Болгарские ученые разрабатывают технологию уменьшения содержания сероводорода в Черном море

Любители прекрасных пляжей по побережью Черного моря едва ли подозревают, что оно скрывает огромную тайну. Все дело в том, что жизнь в Черном море есть только в самом верхнем слое, глубина которого не более 150 метров. Глубже уже начинаются огромные толщи сероводорода, в которых размножаются только микроорганизмы, приспособленные к жизни без кислорода.

Вредный газ, как результат процессов гниения, наслаивался там веками. Возможно ли как-то устранить или, хотя бы, сократить количество сероводорода в Черном море? Ученые давно задаются этим вопросом и пытаются найти решение. Тем более что вредный для моря газ содержит полезный элемент водород, который на сегодняшний день считается перспективнейшей альтернативой топлива. Задача совсем не легкая для решения, заявил в интервью „Радио Болгария” проф. Венко Бешков, директор Института инженерной химии при Болгарской академии наук, который является координатором международного проекта по извлечению сероводорода в Черном море и добыче энергии из него. В проекте участвуют ученые и из других двух черноморских стран – Румынии и Грузии. Проект получил финансирование по седьмой рамочной программе научных исследований ЕС.

Количество сероводорода в черноморских водах таково, что он может считаться неисчерпаемым энергетическим источником. Предполагается, что его общее количество составляет около 5 млрд. тонн, что равнялось бы приблизительно 9 млрд. МВт/ч энергии. При сжигании водород преобразуется в воду и возвращается обратно в круговорот Земли, притом не выделяя вредных веществ во время горения. В лабораторных условиях разложение сероводорода происходит намного легче, чем разложение воды, а полученные элементы – водород и сера, могут найти полезное применение. Гораздо сложнее, однако, стоит этот вопрос в реальных условиях вод в Черном море, прежде всего с точки зрения его экономической целесообразности. Количество сероводорода в Черном море такое огромное, что его устранение имело бы смысл только в том случае, если будет найден метод, который хотя бы покрывал все расходы.

В чем, собственно, проблемы?

В отличие от берегов Черного моря возле Турции или Грузии, которые очень крутые, с огромными толщами рядом с сушей, болгарский и румынский шельф более пологий и полон жизни. Глубины, с которых начинается сероводородный слой, уходят далеко в море. Это хорошо для туристов, но превращается в серьезную экономическую проблему для ученых. Эвентуальная добыча энергии из сероводорода должна производиться на глубоко вдающейся в море специальной платформе, а добытый водород необходимо транспортировать на 30-40 км от берега. По этой причине болгарские ученые ищут решения, которое отличалось бы от простоты электролиза сероводорода на месте до получения водорода. „Необходимо больше энергии для электролиза морской воды, чем та, которую мы могли бы добыть от полученного водорода”, ‒ объясняет проф. Бешков. Поэтому он предлагает другое решение.

„Моя идея заключалась в том, чтобы использовать сероводород не для прямого получения водорода путем электролиза, как это мог бы любой предположить, а

Проф. Венко Бешков

использовать напрямую сероводород для добычи электроэнергии. Затем, с помощью этой энергии, произвести электролиз морской воды и получить водород”.
Так осуществляется процесс самостоятельной подпитки энергией на месте, прямо с моря. Вопрос в том, как именно может получиться энергия из сероводорода. Проф. Бешков уже разработал технологию для этого. „Все происходит в устройстве, известном как топливный элемент или топливная клетка, ‒ объясняет химик. – Она представляет собой аппарат, в который поступает топливо, в нашем случае это сероводород и окислитель. В результате химической реакции получается электроэнергия, посредством которой мы уже можем разложить воду. Хорошо в данном случае то, что мы используем готовую энергию, т.е. энергию имеющегося сероводорода. Выглядит заманчиво, но есть у этой теории и свои подводные камни”.

Каковы они? О первом мы уже сказали – это огромные толщи, с наибольшей концентрацией сероводорода, которые расположены вдалеке от болгарских берегов. С этой целью предусматривается использование экспериментальной установки на научном корабле, принадлежащем Институту по океанологии при БАН в Варне, который также участвует в проекте. Его ученые определят самое подходящее место в море для проведения эксперимента. С этой целью они исследуют распределение количеств сероводорода в болгарской акватории, а также точный химический состав морской воды в глубинах.

Другая проблема заключается в хранении и транспортировке полученного в открытом море водорода к берегу. Трубопровод в данном случае не подходят из-за сильной химической агрессивности водорода с одной стороны, и высокой себестоимости сооружения – с другой. К счастью, существуют и не столь современные технологии „складирования” газов.

„Мы занимаемся разработкой технологии улавливания водорода и его складирования в веществах, которые обладают свойством крепко удерживать его, а после легкого нагревания, снова освобождать его, ‒ говорит проф. Бешков. – Мы изучаем возможность „складирования” водорода в сплавах из легких металлов, которые могут быть перемещены в контейнеры под давлением и таким способом транспортированы к берегу”.
В течение следующих приблизительно трех лет, ученым предстоит проверить, сможет ли эта теоретическая конструкция „проработать” в море, а также выяснить будет ли она экономически выгодно.

„Мы могли бы остановиться даже только на производстве энергии из сероводорода и не переходить на следующий этап – получение водорода, ‒ говорит проф. Венко Бешков. – Но как с пользой использовать эту энергию на месте? Какое полезное применение может быть вдали от берега? Наш румынский партнер предложил использовать этот метод для обеспечения энергопитанием промышленных систем управления на их нефтяных платформах. Т.е. нам не надо производить водород, который складировался и транспортировался бы на берег, просто нефтяная платформа сама воспользуется энергией сероводорода, что мы считаем неплохим решением”.

Что касается решения главной проблемы – очищения Черного моря от сероводорода, то, по его словам, поводов для оптимизма мало:
„Мы пытаемся спасти море от накопления все большего и большего количества сероводорода. Но пока наши масштабы и возможности работы ничтожны по сравнению с этим огромным ресурсом”.

Перевод Снежаны Никифоровой