- Проф. Бешков, във времена, когато се пропагандира добивът на ток от вятърни и слънчеви паркове, докъде стигна идеята ви за получаване на електроенергия от сероводорода в Черно море?
- С инж. Петко Петков, ентусиаст по темата, спечелихме проект от Иновационния фонд за оползотворяване на сероводорода от черноморските води. Проучването ни показа, че не е изгодно да разлагаме разтвора на сулфиди и сероводорода в черноморската вода с помощта на електролиза, защото разходите за нея са по-големи, отколкото добитата енергия във водорода. Тогава, през 2009-2010 година, ми хрумна идеята да използваме сероводорода като гориво в горивна клетка и да произведем енергия. Традиционната горивна клетка използва водород като гориво, при което става изгаряне на водорода в присъствие на кислород. Горенето е химичен процес, при който става окисляване на горивото до въглероден диоксид или друго вещество и се отделя топлина и светлина. В горивните клетки тази енергия се оползотворява като електроенергия. Полезната енергия не е механична, звук или светлина, а електроенергия, която се генерира в момента. Сероводородът или водородът в традиционния случай се пропуска през горивната клетка - това са две пространства, катодно и анодно, които са разделени с една мембрана, която пропуска йони. На двата електрода (на анода и на катода) протичат реакциите на окисление на горивото и редукция на кислорода. В резултат на тези химични реакции се генерира електродвижеща сила. Ако двата електрода се свържат през консуматор, протича ток и се използва електроенергията. Както в акумулатора на автомобила протича реакция между оловните плочи и кислорода и се получава енергия, която задвижва стартера и поддържа системите в автомобила.
- Как ще се изведе тази енергия?
- С проводници.
- Трябва ли да се постигне някаква температура, за да протече реакцията?
- Традиционните водородни горивни клетки работят при много висока температура - 500-600 градуса. Но във водна среда, в морето, реакциите протичат при обикновени условия, при стайна температура 20-25 градуса, а през зимата може и при 5-10 градуса. Така че не се налага да хабим енергия, за да поддържаме висока температура.
- Изгодно ли ни е да произвеждаме ток от сероводорода в морето. С какъв ресурс разполагаме?
- Според стари данни в морето имаме 4,6 млрд. тона сероводород, които всяка година се увеличават с няколко милиона тона, което показва, че процесът на замърсяване на Черно море продължава. От друга страна, това е устойчиво доставяне на гориво за процеса, тоест то няма да се изчерпи. Още повече че тези 4,6 млрд. тона сероводород се равняват на 30 000 тераватчаса електроенергия. А потреблението на България в последните години е около 30 тераватчаса, което е 1000 пъти по-малко. Това показва, че източникът е огромен и практически неизчерпаем. През 2011 г. спечелихме конкурс за откриване на начини за оползотворяване на сероводорода в Черно море по 7-а рамкова програма ЕRA.NET. Условието беше в консорциума да участват две страни от ЕС и една черноморска страна извън общността. Направихме екип от румънски, грузински и български учени и работихме три години по проекта. Румънецът се оказа, че е банатски българин и си говорихме с него и на български. Член на екипа беше Институтът по океанология към БАН във Варна. Той ни предостави данни за количествата сероводород, местоположението и дълбочините, на които се намира, за да си направим сметката. Качихме нашата инсталация на техния кораб, за да проверим нейната работа при вземане на морска вода на големи и по-малки дълбочини. Направихме лабораторни изследвания в реални условия и съгласно европейската номенклатура постигнахме ниво на технологична готовност НТГ5. Впоследствие решихме проблема с неравномерната на места плътност на сероводорода в морето и вече сме постигнали резултат, който смятаме да внедрим в демонстрационния прототип, който предстои да изпробваме.
- В морето или на сушата?
- Би било добре в морето, обаче нямаме още съгласуване с колегите от Института по океанология. После това би било доста по-голяма инсталация от предишната, която изпробвахме при първата експедиция в морето. За използване на кораб за експедиция в новия проект са необходими подходяща инфраструктура на кораба, подходящи метеорологични условия, защото през август морето започва да става бурно и не може да се излиза на големи дълбочини. Като запасен вариант сме предвидили да работим на сушата с води, съдържащи сероводород. Това са минерални извори, отпадъчни води от някакви производства, които съдържат сулфиди. Така ще изпробваме инсталацията в реални условия, без да ходим в морето. Ако се окаже успешно, тогава ще се прави по-голям проект, но в него вече трябва да се намеси държавата. Ще можем да убедим политици, инвеститори, администратори и всички останали в ползата от такъв проект.
- А сярата какво ще я правите?
- Процесът не стига до сяра. Сероводородът се окислява и „изгаря“ в горивната клетка до сулфатни йони, които са съставна част на морската вода.
- Тоест няма да има замърсяване?
- Няма да има замърсяване. Ще заустваме преработените води на по-големи дълбочини, където няма кислород. Бактериите, които живеят на тези дълбочини, използват сулфатните йони, за да дишат, и ги редуцират до сероводород отново.
- Значи става нещо като перпетуум мобиле.
- Перпетуум мобиле е невъзможно, но в нашия случай има външни фактори, които осигуряват затворен цикъл, така че да избегнем всякакви замърсявания на водата, след като
протече технологичният процес.
- На какви дълбочини може да се изгради инсталацията?
- Опитите на кораба бяха много полезни. Взимахме вода от дълбочина 1000 метра, където концентрацията на сероводорода е 10 грама на куб. м. Най-високата концентрация се намира в средата на морето, където дълбочината е 2200 метра, тоест в международни води. Докато сега се намираме в безспорната българска икономическа зона.
- Какво количество електроенергия би могло да се произвежда чрез такава инсталация?
- Намерението ни е да имаме инсталация с мощност 10 до 20 мВт, която да бъде балансираща мощност. Когато се появи нужда от допълнителна електроенергия, тя ще може да се включва веднага. Може би ще са съпоставими с водните ПАВЕЦ като времеви мащаб. Основното достойнство на такава инсталация е, че може много бързо да се включва и изключва.
- А ще добивате ли водород?
- Проектът, който спечелих навремето, имаше заглавие „Получаване на водород в сулфидни горивни клетки“. Още тогава беше предвидено това нещо. Ние щяхме да добиваме електроенергия, румънците щяха да използват тази енергия, за да получават водород, тоест идеята беше замислена още тогава. Може електроенергията, която получаваме без пари или много евтино, без да замърсяваме от горивни клетки в морето, да се пренася по кабел до брега, а там да се произвежда водород. Това е заложено в тогавашния проект. Заложено е като възможност и в сегашния демонстрационен прототип.
- Как ще коментирате идеята за използване на терена на комплекса „Марица-изток“ за фотоволтаични паркове и с тока от тях да се разлага вода и се получава водород, който да се транспортира по тръби до Европа? Няма ли да си предизвикаме нов проблем – недостиг на вода?
- Това е въпрос на баланс. С колегите от Института по електрохимия и енергийни системи при БАН ще работим по такъв проект. Нашата задача ще бъде получаване на биогаз от животински отпадъци (тор), слама и сено и от газа да произвеждаме електроенергия. Другият вариант е този биогаз, метанът, който е в него, да се подложи на конверсия до водород. Иначе при производство на водород от суровината вода с използване на слънчева и ветрова електроенергия наистина на пръв поглед става обезводняване. Въпросът е доколко, в какви мащаби ще се използва водата. Едно от големите достойнства и предимства на водорода спрямо другите горива е, че неговият отпадъчен продукт е вода. Той изгаря до водни пари. Ще вали дъжд и ще се възстановят водите. Тоест водните пари стават нова суровина за производство на водород и енергия. Цикълът е затворен. Въпросът е дали водородът, който се получава, ще се изгаря на място, за да се възстанови взетата вода или другаде и ще се наруши някакъв баланс. А също каква енергия се изразходва за производството на този водород. Но това е въпрос към хидролози и климатолози.
- Втурваме се да използваме водород като гориво в автомобилите...
- При неразумна употреба във водородни автомобили, които работят с водородни горивни клетки, в градската среда при тесни улици и големи задръствания трябва да се внимава да не се отделят много водни пари, въздухът да стане влажен и да се появяват локални микроклиматични ефекти. Имаше преди години такива опасения и изследвания. Навсякъде, където човекът се е набъркал, без да държи сметка за последиците и наруши чувството за мярка, може да има лоши последици. Това е околната среда – всички нейни компоненти трябва да са в хармония. Нарушиш ли баланса някъде, винаги избива на друго място.
- Как ще коментирате идеята за вятърни паркове в морето?
- Има изследвания за влиянията на вятърните турбини върху морската среда. На първо място от тях се влияят птиците, на второ - рибите, на трето - морските бозайници, ние си имаме делфини. И на четвърто – безгръбначните – раци, скариди и т.н. Според литературни данни оптималното местоположение на турбините в морето отговаря на 60 метра дълбочина. В нашия случай то е на около 30 километра от сушата във Варненския залив. Тоест туристите няма да гледат перки да им се размахват, защото са 30 километра навътре, далеч зад хоризонта. За птиците знам, че се придържат обикновено близо до сушата, за да могат да кацат, да почиват, да имат храна и едва ли биха се забили на 30 км навътре, така че за тях също не представлява опасност. За рибите, делфините и безгръбначните положението е друго. При нашата експедиция с кораба на 90 км навътре в морето скачаха делфини. Ако се смути миграцията на рибите, това би нарушило и жизнената среда на делфините, които се хранят с риба. Виждам отрицателен ефект. В литературата пише, че за раците можело да има и положителен ефект от турбините, тъй като те представляват някакви изкуствени рифове и острови, които щели да използват, което не мога да кажа – не съм зоолог. Не бих спекулирал с това нещо.
- А вашият проект ще пречи ли на някого?
- Азбучно правило е, че въздействие винаги има. Въпросът е дали е значимо или не. Тези инсталации трябва да бъдат разположени на разстояние, отговарящо на 1000 метра дълбочина, за да има значима концентрация на сероводород. Това разстояние е на 90 км от нос Галата, където бяхме с международния екип по проекта за сероводорода на Черно море. Не е толкова далече и не е близко, за да пречи много. Някои хора изказаха съмнение, че при транспортирането на електроенергията по кабел оттам можело да има загуби, които да обезсмислят производството й в морето. Тогава по-добре инсталацията да се използва като балансираща мощност, а основното предназначение да бъде производство на водород. Той ще се пренесе по тръбопровод или с контейнери... Както с танкери транспортират петрола и втечнения природен газ.
- Има ли някъде по света изпълнен подобен на вашия проект за добив на ток от сероводорода в морето?
- Не. Това е проектът на живота ми.
Това е той:
- През 1969 г. завършва Химическия факултет на СУ "Св. Климент Охридски"
- От 1972 г. работи в Централната лаборатория по теоретични основи на химичната техника при БАН
- Зам.-министър на околната среда (1991-1992)
- От края на 1993 г. е директор на Института по инженерна химия при БАН
- Основните му научни интереси са в областта на методите и технологиите за опазване на околната среда, инженерната химия и биотехнологиите
Таня Киркова
