С ГАЗОМ И БЕЗ ГАЗА

С ГАЗОМ И БЕЗ ГАЗА

В этом отношении наша страна — уникум. Если верить данным о запасах, то когда весь мир, кроме Персидского залива, лишится топлива — у нас еще останется газ. Но тоже ненадолго — опять-таки несколько десятков лет, в лучшем случае. То есть не газовая эра, а именно газовая пауза. Перед чем пауза? Вот это зависит от нас.

За время паузы надо сменить тип цивилизации — и технический, и социальный. Сначала о технологии. Надо мобилизовать источники энергии, которые могли бы дать еще некоторую отсрочку — поскольку социальные перемены еще сложнее и могут потребовать времени в несколько поколений. К сожалению эти источники в основном невозобновляемые.

Есть ли что-то в природе, что могло бы восполнить дефицит газа и нефти?

Конкретно в нашей стране есть уникальные месторождения — это твердые растворы газа в мерзлых породах, газогидраты; плотные газонасыщенные породы; растворенный метан. С ними есть проблема — непонятно, как их добывать, технология пока не отработана. Может быть, это и невозможно.

Удивительно много в мире метана. Такое впечатление, что он есть везде. Много горя он приносит шахтерским семьям. Он находится в угольных пластах под очень большим давлением и иногда находит выход — и тогда пропитанный газом уголь вдруг взрывается, разрушая горные выработки. Выбросы метана — едва ли не самая опасная причина катастроф на шахтах. Да и просто, сравнительно мирным путем (без выброса) попавший в штреки метан в смеси с воздухом может и загореться, и взорваться.

Почему нельзя дегазировать угольные пласты, прошить их перед разработкой хотя бы скважинами и стравить газ — вопрос не ко мне. Думаю, дорого, экономически неэффективно. Когда шахта уже работает, метан без пользы удаляется вентиляцией, отделить его от отработанного воздуха практически невозможно.

Очень много метана выделяется в процессах разложения всякой органики. Как уже говорилось, из почвы рисовых полей; но больше всего — в болотах и тундрах. Богатство неимоверное, хватило бы для отопления всего человечества… но как его собирать? Один взгляд на глобус приводит к правильному выводу. Зелен виноград!

Крупный рогатый скот выделяет много метана. Трудно собирать и этот вид топлива, хоть и хорошо бы — все же парниковый газ. А метан, выделяющийся в жижесборниках животноводческих ферм — и есть тот самый биогаз, о котором часто говорят; его можно собирать и использовать, но это, конечно, не то, что спасет человеческую цивилизацию. Чтобы было много навоза — надо много кормов. А для этого надо много удобрений. А промышленность удобрений зависит от природного газа. То есть чтобы собирать биогаз, надо иметь природный газ. Нет его — нет и биогаза. И мало его, газа этого: кубометр биогаза получается из кубометра этого… как его… сырья. А кубометр газа эквивалентен литру жидкого горючего. Чтобы привезти на садовый участок цистерну удобрений (4 кубометра), этих 4 литров топлива может автоцистерне и не хватить.

И когда говорят о «метановой эпохе», все вышесказанное надо иметь в виду.

Химия знает множество горючих газов, но видов сырья для них в природе гораздо меньше. Это биомасса — свежая или запасенная в прежние эпохи — уголь, бурый уголь, торф, другие горные породы, представляющие собой пропитанные углеводородами горные породы — битуминозные пески, сланцы.

Если добывать сырье, состоящее только из органики, выгодно, то поднимать на поверхность излишнее количество пустой породы получается дороговато. Даже просто низкокачественные угли имеют в своем составе до 50 % золы, и сжигать их получается сложно — надо постоянно убирать из топки золу, в количествах немногим меньших, чем топлива. Та же проблема с битуминозными песками. Там много запасов, но как их добывать — никто не знает.

Так что реальная перспектива на посленефтяной период — это угольная эра. Ненадолго (исторически), но дольше, чем жизнь за счет нефти.

Это самый массовый ресурс, которого хватит на более долгое время — по недавним оценкам, количество «эффективных» угольных ресурсов, то есть тех, себестоимость добычи которых не превышает 40 долларов по курсу 1975 года за тонну, составляет более 2,6 трлн. т.у.т. То есть 1,8 трлн. т.н.э., более чем в 10 раз превышая запасы нефти.

Во-первых, уголь может заменить некоторые виды нефтепродуктов, способствуя их экономии. Он может на некоторое время снять остроту проблемы с бензином, если сделать отопление и производство электроэнергии угольным. В этом случае можно сэкономить отопительный мазут, сравнительно просто перерабатываемый в бензин. Ведь мазут по сути своей — такие же цепочки углеводородов, только длиннее, чем в бензине, и их можно «настричь» в более короткие. Это умеют делать даже с такими высокомолекулярными углеводородами, которые содержатся в асфальте. У нас в стране подобные технологии уже кое-где используются, что создает проблему: неконтролируемый прием у населения лома асфальта приводит к тому, что так называемые «стамесочники» срубают покрытие не только с неиспользуемых асфальтированных площадок, но и с краев эксплуатируемых дорог (ж-л «За рулем», № 5, 2001). Пока такая технология дороже получения бензина из нефти и может применяться лишь при практически даровом сырье.

А заменить мазут можно многими способами.

Например, размолоть уголь до состояния мельчайшей пудры и размешать ее с водой до получения водоугольной эмульсии. В таком состоянии полученную смесь можно и прокачивать по трубопроводам, и сжигать в тех же котлах, которые используются для мазута, при минимальных их переделках. Кроме того, в размолотом состоянии уголь проще обогащать, отделяя пустую породу,-поскольку она по удельному весу отличается от угля. Пока, очевидно, этот процесс обходится дороже, чем закупка мазута, но с исчерпанием запасов нефти рано или поздно станет экономически выгодным.

Можно сжигать уголь в своеобразном расплаве из некоторых горных пород, например, с известняком — так получаются экологически чистые (относительно) тепло и электроэнергия.

Но когда не будет уже и мазута, то как получать жидкое топливо?

Разработано довольно много технологий, позволяющих получать заменители бензина и дизельного топлива на базе угля или его продуктов. Особенно заманчиво делать это, не поднимая уголь на поверхность. Не знаю, кому как, а мне неприятно слушать регулярные сообщения о катастрофах на угольных шахтах. И ведь от этого можно избавиться.

Впервые предложения о подземной газификации угля выдвинул, насколько я знаю, Д. И. Менделеев. Уголь — твердое вещество, а добывать без шахт можно лишь жидкости и газы; растворять уголь пытались, но пока еще не научились, а вот превращать в газ умеют.

Есть несколько методов получения горючего газа. Это газогенерация, особенно в варианте подземной газификации. Полное сгорание угля в конечном итоге должно приводить к образованию СO₂ — углекислого газа. Но если сжигать его при недостатке кислорода, то уголь сгорит наполовину, образуя угарный газ (СО). Он горюч и может служить исходным сырьем для органического синтеза. Понятно, что использовать в качестве домашнего топлива угарный газ не стоит — если нынешний природный газ только взрывоопасен и дышать им нельзя, то угарный газ еще и ядовит. К тому же половина энергии остается внизу — но можно прокачивать через зону горения воду, а полученный водяной пар использовать как теплоноситель. Такая технология может быть применима в Германии и Англии, где уголь добывается в густонаселенных районах — а у нас залежи угля в основном расположены на Севере ив Сибири, и кому там нужен горячий пар — непонятно.

Но есть еще один процесс — при определенных условиях из воды и угля образуется «синтез-газ» — смесь угарного газа и водорода, которая и подается наверх из пласта. Из «синтез-газа» можно синтезировать метан — по сути, обычный природный газ, древесный спирт — метанол и другие виды топлива и химических продуктов. Тем самым мы приходим к уже знакомой нам по «газовой паузе» задаче.

У всех этих способов есть слабые места. Тут не надо корчить из себя специалиста. Достаточно прочитать сборник по проблемам энергетики. Он состоит из статей, написанных специалистами в области какого-то одного метода, о своих разработках они, естественно, пишут только правду. Но и о других вариантах такие авторы правды не скрывают: «Наш метод, в отличие от такого-то, не имеет таких-то и таких-то недостатков…». Соответственно, разработчики «такого-то и такого-то» метода объясняют его преимущества по сравнению с первым, честно указывая на его изъяны.

Но действительный недостаток у всех неиспользуемых сейчас методов только один. Они дороже, чем нынешние методы получения энергии из газа, нефти и угля. Кто хочет платить лишние деньги за тепловую энергию, полученную более экологичным методом, чем нынешний, неэкологичный? В современном-то, капиталистическом обществе? Только тот, кто не дорожит деньгами собственными или акционеров. Поэтому отдельные потребители не могут на него перейти — разорятся.

Как сделать выгодным использование газогенерации, подземной газификации, синтетического бензина и т.д.?

Способов ввести в реальную эксплуатацию эти давно известные методы всего два: нужно или ждать, пока не подорожают нефть и газ — и при естественном дефиците нефти и газа тепло, электричество и автомобильное топливо из них станут дороже, чем из угля и дров. Или начать осваивать эти технологии всем вместе. Это возможно только в рамках общечеловеческого правительства — сами понимаете, насколько это реально. Нужен налог на нефть и газ, причем такой, чтобы использование методов получения энергии из угля и других «неудобных» источников стало экономически выгодно, то есть, чтобы эта энергия получалась для покупателя дешевле. Но налог этот должен быть общемировым — там, где его не будет, возникнут местные преимущества для инвесторов, и капиталы потянутся туда.

Так что ждем конца нефти.