Как видите, ребус Андрэса оказался не столь уж сложен. И если его разгадал человек без особой подготовки, то, наверное, германские химики, издавна пользовавшиеся высокой репутацией во всем мире, и подавно справились с этой задачей. Тем более что перед войной, как показал даже беглый поиск, было немало публикаций на эту тему. Были проведены и эксперименты, целью которых являлся поиск оптимального состава горючего и наработка практического опыта по его применению. Однако этим экспериментам так и не суждено было выйти за пределы полигона. Почему? Ведь Германия, как уже неоднократно говорилось, остро нуждалась в замене натуральных нефтепродуктов синтетическими.
Причин тому несколько. Назовем хотя бы основные. В принципе затолкать в двигатель можно что угодно, даже нафталин – подобные опыты проводились еще в 20-е годы. Весь вопрос, насколько это выгодно и рационально?
Опыт же показал, что, если даже в двигатель добавляют незначительное количество воды, это приводит к резкому ухудшению его характеристик и долговечности. Кроме того, нитроглицерин – достаточно капризная, небезопасная в обращении жидкость. Не случайно небезызвестный Альфред Нобель потратил немало времени и сил прежде, чем смог получить динамит – довольно безопасную в обращении взрывчатку. В общем, Нобелевскую премию за использование нитроглицериновых смесей в качестве горючего не удалось пока получить никому. И те же химики третьего рейха предпочли пойти другим путем – стали получать синтетический бензин, например, из угля.
Был у них в запасе и еще один способ. Нефть, оказывается, можно добывать прямо из… воздуха!
Надо сказать, что история этого рецепта тоже достаточно давняя. Еще в 1908 году русский химик Е. И. Орлов обратил внимание на возможность синтеза нефтяных углеводородов из оксида углерода и водорода. Эта смесь называется еще водяным газом (или синтез-газом) и в достаточных количествах содержится в атмосфере.
Спустя несколько лет после Первой мировой войны этот способ был опробован на практике. Кайзеровская Германия оказалась отрезанной от природных источников нефти, и вот немецкие ученые К. Фишер и А. Тропш в 1922 году отработали технологию получения синтетических жидких углеводородов на практике.
Правда, водяной газ они решили поначалу получать не из воздуха, так как это оказалось технически слишком сложно, а из бурого угля. Синтез углеводородов осуществлялся при контакте этого газа с железоцинковыми катализаторами при высокой температуре. В 1936 году были введены в действие первые промышленные установки.
Всего было запущено 14 установок общей производительностью около миллиона тонн топлива в год. Они успешно проработали до конца Второй мировой войны.
Когда же послевоенная Германия получила доступ к дешевой природной нефти, постепенно все европейские и азиатские установки по производству синтетического топлива были остановлены или переведены на выпуск другой продукции. Зато в ЮАР, которая подверглась нефтяному эмбарго со стороны мирового сообщества и где к тому же добыча угля обходится чрезвычайно дешево, в середине 1980-х годов производилось около 4 миллионов тонн жидких углеводородов ежегодно.
И лишь в наши дни идея получения топлива из воздуха, а точнее, из содержащегося в нем диоксида углерода, похоже, приобретает особую остроту. Огромное количество сжигаемого на планете топлива грозит образованием так называемого «парникового эффекта». Из-за повышенного содержания углекислого газа в атмосфере часть солнечных лучей, которой полагалось бы отразиться от поверхности планеты и уйти назад в космическое пространство, теперь задерживается. А это, как полагают некоторые эксперты, в конце концов способно привести к всеобщему потеплению климата на Земле.
На первый взгляд, ничего страшного. Ну станет теплее на градус-другой. Что плохого? Но такое потепление, как показывают расчеты, может привести к тому, что значительная часть нынешней суши окажется затопленной. Вот ученые и предлагают способ, как зло обратить в благо. Прежде всего из атмосферного воздуха нужно выделить излишний диоксид углерода.
Уже сегодняшняя технология предлагает для этого несколько способов. Составляющие воздуха можно разделять при помощи пористых мембран, вымораживать или соединять в определенных условиях с газообразным аммиаком. Аммиак, реагируя с диоксидом углерода, образует карбонат аммония. Этот белый кристаллический порошок легко отделяется от газообразных компонентов чисто механическим путем – в аппаратах типа циклонов или центробежных сепараторов. Воздух, уже не содержащий углекислого газа, возвращается в атмосферу. Вслед за этим и карбонат аммония легко разлагается при нагревании на диоксид углерода и аммиак. Аммиак снова идет в дело, используется для улавливания новых порций углекислого газа.
Полученный диоксид углерода разлагают на оксид углерода (угарный газ) и кислород. Эта реакция требует больших затрат энергии. Поэтому, по всей вероятности, ее будет выгодно производить лишь при наличии дешевых энергетических источников. Такими источниками могут стать атомные реакторы или термоядерные установки. Здесь при температуре около 5000°С в присутствии катализаторов и будет получен оксид углерода. Освободившийся кислород опять-таки будет отправлен в атмосферу, а оксид углерода будет соединен с водородом. Полученные углеводороды в дальнейшем могут быть использованы в химическом производстве примерно так же, как сегодня используются производные нефти.
В оклахомской компании «Синтролиум», основанной в 1978 году братьями Марком и Кеннетом Эйдже, работают пока всего 16 человек. Однако контактов с компанией настоятельно ищут такие гиганты нефтяной империи, как «Шелл», «Эксон» и «Тексика». С последним, кстати, «Синтролиум» как раз и заключил соглашение о совместном производстве продукта под названием синкрот по цене 15 долларов за баррель.
Конечно, дороговато, однако уже сейчас ясно, что дальнейшим усовершенствованием технологии цену можно существенно снизить, и тогда синкрот станет дешевле натуральной нефти. А это весьма интересно, поскольку под новым названием скрывается синтетическая нефть, производимая из природного газа. А запасы его в пересчете на этот самый синкрот оцениваются как минимум вдвое больше, чем ископаемой нефти.
Американские инженеры взяли за основу ту же технологию, истоки которой восходят к началу нашего века.
Компания «Синтролиум» усовершенствовала этот процесс. Теперь для получения угарного газа вместо кислорода используется атмосферный воздух, что и привело к значительному удешевлению продукта. На опытной установке, работающей с 1990 года, производительность составляет 2 барреля в день. Но разработана и продается технология производства 2000 баррелей в день и заканчивается подготовка документации на строительство установки производительностью 5000 баррелей в день.
Компания убеждена, что будущее принадлежит таким сравнительно небольшим, компактным установкам, которые можно устанавливать в непосредственной близости от потребителя и получать горючее почти что из воздуха.
Большим преимуществом синкрота является то обстоятельство, что он не содержит серы и ароматических соединений, от которых приходится с великими трудами избавляться при работе с природной нефтью.
Кроме того, как показали последние исследования, природного газа на Земле в сущности гораздо больше, чем дают стандартные оценки. Они ведь не учитывают запасов так называемого твердого газа. А многие геологи всерьез полагают, что дно Мирового океана подстилают гидраты углеводородных газов – соединения, в которых молекулы метана заполняют пустоты в решетке кристаллического льда. Толщина залежей достигает полукилометра, что, согласитесь, весьма немало, учитывая площадь Мирового океана.
Только в Северной Атлантике, где работала группа доктора Дж. Бикенса из Мичиганского университета, оказалось, что на сравнительно небольшом участке дна льда находится до 35 миллиардов тонн метана. Вдобавок здесь же содержится до 7 процентов углерода – так что налицо все необходимое сырье (плюс атмосферный воздух) для производства синтетической нефти.
В общем, получается, что нацистские химики не довели начатое ими дело до логического конца. Быть может, потому, что не очень хотели помогать правящему режиму? Так или иначе, но ими оказался упущен и еще один шанс продлить агонию третьего рейха.
Обратите внимание, жители Европы, в том числе крупных городов и нашей страны, уже стали привыкать к грузовикам с красными газовыми баллонами вместо бензобаков. Появились и первые «Волги»-такси, работающие на газе. И как показывает накопленный опыт, природный газ вполне может составить конкуренцию традиционному бензину и дизельному топливу. У газа выше октановое число, он меньше загрязняет воздух токсичными газами при сжигании в цилиндрах мотора, не портит смазочного масла…
Все это, кстати, было известно довольно давно. На парижской выставке 1878 года Н. Отто и Э. Ланген продемонстрировали газовый автомобиль в действии. Он, правда, оглушал окружающих отчаянным треском, зато потреблял относительно немного топлива.
Так что в данном случае новое – это хорошо забытое старое. И стоит ли удивляться, что к настоящему времени только в нашей стране полмиллиона автомобилей работает на природном газе? Скорее стоит удивляться другому – почему их до сих пор так мало?.. В качестве горючего можно использовать и «биогаз». Источником для его получения служат отходы, в большом количестве – до 500 миллионов тонн в год! – образующиеся на животноводческих фермах, птицефабриках, а то и просто на полях страны.
Производство биогаза весьма несложно. В специальный бак – метантенк загружают органические отходы, добавляют немного воды и специальную анаэробную закваску. Теперь нужно лишь поддерживать в метантенке плюсовую температуру. Все остальное бактерии сделают сами: проведут необходимый процесс ферментации, переработают отходы в биогаз и шлам. Биогаз, как показывает анализ, на 50–70 процентов состоит из обычного метана, а шлам представляет собой прекрасное органическое удобрение.
Сама по себе такая неприхотливая технология, конечно, не представляет собой ничего принципиально нового. Некоторые ученые считают, что примерно такие же процессы превращения органических веществ в метан идут и в недрах Земли.
По подсчетам экономистов, в ближайшие 20–25 лет в Советском Союзе, по уже отработанным технологиям можно производить ежегодно 15–18 миллиардов кубических метров полезного газа. Потенциальные же возможности еще выше. Ведь в каждой индустриально развитой стране, как показывает расчет, приходится около двух тонн органических отходов на одного человека в год, что соответствует возможности получения 1000 кубических метров биогаза. Для справки добавим, что в настоящее время ежегодно городской житель тратит на приготовление пищи 100 кубических метров бытового газа, что эквивалентно 150 кубическим метрам биогаза. Таким образом практически все население может быть обеспечено газом!
И это еще не все. Сам процесс получения биогаза, по мнению специалистов, таит в себе немало резервов. В частности, можно ускорить процесс брожения. Например, если часть сброженной в метантенке биомассы вывести из него и смешать с вновь поступающим по трубам сырьем, разложение органических веществ начнется еще до того, как они попадут в метантенк. Это дает возможность сократить основной цикл с пяти суток до одних. А если микробиологи выведут высокоактивные виды микроорганизмов, то весь цикл реакций можно будет, вероятно, довести до нескольких часов.
Биогаз можно получать не только из отходов, но и со специально предназначенных для этого плантаций. А чтобы не занимать полезные площади на суше, такие плантации логично расположить в море.
Ученые полагают: для промышленных плантаций такой энергетической биомассы подходят лиманы Черного моря, Каспийское и Аральское моря и другие водоемы нашей страны. При урожае растений 20 граммов на квадратный метр водной поверхности в сутки, за летний вегетационный период с одного гектара можно собирать до 24 тонн биомассы. Ее переработка в метантенках даст 12 тысяч кубических метров газа. Такие исследования активно ведутся по программе «Биосоляр».
Представьте себе узкий бассейн, над которым ослепительно сияют огромные лампы. На поверхности воды плавают притопленные корытца из пластика. В них вода заметно темнее и словно бы гуще, чем вокруг. Во всяком случае, такое складывается впечатление, хотя, со слов сопровождающего нас руководителя лаборатории, вода самая обыкновенная – из водопровода, только с добавками питательных солей.
Но вот он наклонился и, держась за поручень, зачерпнул пробиркой из корытца. На глаз зеленоватое содержимое пробирки казалось совершенно однородным. Лишь под микроскопом удалось разглядеть, что вода кишит крошечными организмами.
Эти одноклеточные водоросли и есть основной «механизм» установки. Именно они потребляют питательные вещества, содержащиеся в субстрате, и под ярким светом быстро размножаются. Время от времени «бульон» из корытец разреживают, откачивая излишек в уже знакомый нам метантенк. Здесь идут реакции брожения, и вот, пожалуйста, из металлического баллона начинает выходить биогаз.
В лаборатории подсчитали: если выстелить подобными корытцами, или, как их здесь называют, фотосинтетическими блоками, поверхность Аральского моря, то можно обеспечить всю нашу страну топливом, которое даст тепло и электроэнергию для всех нужд. Фантастика?.. Пока – да. Но фантастика, основанная на точном расчете. Исследователи показывают карту земного шара, где отмечены наиболее выгодные места для создания подобных плантаций. По оценкам, с них можно собирать урожаи более 300 миллиардов тонн условного топлива в год. Это примерно в 15 раз больше, чем понадобится человечеству в 2000 году!
И наконец, бактерии можно использовать и для повышения эффективности обычных нефтепромыслов. Мы уже знаем, что при нынешних методах добычи значительная часть нефти так и остается в земных недрах. А вот если запустить в отработавшую свое скважину работников-невидимок, то они очень быстро переведут оставшуюся нефть в биогаз, и старые месторождения обретут новую жизнь.
Золото для партии
Быть может, о нем, этом дьявольском металле, и не стоило бы говорить отдельно. Как вы убедитесь сами из изложенного ниже, тема вроде бы несколько выходит за рамки данной книги. И все-таки…
«Пишу вам вот по какому поводу. Вышел у нас тут спор. Один из моих одноклассников вычитал, что нацистское золото, которое не столь давно было обнаружено в швейцарских банках, в основном получено в результате переплавки зубных коронок, мостов, изъятых у узников концлагерей, а также золотых украшений, отнятых у населения оккупированных стран. Другой стал ему возражать: зачем это, дескать, немцам надо было? Культурная высокоразвитая нация, отличные химики… Они еще в 20-е годы научились добывать золото из морской воды, а то и просто пускают на переработку сточные воды. А потому и сумели так быстро восстановить свое хозяйство и после Первой мировой войны и после Второй. Это только мы, валенки, по-прежнему продолжаем добывать золото по старинке – из золотоносных песков да горной породы…»
Ну а дальше в читательском письме следовала дежурная просьба ответить, кто из двух спорщиков прав.
Прочел я это послание и задумался: коротка все-таки людская память. Еще ходят по земле последние выжившие узники тех страшных лагерей, а молодое поколение уже спорит, было то или не было… Ну что же, давайте попробуем проследить хотя бы частично историю нацистского золота.
Доцент Тамбовского института химического машиностроения Евгений Капитонов как-то рассказал такую историю.
Двадцать восьмого июня 1919 года был подписан Версальский договор, которым Германия обязывалась выплатить победителям репарации. В мае 1921 года на Лондонской конференции была установлена общая сумма – 132 миллиарда золотых марок. Сумма эта была непомерной. Она соответствовала 50 000 тонн золота, что составляло в то время почти две трети всего мирового запаса этого металла. Где взять столько?
И тогда на выручку своей родине поспешил известный немецкий физико-химик Фриц Габер. Он был своеобразным явлением в немецкой науке. Человек, о котором позже скажут, что он спас миллионы людей от голодной смерти и сотни тысяч из них обрек на смерть от удушья. Специалист, получивший Нобелевскую премию за разработку промышленного метода синтеза аммиака, необходимого для производства минеральных удобрений, ничтоже сумняшеся организовал и производство ядовитых газов для военных целей, за что, собственно, и был включен в число 895 главных военных преступников, прегрешивших против законов и правил войны, международных обычаев и святости заключенных договоров в период с 1914 по 1918 год.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61