Юрий ГОЛУБОВСКИЙ.

Есть еще один аспект — политический. Так уж сложилось, что удобные для добычи мировые нефтяные запасы распределены неравномерно. Причем значительной частью владеют страны Ближнего Востока. В этих государствах, все еще не избавившихся от пережитков средневековья, правят короли, шейхи, жестокие и капризные диктаторы и даже духовные пророки. И стоит им только захотеть наказать «неверных», как значительная часть цивилизованного мира начинает биться в приступе нефтяной лихорадке. По крайней мере, кризисы 1973 и 1979 годов развивались по этому сценарию. Рассматривая проблему с этой точки зрения, начинаешь понимать (но не оправдывать) американцев, захвативших лопающийся от нефти Ирак.

Избавиться от такой зависимости можно тремя способами. Первый, он же самый простой, вести бесконечную жестокую неоколониальную нефтяную войну с целью установить контроль над недрами, ну скажем того же Ирака и Ирана. Собственно говоря, это мы сейчас и наблюдаем. Другой вопрос, что пока что с партизанами не могут окончательно справиться не хваленое высокоточное оружие, не беспилотные самолеты-роботы Predator ни «хорошие американские парни» с винтовкой М16 в руках. Второй путь тоже прост для понимания — нужно активнее разрабатывать другие источники нефти, например те, что расположены на дне океанов. Третий — найти, наконец, замену «черному золоту». И уж тут возможности выбора ничем не ограничены.

Синтетика

В начале двадцатого века таких проблем перед человечеством еще не стояло. Основным энергоносителем оставался уголь. А переход на жидкое топливо только намечался. Однако уже к началу Первой Мировой войны ситуация резко изменилась. Превратившиеся из игрушки для богатых в «инструменты войны» автомобили требовали бензина. Не могли обойтись без него авиация и подводные лодки. Да и обыкновенные корабли уже вовсю поглощали более удобный и калорийный мазут. А жертвой прогресса, стала Германия, смело ввязавшаяся в войну на два фронта, но не позаботившаяся о ресурсах.

Неудивительно, что именно немецкий ученый Фридрих Бергиус уже в 1915 году построил первый завод по производству синтетической нефти. Ее получали из измельченного угля и водорода в присутствии катализаторов под давлением в 200 кгс/см³ при температуре 500 градусов (так называемая гидрогенизация). Другим путем пошли Франц Фишер и Ганц Тропш. В 1923 году им удалось получить из смеси угарного газа (CO) и водорода (продукты газификации угля) в присутствии катализаторов под давлением 300 атм. при температуре 500 градусов почти любые жидкие углеводороды.

Со второй половины 30-х годов с помощью обоих методов было налажено производство синтетического бензина (синтина) с октановым числом не выше 55, а также синтетической солярки (когазин-II). Перед началом войны в Германии работало уже несколько заводов по производству эрзац-топлива. Стоило оно в несколько раз дороже обычного. Однако это никого не смущало. Войну немцы планировали выиграть быстро, возместив убытки за счет проигравших. Однако блиц-криг не получился, и на эрзац-бензине пришлось воевать вплоть конца войны. Интересный факт. К 1944 году 90% авиационного бензина и большая часть автомобильного топлива в Германии были именно синтетическими. Именно поэтому, заводы по производству бензина из угля были приоритетными целями для авиации союзников. А после окончания боевых действий массовое производство синтина и когазина по экономическим причинам закончилось.

Однако работы совершенствованию технологии производства синтетического горючего шли своим чередом. Массовые производство синтетического бензина началось в ЮАР, после того «все прогрессивное человечество» начало бороться с апартеидом, наложив суровые санкции на поставку нефти. После первого топливного кризиса они обрели второе дыхание. А после второго заводами по производству нефти из угля (правда, небольшими) обзавелись даже Канада и США. Недавно о чем-то подобном заговорили и у нас. Правда, дальше «сенсационных» газетных статей и громких высказываний как обычно дело не пошло. По вполне понятным причинам. Производство бензина из угля в 2,5–3 раза дороже, чем производство «нормального» бензина. А вот в Китае, тем временем, уже вовсю строятся заводы по производству синтетического топлива из угля, производительностью до 1 млн. тонн бензина и солярки в год. Уж не собираются ли китайцы воевать?

Нефтеносные пески

После первых двух нефтяных кризисов весьма перспективным способом получения нефти стала переработка нефтеносных песков. Пропитанные вязкой тяжелой нефтью (до 12% битума), они находятся относительно неглубоко под верхним слоем почвы. Наибольшими запасами нефтеносных песков может похвастаться Канада, где основные запасы сосредоточены в провинции Альберта, причем самое большое месторождение расположено в районе реки Атабаска. По мнению канадских геологов, в песках Альберта скрывается … около 1,7 трлн. баррелей нефти. Правда, при этом только 11–12% (около 170–180 баррелей) можно извлечь при нынешнем уровне технологии. Но и это на 15% больше, чем разведанные нефтяные запасы Саудовской Аравии. По мнению специалистов, этого запаса нефти должно хватить еще лет 100. При сохранении нынешнего уровня потребления, естественно. К слову, весьма богатые запасы нефтеносного песка есть в России и в Венесуэле. Однако их разработкой пока никто не занимается. Может быть и к счастью, потому как отделение песка от нефти процесс довольно-таки грязный.

Идея переработки «грязного» песка в нормальную нефть пришла в голову в 1920 году химику Карлу Кларку. Суть метода такова. Нефтеносный песок смешивается с горячей водой и каустической содой в огромном вращающемся барабане. После обработки, нефть всплывает на поверхность воды, песок оседает на дно. В промышленном варианте (до недавних пор этим занималась в основном компания Syncrude) это выглядит следующим образом.

Сначала землеройная техника превращают огромные территории в лунный пейзаж, снимая верхний слой грунта. Попутно вырубаются леса. Затем экскаваторы добывают уже собственно сам нефтяной песок, перегружая его в кузова карьерных самосвалов с впечатляющей грузоподъемностью в 400 тонн (!). Далее порода попадает собственно на завод. В результате переработки из двух тонн песка получается примерно один баррель нефти (содержание нефти в песке около 18%), а также огромное количество грязной ядовитой воды, которая сливается в особые пруды-отстойники, занимающие немалые пространства. Чтобы представить размеры этих отравленных водоемов, приведу простой пример. Все добывающие компании имеют право брать 500 млн. тонн воды ежегодно из реки Атабаска. Отработанный песок увозят обратно в карьеры. До кризиса в 2000-х, под давлением общественности (а также благодаря сильно повысившимся ценам на нефть), на песок местами насыпали плодородную почву и даже сажали деревья.

Компания Shell пробовала организовать очистку воды. Однако песок, как хороший абразив, быстро выводил из строя очистительные агрегаты, из-за чего те требовали частого ремонта. Получалось слишком дорого. Тем более, что после снижения мировых цен на нефть в конце 2008 года, темпы добычи нефтеносных песков несколько снизились.

Растительное топливо

Природные запасы нефти, угля, горючих сланцев и газа (о нем позже) огромны, но не безграничны. Вот если бы найти неисчерпаемый источник горючего. Так, чтобы навсегда! Оказывается, это вполне реально. Еще в начале 80-х в Бразилии был успешно осуществлен проект перевода автомобильного транспорта с бензина и на этиловый спирт. Основным сырьем послужила кукуруза и сахарный тростник, из одной тонны которых получают примерно 180 литров этанола. Любопытно, что в 2005 году мировое производство этилового спирта составило 36,3 млрд. литров, из которых 45% пришлось на Бразилию и 44,7% — на США. Правда, то, что хорошо для бразильцев, не подойдет для нас. Ибо не трудно представить, что будет твориться на наших дорогах (особенно в сельской местности), если вместо бензина в баках будет плескаться ПИТЬЕВОЙ СПИРТ!

Из других недостатков этилового спирта стоит упомянуть более низкую теплотворную способность, чем у бензина. Из-за чего мощность падает. А также, благодаря содержанию кислорода, повышенную агрессивность к некоторым пластмассам и большую коррозионную активность. Зато, по той же причине, сгорание топлива получается более полным. А значит выхлоп у спиртовых авто чище, и продуктов неполного сгорания в них меньше. Впрочем, недостатки спирта, в том числе и психологические, решаются просто. Его надо смешать с бензином в соотношении 40% бензина 60% этанола. В США активно продвигается топливо Е85 (85% спирта и 25% бензина). Согласно данным Энергетической Администрации США (Energy Information Administration), в 2003 году в Америке эксплуатировалось 859,2 тыс. автомобилей, которые заправлялись E85. Большая часть данной техники использовались государственными и муниципальными структурами.

Есть и другой вариант — применять растительное масло вместо солярки. Тут сырьем может послужить все, что угодно. Быстро растущие бурые водоросли, камыш, кокосы, молочай, подсолнух, кукуруза, соя, арахис, хлопок и, наконец, рапс. Немцы даже научились делать топливо из навоза. Масло обладает близкой к дизельному топливу воспламеняемостью и калорийностью. Да и концентрация вредных веществ в отработавших газах пониже. Но, как показали испытания, при работе на нем в системах топливоподачи и на стенках камеры сгорания быстро образуется совершенно дикий твердый нагар, так называемые лакосодержащие отложения. Отодрать его можно только напильником. Чтобы избежать этого, горючее приходится подогревать до 70–90 градусов (что не экономично), или смешивать с обыкновенной соляркой в разных пропорциях. Чаще всего 5% масла и 95% «традиционного» дизельного топлив. Однако, несмотря на все недостатки, отдельные фирмы уже наладили выпуск дизелей работающих на рапсовом масле. Однако, при нынешних ценах на нефть, растительное горючее не особо-то и выгодно.

С экологической точки зрения, растительное топливо не столь уж и дружественно окружающей среде. Во-первых, компании, занимающиеся выращиванием сырья для производства спирта, буквально забивают почву удобрениями и ядохимикатами (а как же, не для еды ведь). После этого, никакие овощи и фрукты, которые можно есть без риска для жизни, на этой земле уже не вырастут. Во-вторых, при производстве спирта остается немало отходов, для утилизации которых требуются обширные пруды-отстойники и очистительные установки. Понятно, что в странах «Третьего Мира», никто никакой очисткой не занимается. Правда, некоторые фирмы проводят эксперименты по переработке отходов спиртопроизводства в газ. К примеру, компания с ярким названием ZORG разработала технологию переработки отходов производства спирта — барды в газ. Причем из 1 м³ барды получается до 30 м³ биогаза (метана).

И, наконец, самая главная проблема растительного топлива состоит в том, что оно отбирает посевные площади у растений, идущих в пищу. Учитывая, что население Земли постоянно растет, а количество плодородной земли все время уменьшается, недалек тот «прекрасный день», когда вопрос будет стоять ребром: «или еда, или бензин»! Вспомним, что не так давно, в 2008 году, резкое повышение цен на продовольствие (особенно на подсолнечное масло) на Украине оправдывали именно общемировыми тенденциями увеличения производства растительного топлива.

Газ

Газообразное топливо с давних пор является самым главным конкурентом обычного, жидкого. Ведь первые двигатели внутреннего сгорания Ленуара и Отто работали именно на газе. В этом нет ничего удивительно. При производстве, кокса, брожении сточных вод выделяется довольно много метана и окиси углерода. Грех было этим не воспользоваться. Еще до войны у нас в Украине существовали газовые заводы, купленные, кстати, в Германии. Они перерабатывали уголь, в том числе и низкосортный, торф и разный мусор в совсем неплохое горючее. Использовали его в основном в бытовых целях.

После того, как были разведаны огромные месторождения природного газа, о газовых заводах потихоньку забыли. Отходы гниют на многочисленных свалках, выделяя метан прямо в воздух, торф горит на болотах, а сточные воды частенько отправляются в речку без всякой очистки. Добывать газ оказалось намного дешевле, чем производить. А о побочных последствиях, в виде дикого загрязнения окружающей среды, у нас думать не принято. Хотя, сейчас в связи с очередным и явно не последним повышением цен на газ, у старых добрых технологий из позапрошлого столетия есть неплохие шансы.

Некоторое время выпускались газогенераторные авто — эдакие газовые заводки на колесах. Популярные в 30–40-е годы, в начале 60-х они вышли из моды. Причина примерна та же, по которой умерли большие газовые заводы. Кроме того, так называемый генераторный газ, получаемый из дерева, торфа и угля обладал чересчур низкой теплотворной способностью, из-за чего мощность падала, чуть ли ни в два раза. В придачу, увесистая газогенераторная аппаратура серьезно снижала грузоподъемность. Но самое главное — обслуживание и ремонт подобного авто был настоящим наказанием для водителя. Говорят, когда последние газогенераторы сдавали в утиль, многие «мученики» прогресса испытали невероятное облегчение.

По-иному сложилась судьба газобаллонных авто. Впервые они появились в СССР в 40-х годах, когда старые источники нефти стали потихоньку иссякать. Это были грузовые ГАЗ-51Б и ЗиС-156 с газовой аппаратурой, созданной по немецкому образцу. С открытием новых гигантских месторождений нефти в Западной Сибири работы по совершенствованию «газовиков» были приостановлены. И лишь с началом в 1986 году «Перестройки» и «Ускорения» перевод грузового автотранспорта на газ в Советском Союзе стал массовым явлением. За основу было взято устаревшее голландское оборудование начала 60-х годов. Несколько предприятий, в том числе и военных заводов, работали, чуть ли ни в три смены создав титанические запасы баллонов и прочих комплектующих, которые закончились лишь в 2000-х годах.

Увы, газификация по-советски имела свои недостатки. Во-первых, мощность двигателей, работавших на «голубом топливе» упала, поскольку газ по калорийности уступает бензину. Бороться с этим путем повышения степени сжатия никто и не подумал. Во-вторых, слаборазвитая сеть газонаполнительных станций и пресловутое советское качество аппаратуры, портила все впечатления от дешевизны самого газа. Не добавляли популярности и многочисленные течи, вызывавшие серьезные опасение безопасности. И лишь с распространением у нас качественной и недорогой итальянской аппаратуры, идея перехода на «голубое топливо» обрела второе дыхание.

В Европе и США на газ обратили внимание после топливных кризисов 1973 и 1979 годов. В некоторых странах, например в Италии, были даже приняты государственные программы по переводу транспорта на газ. В итоге к настоящему моменту во многих странах Европейского Союза до 10% всего бензинового автопарка используют «голубое топливо». А в Голландии, где, кстати, расположен самый большой в Европе газовый терминал, на газ переведена почти треть всех автомобилей. Газ — это единственная экономически выгодная реальная альтернатива нефтяному топливу.