Как мы уже неоднократно отмечали, тему «низкоуглеролного» развития советские и зарубежные ученые поднимали задолго до того, как ее подхватили политики и включили в свои экономические стратегии. Так, еще в самом начале 1970-х годов в научной периодике вовсю обсуждалась проблема парниковых выбросов и их влияния на климат. Уже тогда это вызывало некоторую тревогу. По расчетам американских ученых, только 10% выбрасываемого CO2 может быть усвоено растениями. Остальное накапливается в атмосфере и приводит к глобальному потеплению.
Правда, для советских ученых данное обстоятельство не становилось поводом для паники. Они резонно замечали, что парниковый эффект частично компенсируется запылением атмосферы. А кроме того, в ближайшие 20-30 лет, по их мнению, приток углекислого газа в атмосферу может понизиться в силу того, что ископаемого топлива будет сжигаться намного меньше! Советские ученые еще в самом начале 1970-хгодов выражали уверенность в том, что в ближайшей перспективе на смену тепловым электростанциям начнут приходить атомные энергоблоки. А в недалеком будущем автомобили с двигателями внутреннего сгорания начнут вытесняться электромобилями. Подчеркиваем, что эти мысли высказывались более полувека назад. Поэтому современный «зеленый» энергопереход, целенаправленно осуществляемый в европейских странах, совсем не является каким-то недавним изобретением. Когда-то его обсуждали как вполне себе «нормальный» (и даже неизбежный) сценарий развития мировой цивилизации.
Тем не менее, даже указанные меры, по мысли советских ученых, не в состоянии полностью свести углеродные выбросы до нуля. Количество углекислого газа в атмосфере все равно будет возрастать, пусть и не такими темпами, как в наблюдаемое ими время. Свою лепту сюда должно вносить постоянно растущее население планеты, а также растущее поголовье скота (на что также обращали внимание более полувека назад). Однако это не должно становиться поводом для тревоги, поскольку рост концентрация CO2 постепенно превратит атмосферу в… новую «кладовую» важного углеводородного ресурса.
Как отмечали ученые, углекислый газ – это, прежде всего, углерод, который является главным «строительным материалом» органического вещества, включая нефть и природный газ. Связь между углеродом и нефтью была очевидной. И что самое важное: в начале 1970-х годов путь от углекислого газа до нефти считался абсолютно понятным и реальным с практической точки зрения. Отсюда вытекала убежденность в том, что со временем, когда сильно истощатся нефтегазовые месторождения, человечество встанет на путь добычи нефти не из земных недр, а прямо из атмосферы!
Согласно ходу указанных рассуждений, именно в этих обстоятельствах возникнут объективные условия для осуществления энергетически емкого синтеза нефти из углекислого газа. Прежде всего на этом пути придется решить одну принципиально важную задачу – найти рациональный способ выделения CO2 (в виде углекислоты) из огромных масс воздуха, причем – в совершенно чистом виде, без всяких примесей. На тот момент уже существовало масса таких способов – как химических, так и физических. Например, вымораживание или разделение с помощью пористых мембран и т.д.
Не исключался вариант, когда воздух, содержащий углекислоту, после осушки будет соединяться с газообразным аммиаком. Аммиак, вступая во взаимодействие с углекислотой, образует углекислый аммоний. Данное соединение представляет собой белый кристаллический порошок, легко отделяемый механическим способом от всех газообразных компонентов. Такая операция может осуществляться в специальных аппаратах типа циклонов или центробежных сепараторов. Воздух, освобожденный от углекислоты (то есть лишенный углекислого газа) будет возвращаться обратно в атмосферу. Дальнейший этап – выделение углекислоты из углекислого аммония. Это вещество само по себе является термически нестойким, и под действием тепла оно легко разлагается на аммиак и двуокись углерода. После указанной процедуры аммиак возвращается на повторное технологическое использование, а углекислота поступает на дальнейшую переработку
Уже с этого технологического этапа углекислоту можно рассматривать в качестве потенциального «полуфабриката» для синтезирования нефти. Но для того, чтобы она стала реальным сырьем, ее надлежало разложить на окись углерода (так называемый «угарный газ») и кислород. К сожалению, такая реакция требует высоких энергетических затрат. По мысли советских «рационализаторов», для этого стоило бы подключить атомную энергетику. Так, не исключалось использование жесткого гамма-излучения. В любом случае, у наших ученых была уверенность в том, что техника «завтрашнего дня» обеспечит самый оптимальный вариант решения этой задачи.
Здесь их внимание сосредотачивалось на самой смеси окиси углерода и кислорода. Эту смесь также надлежало разделить, чтобы оставить чистую окись углерода. Собственно, она и является тем сырьем, из которого надлежало получить «небесную» нефть. Факты такого химического превращения были ученым хорошо известны. В свое время, еще в 1908 году русские химики показали возможность синтеза нефтяных углеводородов из окиси углерода и водорода.
Позже этой возможностью воспользовались немцы. Так, во время Первой мировой войны Германия была отрезана от природных нефтяных источников. Тем не менее, немецкие химики нашли выход из ситуации, создав крупное производство синтетической нефти. Источником для получения водорода послужили бурые угли. Сам синтез нефти осуществлялся при контакте водорода при температуре 180 – 200 градусов Цельсия с окисными железно-цинковыми катализаторами.
Показательно, что в течение ряда лет Германия успешно эксплуатировала заводы по производству синтетического жидкого топлива, где использовался указанный метод. Лишь после того, как увеличилась мировая добыча нефти и последняя двукратно упала в цене, эти заводы уже не смогли конкурировать с природными углеводородами. Постепенно они были остановлены и задействованы для других целей. Значение технологии было утрачено. Однако, по мнению советских «рационализаторов», оно будет полностью восстановлено после того, как начнется массовое производство синтетической нефти на основе «атмосферного» сырья. То есть технология возродится, но у же в совершенно новых условиях и с использованием принципиально других сырьевых ресурсов.
Правда, такое производство потребует много воды и много дешевой электрической энергии. Однако на этот счет, как мы уже показали, у советских ученых особых переживаний не было, поскольку они жили в оптимистическую эпоху. В то время, о чем мы часто говорили, у многих людей существовала глубокая убежденность в том, что вхождение цивилизации в «атомный век» обещает энергетическое изобилие. Мы уже не говорим о создании термоядерных реакторов, в появлении которых полвека назад мало кто сомневался.
Конечно, может возникнуть вопрос: для чего в условиях энергетического изобилия осуществлять синтез «небесной» нефти? Судя по контексту указанных «рацпредложений», такую нефть в большей степени рассматривали как сырье для химической промышленности, чем в качестве топлива. Но главное – был показан путь снижения концентрации углекислого газа в атмосфере. Это именно то, чем сейчас активно занимаются в западных странах, разрабатывая немыслимо дорогие технологии улавливания и захоронения CO2 (о чем мы в свое время много писали). Согласимся, что в этом контексте предложение от советских ученых полувековой давности выглядит куда более рационально. Ведь есть разница – «хоронить» атмосферный углерод в каких-то морских скальных породах или использовать его как сырье для химической промышленности. Вне всяких сомнений, второй вариант кажется намного практичнее.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии