинить на базаре такие бесчинства, «огрёб бы по полной». Впрочем, в добрые старые времена и у нас на Руси было примерно так же: «Покупайте, продавайте, а надсмотрщикам сидеть подле лавок и смотреть, чтобы не было содому, ни давёжа, ни погрому, чтобы никакой урод не обманывал народ!»"[2]

В конце пятидесятых годов прошлого века автор – в то время отрок 12 лет от роду, прочитал в «Пионерской правде»[3] статью, в которой весьма талантливо описывались преимущества водорода как моторного топлива будущего для автомобилей, самолётов, кораблей и локомотивов, которые вот-вот создадут наши учёные и инженеры.

Вооружённый этим знанием, автор посоветовал отцу повременить с покупкой автомобиля до тех пор, пока в продажу не поступят машины на водороде. Тот долго смеялся, а потом рассказал, что в моём возрасте он тоже читал об этом и тоже верил, что все проблемы водорода как топлива вот-вот будут решены. А отсмеявшись, посоветовал будущему коллеге-инженеру зарубить на носу, что в инженерном деле известно немало идей вроде всеобщего и полного перехода на водород, которые всем были бы хороши, не будь у них, как у того раба с багдадского рынка, кое-каких пороков. Количество сюжетов, пригодных для публикации, сказал он, ограничено не только в литературе, но и в научно-популярной журналистике. А печатать в ближайшем номере газеты или журнала что-то надо. Вот и приходится извлекать на свет такие подержанные «интеллектуальные продукты».

[1] См. Рассказ второго евнуха. Ночи 39-40.

[2] П.П. Ершов. Конёк-горбунок.

[3] Автор не вполне уверен, что читал об этом именно в «Пионерской правде», поскольку в то время он регулярно читал ещё «Комсомолку», «Знание-сила», «Технику-молодёжи» и «Юный техник», но скорее всего это всё-таки была «Пионерка».

Попутно отец рассказал о трёх принципиальных недостатках водорода как топлива, которые, по его мнению, едва ли будут преодолены в обозримом будущем, о чем будет рассказано ниже. Время доказало его правоту. За шестьдесят с лишним лет ничего существенно нового насчёт преодоления этих пороков водорода как моторного топлива так и не было придумано.

Эффектную точку в начатой отцом «отделке щенка под капитана» поставил 1-го сентября 1963-го года С.М. Козел – будущий завкафедрой МФТИ, а тогда молодой доцент. На первой же лекции по общей физике один первокурсник с апломбом заявил, что третий закон Ньютона неверен и сослался на статью в «Технике молодёжи», в которой говорилось, что в каком-то захолустном американском университете якобы создан и успешно испытан безопорный движитель. С.М. Козел ответил чеканной формулировкой: “Молодой человек! Есть физика, а есть журналистика”.

Что касается физики, то ещё покойный Адольф Алоизьевич высказал мысль, что есть две физики: арийская и еврейская. В фундаментальной физике эта идея не прижилась[1], однако в конце шестидесятых годов прошлого века процесс раздвоения начался в технической физике. Сегодня всяк, имеющий глаза, не может не видеть, что на Руси две технические физики: инженерная и либеральная. Отличаются они отношением к моде или, что почти то же самое, к критерию «так делают на Западе».

В инженерной технической физике тот факт, что «так делают на Западе», - всего лишь повод разобраться в том, почему на Западе делают именно так, а не иначе. Особенно если независимые инженерные расчёты неопровержимо показывают, что, сделав иначе, чем на Западе, можно создать товар с гораздо лучшим для потребителя соотношением цены и качества.[2]

В либеральной технической физике по определению полагают, что, если уж «так делают на Западе», то, сделав иначе, мы непременно получим товар с худшим для покупателя соотношением цены и качества, а расчёты, которые показывают иное, для либеральной технической физики являются чем-то вроде «бесовского наваждения».[3]

[1] Борцы с третьим законом Ньютона и вторым началом термодинамики, как ни крути, – всё-таки маргиналы.

[2] Конкретный пример – следующая задача. Дано: авиадвигатель ПД-35 делают, «как на Западе». Однако из закона квадрата-куба следует, что. если на чертежах «перспективного» двигателя, уменьшить все размеры в 1,41 раза, а скорости вращения его роторов во столько же раз увеличить, то механические напряжения в конструкции двигателя останутся прежними, тяга его уменьшится вдвое, а масса и примерно пропорциональная ей себестоимость производства - в 2,82 раза. Вопрос: какие могут быть аргументы в пользу выбора более дорогого и тяжёлого варианта, кроме пресловутого заклинания «так делают на Западе".

[3] Есть веские основания полагать, что либеральная техническая физика – это физика бесплодной мечтательности, исключающей созидательное творчество. Но это тема отдельного исследования.

Однако было бы неверно считать либеральную техническую физику чисто русским явлением. Наша либеральная техническая физика – всего лишь карикатура на то, что делают на Западе. Однако бывают карикатуры, которые передают глубинную суть того, что на них изображено полнее и точнее сотни ультрареалистических полотен. Эта карикатура - из их числа. А что касается понимания причин противоречий между пресловутым «так делают на Западе» и инженерным здравым смыслом, то в этом можно положиться на мнение классика:

«Во многих странах распространено мнение, признанное в Соединенных Штатах официальным догматом, что свободная конкуренция сама является гомеостатическим процессом, т.е. что на вольном рынке эгоизм торговцев, каждый из которых стремится продать как можно дороже и купить как можно дешевле, в конце концов приведет к устойчивой динамике цен и будет способствовать наибольшему общему благу.

Это мнение связано с очень “утешительным” воззрением, что частный предприниматель, стремясь обеспечить свою собственную выгоду, является в некотором роде общественным благодетелем и поэтому заслуживает больших наград, которыми общество его осыпает. К сожалению, факты говорят против этой простодушной теории. Рынок – игра, находящая свое подобие в семейной игре, известной под названием “монополия”. Она строго подчинена общей теории игр, которую разработали фон Нейман и Моргенштерн. Эта теория основана на допущении, что на любой стадии игры каждый игрок, исходя из доступной ему информации, играет согласно вполне разумной стратегии, которая в конце концов должна обеспечить ему наибольшее математическое ожидание выигрыша. Это – рыночная игра, в которую играют вполне разумные и совершенно беззастенчивые дельцы. Даже при двух игроках теория сложна, хотя она приводит часто к выбору определенного направления игры. Но при трех игроках во многих случаях, а при многих игроках в подавляющем большинстве случаев результат игры характеризуется крайней неопределенностью и неустойчивостью. Побуждаемые своей собственной алчностью, отдельные игроки образуют коалиции; но эти коалиции обычно не устанавливаются каким-нибудь одним определенным образом и обычно кончаются столпотворением измен, ренегатства и обманов. Это точная картина высшей деловой жизни и тесно связанной с ней политической, дипломатической и военной жизни»[1].

Из чего следует, что ещё Норберт Винер, исходя из некогда «буржуазной лженауки кибернетики», пришёл к выводу, что успех какого-либо товара на мировом рынке отнюдь не означает, что этот товар обеспечивает наилучшее для покупателя соотношение цены и качества, какое только возможно при данном уровне развития техники.[2] Из чего, в свою очередь следует несостоятельность идеи сделать «так делают на Западе» высшим критерием качества при выборе оптимальных технических решений.

[1] Норберт Винер. Кибернетика или Управление и связь в животном и машине. М. Наука. 1984 г. стр.240 Выделено и подчёркнуто автором.

[2] Сегодня у кибернетики есть неплохие шансы стать «прокоммунистической лженаукой».

ГЛАВА 1.

ИСТОИЯ ВОПРОСА В СССР

Четверть века спустя после выхода того номера «Пионерской правды» - в середине семидесятых годов прошлого века, группе учёных мужей и дам удалось-таки убедить руководство СССР развернуть широким фронтом исследования и разработки с целью значительного расширения области применения технологий водородной энергетики.

О борьбе с глобальным потеплением речь тогда не шла, и чтобы убедить руководство СССР в целесообразности потратить казённые деньги на разработки в заведомо бесперспективном направлении, лоббисты этой, уже тогда – сильно подержанной идеи, в тот раз придумали другую страшилку. А именно, что запасы нефти вот-вот иссякнут[1], в то время как запасы сырья для производства водорода – воды неисчерпаемы. О принципиальных пороках водорода, о которых автор слышал от своего отца, ещё будучи подростком, они помалкивали.

1.1. Конкретно, они помалкивали вот о чём.

1.1.1. При одинаковом запасе энергии жидкий водород занимает в 2,77 раза больший объём, чем, например, керосин.

1.1.2. Для получения водорода из воды надо потратить заметно больше дорогой электроэнергии или механической работы, чем потом выделится “дешёвой тепловой энергии” при сжигании этого водорода.

Примечание к п. 1.1.2. Автору, разумеется, известно, что существуют топливные элементы, в которых энергия, выделяющаяся при окислении водорода, напрямую преобразуется в электроэнергию. Но, во-первых, потери примерно половины энергии при получении водорода из воды и окислении его в топливном элементе всё равно неизбежны, а во-вторых, это отнюдь не единственный недостаток топливных элементов.[2]

1.1.3. Хранить и транспортировать водород, как жидкий, так и газообразный, намного сложнее и затратнее, чем природный газ.

1.1.4. Помимо замалчивания пороков, перечисленных в п. 1.1.1 – 1.1.3, торговцами технологиями водородной энергетики тогда была придумана совсем уж наглая ложь, будто жидкий водород намного безопаснее керосина или бензина.[3] Анализ статей о водородной энергетике в Интернете и особенно комментариев к ним показал, что поголовье верующих в эту ахинею по сей день весьма велико. Вот уж, воистину, «чем чудовищнее ложь…»

[1] По их «научным» оценкам запасы нефти должны были иссякнуть через 30 лет, т.е. примерно в 2005-м году.

[2] Яркий пример - взрыв топливного элемента во время полёта корабля Аполлон-13. Попутно - отличная иллюстрация к вопросу о «безопасности» водорода, не так ли?

[3] В середине семидесятых «по ящику» показали такой вот трюк. Некий академик велел ассистенту вылить из сосуда Дьюара на землю жидкий водород. Не спеша сделали факел, полили его бензином, подожгли и ткнули им в то место, куда вылили жидкий водород. “Вот видите – глаголило светило – водород быстро испарился и стал не опасен. А вы представьте себе, что было бы, будь на его месте бензин?” Автор настоящей статьи послал письмо на телевидение, в котором говорилось, что корректная постановка эксперимента – это когда один «коллега» держит горящий факел, а другой льёт на него жидкий водород. Такой эксперимент как модель аварии был бы вдвойне хорош. Во-первых, он намного ближе к тому, что бывает на практике, а во вторых, поголовье бессовестных лгунов сократилось бы на две единицы. Ответа на это письмо не было.

Автор далёк от того, чтобы записывать в жулики всех поборников технологий водородной энергетики. Количество выгодоприобретателей от их широкого внедрения в тысячи раз меньше поголовья бескорыстных «фанатов», всегда готовых костьми лечь за пресловутую «углеродную нейтральность», нимало не задумываясь ни о том, что им реально даст эта «нейтральность», ни о соотношении цены и качества оного супертовара. А ещё среди поборников технологий водородной энергетики встречались и сейчас встречаются такие профи, которые, зная об этих пороках, «надеются на русский авось». Мол, «главное ввязаться в драку, а там», авось, кто-то что-нибудь придумает. Именно «кто-то», а не они, поскольку у них не было сомнений в том, что их ума не хватит, чтобы придумать это самое «что-то».

1.2. К этому периоду истории технологий водородной энергетики относится спор автора с одним молодым тогда учёным фанатиком идеи их внедрения во всё и вся. Кстати, именно от него автор впервые услышал столь часто ныне употребляемый аргумент: «Это совсем другое». Таков был его ответ на вопрос, помнит он ли лозунг: «Даёшь кукурузу до полярного круга!», который в тогда ещё недавнем прошлом украшал каждый второй забор. Спор имел место на конференции по авиационным газотурбинным двигателям, на которой шеф моего собеседника соловьём заливался, расписывая достоинства водорода как топлива для летательных аппаратов и, разумеется, умалчивал о его пороках.

- Ну, и какие именно самолёты ты и твой шеф намерены переводить на водородное топливо? -

- Все! -

- Ил-62 подойдёт? -

- А почему бы и нет!-

- Давай считать. Объём баков Ил-62 – около ста кубометров. В них помещается 80 тонн керосина. Чтобы заменить их, нужны 28 тонн водорода, для размещения которого нужен бак объёмом без малого 400 кубов. На Ил-62 такие объёмы есть только в фюзеляже. При толщине теплоизоляции 15 см длина бака, стенки которого одновременно будут и внешними стенками фюзеляжа, составит 38 метров, что равно длине салона вместе с буфетом, вестибюлями и туалетами. Куда ты со своим шефом пассажиров будешь сажать?-

- А мы что-нибудь придумаем -

- Что, научитесь синтезировать металлический водород? -

- А хотя бы! -

- Ну и кто конкретно это сделает, ты или твой шеф?-

- Ты что, не знаешь, что это не наш профиль?-

1.3. В отличие от нашего молодого восторженного собеседника у его шефа, как и у начальства его шефа, на сей предмет не было никаких иллюзий. Ведь наукой тогда руководили не манахеры,[1] а какие-никакие, но профи, на памяти которых было немало случаев из практики, когда пороки водорода «выходили боком».

[1] англ. manager, прочитанное на немецкий лад с родным автору грозненским акцентом.

Идею открытия широкого фронта финансируемых из госбюджета работ в области технологий водородной энергетики они проталкивали, отлично зная, что все возможные пути преодоления этих пороков давно исследованы вдоль и поперёк. И что среди тех, кто пытался найти новые пути, были несравненно более талантливые учёные, нежели они[1]. А потому у них не было никаких оснований сомневаться в том, что те, чей профиль – преодоление пороков водорода как топлива ничего не придумают, и, следовательно, из этой затеи выйдет «пшик».

1.4. Но, как рекомендовал шекспировский персонаж: «Отдай должное и чёрту».[2] Последуем его совету и в их оправдание скажем, что воровство казённых денег не было целью ни шефа моего собеседника, ни вышестоящего начальства. Их планы не шли далее того, чтобы перехватить у конкурирующих организаций побольше казённых денег. Но, отдадим им должное, не в свой карман, а для своих НИИ и КБ. А ещё перехватить то, что было тогда дороже денег: кое-что из всяких строго фондируемых в то время благ вроде уникального оборудования и мощностей строительных организаций для строительства лабораторных корпусов и/или жилья для сотрудников и т.п.

Ответственность за обман высшего политического руководства СССР этих учёных мужей и дам ничуть не пугала. Обыкновенно в таких случаях всё списывали на научную ошибку.

1.5. Как и следовало ожидать, в ходе ренессанса интереса к технологиям водородной энергетики в середине семидесятых годов прошлого века не удалось преодолеть ни один из общеизвестных пороков водорода, как моторного топлива. А значит, не удалось и сколько-нибудь заметно расширить область его применения.

1.6. Выводы к главе 1.

1.6.1. Попытки радикального расширения области применения технологий водородной энергетики в относительно недавнем прошлом предпринимались неоднократно вне какой-либо связи с глобальным потеплением.

1.6.2. Тот факт, что никаких новых путей преодоления давно известных пороков водорода, как моторного топлива, не было найдено, позволяет уверенно утверждать, что результатом очередной, уже современной попытки опять будет «пшик».

1.6.3. Есть веские основания полагать, что на сей раз потери нашего многострадального отечества будут несоизмеримо больше тех, что имели место в ходе предыдущих попыток. Подробности см. ниже.

[1] В конце позапрошлого века Резерфорд, измеряя количество тепла, выделяющегося при распаде радия, исхитрился измерить температуру соли радия в количестве 40 миллиграмм с точность до одной двухсотой доли градуса. П.Л. Капица в двадцатые годы сумел уловить одну миллионную долю градуса. У первого не было никакой электроники, у второго были лишь примитивные радиолампы. И это они сделали попутно, не будучи узкими спецами в области измерительной техники. Вы, нынешние, нут-ка!

[2] Шекспир. Король Генрих VI. Часть 1.

ГЛАВА 2.

СОВРЕМЕННЫЙ РЕНЕССАНС ИДЕИ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ВО ВСЁ И ВСЯ

Казалось бы, что после вполне предсказуемого технико-экономического фиаско описанной выше предыдущей попытки радикального расширения области применения технологий водородной энергетики поборникам этой идей надо было бы затихнуть по крайне мере до тех пор, пока не будут найдены пути преодоления пороков, перечисленных в п. 1.1.1-1.1.3. Ну, потратили несколько миллиардов тогдашних советских рублей[1] на реализацию прожектов вроде экспериментального самолёта Ту-155, совершившего несколько полётов, используя в качестве топлива жидкий водород,[2] «а дальше-то что»? По большому счёту меньше, чем ничего. Работы свернули по-тихому без «торжественной порки» главных инициаторов и лоббистов проведения работ, в основе которых лежала заведомо порочная идея. А зря, потому как в результате имеем очередную её реинкарнацию в условиях, когда никаких новых путей преодоления пороков водорода, как моторного топлива, не было найдено.

2.1. Основные изменения, произошедшие за время, отделяющее нас от предыдущего ренессанса технологий водородной энергетики в середине семидесятых, заключаются в следующем:

2.1.1. Изменилась страшилка, которой пугают народы и правительства чтобы заставить их покупать технологии, технико-экономическая несостоятельность которых давно доказана как теоретически, так и на практике. В прошлый раз они пугали руководство СССР тем, что запасы нефти скоро будут исчерпаны. На этот раз, они пугают народы и правительства всего мира негативными последствиями глобального потепления, и лгут, будто это потепление можно остановить, если прекратить выбрасывать в атмосферу углекислый газ антропогенного происхождения[3].

2.1.2. Появилась группа стран, правительствам которых очень хочется быть обманутыми, поскольку так легче обманывать других, что сулит им немалые выгоды. Имя ей «коллективный Запад».

2.1.3. Многократно возросли аппетиты торговцев технологиями водородной энергетики. В прошлый раз планы отечественных прохиндеев от науки не шли далее того, чтобы слегка подоить бюджет СССР, на этот раз коллективный Запад вознамерился вынудить остальной мир купить у него бесполезные «зелёные» технологии на сумму, в несколько раз большую их суммарного годового бюджета.

[1] В то время автору довелось читать, кажется в «Неделе», что ВАЗ вместе с городом обошёлся стране в 25 миллиардов тогдашних рублей.

[2] Для того, чтобы узнать, что водород горит в воздухе с выделением большого количества тепла не было нужды строить самолёт. Достаточно было заглянуть в школьный учебник химии.

[3] Проведённые автором инженерные расчёты неопровержимо доказывают, что в случае всеобщего и полного прекращения сжигания топлив, содержащих углерод, скорость глобального потепления уменьшится всего на 0,00013°C в год. (См. Ю.Б. Назаренко. Кто виноват в глобальном потеплении? «Двигатель» №4 за 2021г.) Поскольку реальная скорость глобального потепления в сотни раз больше, толку от «зелёных технологий», как способа борьбы с глобальным потеплением будет, «как от козла молока».

2.2. Затевать столь грандиозную аферу без надёжно обеспеченных тылов, было бы смертельно опасно для коллективного Запада. Потому как надолго сосредоточить львиную долю интеллектуального потенциала и средств, выделяемых на разработку новых технологий на технически несостоятельных направлениях –дело рискованное. Но на наиболее опасном направлении, откуда им могла бы прилететь «ответка» - из России, их тылы обеспечивают наши лоббисты технологий водородной энергетики, они же - либералы от технической физики. Рассмотрим в этой связи широко рекламируемый ими в СМИ прожект приливной электростанции (ПЭС) в Пенжинской губе, стоимость реализации которого они сами оценивают в $500 миллиардов (см. таблицу на рисунке 1). Ну, а мы оценим, что получит Россия, потратив такую уйму казённых денег.[1]

[1] Россказни насчёт частных инвесторов – для неграмотных обывателей. Без государственных гарантий окупаемости и прибыльности прожекта они не инвестируют в него ни копейки. Так что в итоге это обойдётся казне ещё дороже, чем стопроцентное финансирование из казны.

Основные параметры Пенжинской приливной электростанции

Выработанную ПЭС электроэнергию прожектёры предлагают использовать для производства водорода и его ожижения. Полученный жидкий водород предполагается отвозить покупателям на расстояния 5-12 тысяч километров. Что касается пороков самого прожекта, то о них его лоббисты, как всегда, умалчивают. Вот далеко не полный их перечень.

2.2.1 Принцип действия ПЭС таков, что большую часть времени её генераторы или простаивают или развивают мощность намного меньше номинальной, следствием чего является низкий коэффициент загрузки установленных мощностей. Из данных, приведённых в таблице на рисунке 1, следует, что у прожекта Пенжинской ПЭС величина этого коэффициента будет лежать в пределах 25-27%, что намного меньше, чем у ГРЭС, ГЭС или АЭС.

[1] см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Пенжинская_ПЭС

2.2.2. Конструктивно ПЭС намного сложнее, а значит, и дороже, чем ГЭС, сооружение которых, в свою очередь, в расчёте на один кВт установленной мощности обходится намного дороже строительства АЭС или ГРЭС.

2.2.3. Как следствие, из данных, приведённых в таблице на рисунке 1 следует, что удельная стоимость одного киловатта полезной мощности ПЭС равна $20,5-21,1 тысяч – чудовищная величина, многократно превышающая соответствующую величину удельной стоимости, типичную для обычных ГЭС, не говоря уже о стоимости киловатта полезной мощности атомных, тепловых, паро- и газотурбинных электростанций.

2.2.4. Однако и это ещё не всё. Киловатт-часы, выработанные на Пенжинской ПЭС и обычных электростанциях - это «две большие разницы». В том смысле, что потери энергии, выработанной на обычной электростанции, на пути от вала генератора до потребителя редко превышают 10%, в то время как около 30% энергии, выработанной генераторами Пенжинской ПЭС, будет теряться в электролизёрах.

Но даже и это ещё не всё. Путь водорода от электролизёров до расположенных где-нибудь в Европе приёмных терминалов невозможно преодолеть без немалых потерь энергии. Из таблицы на рисунке 2 следует, что потери на ожижение одного кг водорода теоретически не могут быть меньше 8,4% от его теплоты сгорания, а наилучший достигнутый на практике результат - 40%, что почти в 5 раз хуже.

2.2.5. Оснований надеяться на то, что последнюю величину удастся сколько-нибудь значительно снизить, нет. Для уменьшения этой составляющей потерь, необходимо уменьшить перепады температур в теплообменниках холодильных машин, для чего понадобится в разы увеличить площади теплообменных поверхностей, которые и сейчас на пределе технически разумного.

[1] Взято из А.М. Архаров и др. Криогенные системы. М. Машиностроение. 1999г. том 2 стр. 245

Альтернативы нет, точнее, есть, но чисто теоретическая. А именно, нужно изобрести технические решения, позволяющие радикально повысить интенсивность процесса теплообмена. Т.е. попутно решить ещё одну застарелую мировую проблему, над которой работали многие поколения талантливых учёных и инженеров. Решение этой проблемы позволило бы снизить расход топлива во всех тепловых машинах от моторчиков мопедов до самых мощных паровых турбин в 1,2-2,5 раза.

Ладно, не будем мелочиться, и допустим, что найдутся-таки гении, которые смогут найти решения, позволяющие снизить потери до величины, всего вдвое превышающей ее теоретически минимально возможный уровень. Тогда до танков (баков) танкера-газовоза вместе с полученным жидким водородом дойдут не более 63% от того количества энергии, которое выработано генераторами ПЭС. Чтобы учесть затраты топлива на перевозку округлим последнюю величину до 60%. В итоге имеем оценку, из которой следует, что до терминалов в Европе из Пенжинской губы будут доходить не более 3,72 миллиона тонн водорода в год.[1] По теплотворной способности это равноценно 12,4 миллиардам кубометров метана.

2.2.6. Несложные расчёты дают следующие результаты.

2.2.6.1. В расчёте на единицу передаваемой тепловой мощности энергетический мост между генераторами ПЭС в Пенжинская губе и Европой будет стоить в 150 раз дороже газопровода «Северный поток-2».

2.2.6.2. Для полной замены всего добываемого в РФ метана[2] придётся соорудить 60 таких энергомостов общей стоимостью более $30 триллионов без учёта затрат на флот танкеров для перевозки жидкого водорода и терминалы для их загрузки и выгрузки, что многократно превосходит финансовые возможности России. Да и мест, с такой высотой приливов, как в Пенжинской губе, в России маловато.

2.3. Выводы к главе 2.

2.3.1. Поскольку даже всеобщий и полный переход на «зелёные» технологии не позволит сколько-нибудь заметно снизить скорость глобального потепления, замена традиционных технологий «зелёными» на Руси оправдана в том и только в том случае, если это экономически выгодно большинству народа, а не отдельным шарлатанам.

2.3.2. Идея транспортировки жидкого водорода экономически несостоятельна.

2.3.3. Результаты инженерных оценок качества прожекта Пенжинской ПЭС позволяют сделать вывод, что основной его целью является “распил” денег российских налогоплательщиков в особо крупных размерах.

[1] Указанная в ряде источников величина производительности в 5 миллионов тонн в год, видимо, рассчитана без учёта всех этих потерь.

[2]638,5 млрд. м3 в 2020-м году. https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_стран_по_добыче_природного_газа

ГЛАВА 3.

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА НЕКОТОРЫХ ПРОЕКТОВ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗООБРАЗНОГО ВОДОРОДА ПО ТРУБОПРОВОДАМ

Все предложения насчёт транспортировки водорода по трубопроводам на расстояния от нескольких сотен километров и далее можно разделить на три группы. К первой отнесём откровенно безграмотные вроде тех, авторы которых предлагают перекачивать водород на сотни или тысячи километров в жидком виде. Другие предлагают перекачивать газообразный водород по существующим газопроводам для природного газа, не ведая ни о «водородной хрупкости», ни о том, что центробежные компрессоры, перекачивающие природный газ по существующим трубопроводам, совершенно непригодны для перекачки по ним водорода, о чём см. текст на рисунке 3. Эту группу предложений мы здесь рассматривать не будем.

К двум другим группам мы отнесём предложения, в которых всё это учтено. Ко второй группе отнесём те проекты, в которых предлагают добавлять к водороду какой-либо тяжёлый газ, что делает эту смесь пригодной для перекачки её существующими компрессорами. Третью группу составят проекты, в которых перекачиваемый газ утяжеляют, химически связывая водород, например, с азотом[2].

3.1 Следует отметить, что способ решения проблемы, о котором говорится в тексте на рисунке 3, - смешение водорода с более тяжёлым газом - весьма эффективный в установках для ожижения водорода, имеет ряд недостатков, делающих его практически непригодным для случая перекачки водорода по магистральным трубопроводам.

[1] Взято из: А.М. Архаров и др. Криогенные системы. М. Машиностроение. 1999г. том 2 стр. 277

[2] Теоретически возможно качать по трубопроводу смесь из 56% водорода и 44% гидрида фосфора (по объёму), а на выходе отделять от неё фосфор, и возвращать последний на вход в твёрдом виде. Но, во-первых, гидрид фосфора более ядовит, чем аммиак и не имеет резкого запаха, который, предупреждает об опасности. А во вторых, технологии крупнотоннажного производства гидрида фосфора и извлечения из него фосфора ещё не разработаны

Дело в том, что в установках для ожижения водорода, отделённый от него тяжёлый газ надо транспортировать всего на несколько десятков метров. Иное дело – транспортировка водорода по трубопроводам длиной в сотни и тысячи километров. Здесь возможны два варианта возврата отделённого от водорода тяжёлого газа к месту смешения его с новыми порциями водорода.

3.1.1. Вариант 1. Тяжёлый газ смешивают с водородом на входе в газопровод, и отделяют его от водорода – на выходе. Такой способ имеет следующие недостатки.

3.1.1.1. Уменьшение пропускной способности газопровода и-за того, что часть её приходится на долю тяжёлого газа.

3.1.1.2. Необходимость прокладки параллельно основному второго трубопровода для возврата тяжёлого газа с выхода газопровода на его вход.

3.1.1.3. Разделение тяжёлого газа на выходе из газопровода требует установки на выходе из газопровода дополнительного оборудования, которое требует дополнительных энергозатрат для его работы.

3.1.2. Вариант 2. Тяжёлый газ смешивают с водородом на входе в каждый компрессор, и отделяют его от водорода на выходе из этого компрессора. К недостаткам такого способа относятся следующие факторы.

3.1.2.1. Необходимость применения установки для разделения газов при каждом компрессоре.

3.1.2.2. Потери тяжёлого газа на унос его части с водородом в этом варианте будут больше, чем в первом.

3.1.3 Рассмотрим участки двух трубопроводов одинакового диаметра и длины, по первому из которых качают метан, а по второму - водород.

Параметры обоих участков приведены в таблице 1.

Таблица 1.

В таблице 2 приведены основные результаты расчётов участков трубопроводов при перекачке по ним метана и водорода.

Таблица 2.

3.2. Предложен также способ, при котором на входе в трубопровод водород химически связывают с азотом, получая аммиак, который перекачивают по трубопроводу в жидком виде, а на выходе из трубопровода вновь разделяют на водород и азот.

В таблице на рисунке 4 представлены данные по ориентировочным капитальным затратам на строительство нового производства аммиака.

Рисунок 4[1]

Главной особенностью предлагаемой схемы производства аммиака является то, что в ней может быть использована значительная часть известного и надежного оборудования, используемого в агрегатах АМ-76, которое имеет значительные

запасы по производительности.

Энергоемкость производства по данной технологической схеме составит 7,0-7,2 Гкал/т, потребление природного газа на технологию-598,9 нм3/т, на топливо - 195,5 нм3/т, итого - 794,32 нм3/т[2].

Результаты обработки данных по производству аммиака приведены в таблице 3.

[1] Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Производства аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот. Информационно технический справочник по наилучшим доступным технологиям. М. Бюро НТД. №2 2015г. стр. 72.

[2] Там же. стр. 80.

Таблица 3.

3.3. Выводы к главе 3.

3.3.1. Создание нагнетателей (турбокомпрессоров) для сжатия водорода, пригодных для работы на магистральных трубопроводах, – это практически неразрешимая задача.

3.2.2. При прочих равных условиях, тепловая энергия, передаваемая по трубопроводу с водородом, в 1,3 раза меньше той, которая может быть передана с метаном по тому же трубопроводу.

3.2.3. Относительный расход перекачиваемого газа на привод нагнетателя при перекачке водорода в 3,75 раза больше, чем при перекачке метана.

3.2.4. Удельные капвложения в одно лишь производство аммиака в 3,37 раза больше удельных затрат на весь газопровод «Северный поток 2».

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исходя из доказанного ранее утверждения, что даже полное прекращение выбросов в атмосферу углекислого газа антропогенного происхождения не окажет сколько-нибудь заметного влияния на скорость глобального потепления (см. выше), мы приходим к следующему заключению.

4.1. Вопрос о целесообразности приобретения тех или иных «зелёных» или традиционных технологий вправе решать потенциальные покупатели этих технологий, исходя из соображений своей экономической выгоды. А всех тех, кто утверждают, что выбросы в атмосферу рукотворного углекислого газа затрагивают их интересы, надо посылать, куда подалее.

4.2. Представляется целесообразным повторно рассмотреть вопрос об участии России в Монреальском и Киотском протоколах и в Парижском соглашении по климату, исходя из принципа приоритета наших национальных интересов без оглядки на враньё торговцев «зелёными» технологиями. .

4.3. Представляется целесообразным обсуждение на международном уровне вопроса о недобросовестной и злонамеренной эксплуатации со стороны «коллективного Запада» проблемы глобального потепления. Вопрос о практических мероприятиях указанного направления выходит за рамки настоящей работы и сферы компетенции её авторов.

4.4. В контексте данной проблематики необходимо признать актуальность и важность пропаганды технически и экономически возможных превентивных мер, направленных на борьбу не с глобальным потеплением, а с его негативными последствиями.

Например, ссылаясь на положительный опыт Нидерландов в деле хозяйственного освоения осушённых территорий, лежащих ниже уровня моря, начать пропаганду проекта осушения акватории Северного моря и Ламанша от Бретани и Корнуолла на западе до Лоустофт Несс и Амстердама на востоке. Благо грунта, необходимого для строительства дамб и подъёма уровня осушённых участков, рядом сколько угодно на дне мелководного Северного Моря, а перемещение его в огромных количествах с помощью мощных земснарядов не является большой проблемой и обойдётся, во всяком случае, дешевле, чем строительство Пенжинской ГЭС. При этом дамбы можно постепенно наращивать до высоты, достаточной для защиты от подъёма уровня моря из-за таяния ледников. Для откачки воды с территории, огороженной дамбами в море можно использовать энергию, выработанную ветряками, в объёме 10-20 ГВт, что позволит использовать ветряки более или менее рационально. В итоге вместо затопления этой весьма густонаселённой части Европы из-за глобального потепления она получит значительные дополнительные территории.

При правильной постановке пропаганды этого проекта, не приходится сомневаться, что сторонники у этой идеи найдутся, причём в немалых количествах.

4.5. Развитие водородной энергетики не может рассматриваться как средство борьбы с глобальным потеплением, а применение «водородных» технологий как дополнительного ресурса мировой энергетики экономически бесперспективно.

4.6. Основными причинами обилия лженаучных спекуляций вокруг экономически невыгодной и экологически бесполезной водородной энергетики являются:

4.6.1. Алчность правительств коллективного Запада, затеявших крупнейшую в истории международную аферу.

4.6.2. Непротивление аферистам со стороны их наиболее крупных потенциальных жертв: России, Китая и Индии из-за засилья в научных обслугах их руководства манахеров и «учёных» от либеральной технической физики.