Иной — чистой! — становится благодаря водороду металлургия. На Всемирном электротехническом конгрессе 1977 года в Москве академик Рыкалин выступил с докладом «Термическая плазма в металлургии и технологии». Он рассказал, что плазма с температурой десять — пятнадцать тысяч градусов намного ускоряет процессы химического взаимодействия, и они длятся уже не минуты, не секунды, а тысячные доли секунд. Плазму получают в плазмотронах — приборах (впрочем, скорее даже установках, ибо трудно назвать прибором вещь, развивающую, пусть кратковременно, свыше тридцати мегаватт), где на газ воздействует электрическая дуга или мощный поток радиоволн подходящей частоты. Их энергия сдирает с атомов электронные оболочки, возникает смесь ионов и электронов — плазма. И вот такой поток водородной плазмы предлагается использовать для прямого превращения руды в металл, минуя доменный процесс. Преимуществ множество. Отпадает нужда в коксе, то есть в самом дорогом угле и не менее дорогой его переработке на кокс. Можно обойтись без агломерации руды, без ее спекания в достаточно крупные куски (иных домна не любит), — наоборот, именно мелкая, почти пылевидная руда наиболее подходит для новой технологии.
В энергетике, понятно, водород должен вытеснить все иные виды топлива. Тепловые электростанции освободят наконец железные дороги от перевозок угля и мазута, землю — от золоотвалов, воздух — от гари. Но дальше начинается самое интересное. Выясняется, что водород способен стать конкурентом линий электропередачи! По расчетам американских специалистов, водород переносит по трубам более дешевую энергию, чем такой же мощности кабель переменного тока. Сейчас во многих домах электрические плиты установлены на место газовых. Не исключено, что через пару десятков лет произойдет очередная метаморфоза, и газовые, теперь уже водородные плиты снова вернутся в квартиры. А если расстояние равно девятистам километрам, водородопровод эквивалентен ЛЭП переменного тока напряжением полмиллиона вольт — линии, обычной у нас для связи отдельных энергосистем между собою. То есть во многих случаях потребуется считать и считать, прежде чем решиться на тот или иной вариант.
Откуда возьмется водород? Пока что мы обходили этот вопрос, но ведь действительно: нельзя же его добывать так, как сейчас, — сжигая природный газ или разлагая воду электрическим током. И тот и другой способы крайне невыгодны для крупномасштабного производства водорода. К счастью, есть более рациональные способы. Один из них — разложение воды с помощью катализаторов, веществ очень доступных: угля и окиси железа. Трудность, правда, в том, что реакция идет при температурах от двухсот пятидесяти до тысячи четырехсот градусов, в зависимости от стадии (она многостадийна). Но мы уже знаем, что сжигать топливо не станем: тепло должна дать атомная энергия, к которой мы наконец подобрались вплотную. Речь идет о высокотемпературных ядерных реакторах.
В обычных атомных установках тепло из активной зоны реактора переносит вода, порой — легкоплавкий металл. Температуру таких теплоносителей выше пятисот градусов не поднимают, нельзя. А в высокотемпературных системах вместо этих веществ циркулирует гелий. Значит, есть возможность и теоретически и практически поднять температуру теплоносителя до тысячи, а иногда даже до тысячи двухсот градусов. Высокотемпературные реакторы поднимают тепловой КПД атомной станции до пятидесяти процентов — величины, абсолютно недостижимой для обычных АЭС и ТЭС.
Но это только начало. Суть дела в том, что высокотемпературные реакторы и работающие на их основе атомные электростанции превратятся в центры, вокруг которых станут группироваться энергоемкие производства, требующие и электричества и тепла. Именно здесь целесообразно разместить заводы, синтезирующие из угля жидкие и газообразные углеводороды, разлагающие воду на водород и кислород с помощью угля. Здесь встретится с атомной энергией плазменная технология.
Реактор нагреет теплоноситель до температуры, близкой к тысяче градусов, а остальные градусы, нужные, чтобы пошло разложение воды, даст плазмотрон, — например, радиочастотный. А уж выработанным водородом мы градусах при восьмистах получим из руды чистейшее железо, без всяких примесей вроде фосфора, обычно попадающего в металл из кокса. Никель, кобальт, вольфрам, молибден — множество тугоплавких и крайне нужных поэтому металлов будут выходить из водородной плазмы в виде порошка. А порошок!.. Из порошка (который сейчас получают по сложной и крайне энергоемкой, многоступенчатой технологии — а потому получают мало), как известно, не составляет труда сделать самую сложную деталь совершенно без отходов, просто спекая порошок в печи. То есть с приходом водорода иным становится и машиностроение!
Вполне возможно, что подобные фабрики водорода станут располагать где-нибудь на островах в морях и океанах. Сырья — воды — сколько угодно, никаких трудностей с охлаждением, а побочным ценным продуктом станут растворенные в морской воде вещества. Не окажется ли в этом случае рентабельной добыча полезных ископаемых из морской воды? Туда, на остров, — ядерное горючее, запасные части, товары для обслуживающего персонала, а обратно — чистое горючее и металлы, соли, кислоты… Найдется работа для танкеров, которые уже сейчас во множестве стоят на приколе, — памятники несбывшимся надеждам на бездонность земных недр. А выработанный кислород поступит в атмосферу, навсегда ликвидировав угрозу кислородного голода планеты. Да и с углекислым газом, этим опасным плодом промышленной деятельности, удастся покончить.
Да и надо ли вообще ждать, пока высокотемпературные реакторы станут наряду с низкотемпературными (более дешевыми, а потому прочно стоящими на своих позициях и в будущем) главным элементом промышленно-энергетических комплексов? Почему бы не начать вырабатывать водород уже сегодня, прибегнув к тривиальному электролизу воды? Слов нет, КПД процесса низок, — но ведь и электроэнергию в провалах графика некуда девать. Предлагается поэтому строить не только ГАЭС, сооружение которых займет годы, но и электролизные цеха, благо все элементы такой системы, вплоть до мощных электролизеров, хорошо известны. А когда наступит пик нагрузки, в газовых турбинах (именно они — наиболее перспективные двигатели для пиковых станций) сожгут водород, а не жидкое углеводородное топливо. Со многих точек зрения такой проект выглядит выгодным, в том числе и потому, что удастся с лучшим счетом вести игру против времени, постоянно усугубляющего наши топливные трудности, поскольку заводы работают как прежде, а транспорт возит созданное как всегда.
Чем дальше, тем плотнее мы с вами влезаем в атомную технологию, — что ж, хорошо, надо же чем-то достойным закончить наш путь по проблемам энергетики. Ведь именно на АЭС возлагаются самые большие надежды, хотя в масштабе планеты эти станции занимают пока очень скромное место, покрывая лишь около двух процентов общих энергетических потребностей. В самом начале их строительства казалось, что они быстро станут счастливыми соперниками и даже победителями всех остальных. Потом встретились неожиданные трудности, темпы атомизации отошли от первоначальных наметок. В 1972 году вошло в строй лишь семнадцать тысяч мегаватт — втрое меньше официальных прогнозов. Все обостряющиеся требования к радиационной безопасности увеличили сроки строительства с пяти лет до девяти и даже одиннадцати. Сыграло свою роль общее ухудшение экономической конъюнктуры на капиталистическом рынке энергетики (кое-где энергоснабжающие компании оказались с неиспользованными резервами мощности, достигающими тридцати процентов!). Повлияли помехи, чинимые всякого рода «борцами против атомной энергетики», за спиной которых стоят владельцы обычных ТЭС и нефтяные монополии, опасающиеся потери доходов. Даже перед лицом энергетического кризиса капитализм оказывается не в состоянии развивать свою энергетику так, как этого требует наука. Все диктуется соображениями прибыльности… Конечно, нельзя сбрасывать со счетов и объективные трудности: скажем, проблему захоронения радиоактивных шлаков — отходов ядерной энергетики. Опасно и то, что расщепляющиеся материалы чем дальше, тем с большей вероятностью могут попасть в руки безответственных экстремистов, которые смогут сделать атомную бомбу буквально в домашних условиях. Однако из этого можно сделать и иные выводы: не прекращать развитие ядерной энергетики, а принимать усиленные меры безопасности.