PostaНаука. «Голубой водород» — ради голубого неба: в чем перспективность водородной энергетики
Словосочетание «Водородная энергетика» — лакмусовая бумажка для выявления тех, кто интересуется экологически чистыми видами топлива и ратует за светлое и чистое низкоуглеродное будущее нашей планеты. И самые продвинутые и совестливые подробно изучают эту во многих отношениях не освоенную для мира отрасль — а самые активные уже делают в ней заметные успехи. В рамках серии совместных материалов с Госкорпорацией «Росатом» предлагаем разобраться в том, как и где можно использовать водород и как он может изменить будущее нашей планеты.
Водород — самый распространенный элемент на поверхности Земли и в космосе, а водородная энергетика основана на использовании водорода в качестве энергоносителя и как компонента технологических процессов. В чем его преимущества?
- Водород как топливо экологичен, так как при использовании водорода в качестве энергоносителя отсутствуют выбросы углекислого газа: в результате использования водородного топлива образуется вода.
- Водород можно получать из различных источников — из воды, углеводородов, органических материалов.
Водород:
Я — важнейший элемент,
Без меня и Солнца нет.
Я — без запаха и цвета,
Легче газа в мире нету.
Я вхожу в состав воды,
Нефти, всяческой еды.
На планете я пришелец,
Космос — вот где я умелец.
Я — источник света звезд,
Жизнь на Землю я принес,
И в таблице элементов,
Попрошу заметить, первый!
(из театрализованного представления «Кто в таблице всех главнее?» С. Г. Такташевой, учителя химии школы в Иркутской области)
Технологий производства водорода несколько — и в зависимости от технологии «готовый» водород делят на «зеленый», «голубой», «бирюзовый», «желтый», «серый» и «коричневый».
«Серый» водород производят путем паровой конверсии метана: сырьем служит природный газ — в данном случае все вредные отходы выбрасываются в атмосферу.
«Коричневый» (или «бурый») водород получают путем газификации бурого угля — этот процесс также нельзя назвать экологичным.
«Голубой» водород производят из природного газа. В этом случае выделяется углекислый газ, но его улавливают при помощи специального оборудования и аккумулируют в хранилищах (например, на месте отработанных нефтегазовых месторождений, которые у нас есть в Поволжье, Башкирии, на Северном Кавказе).
«Бирюзовый» водород получают прямым пиролизом природного газа.
«Желтый» водород (иногда называют «розовым» или «красным») получают путем электролиза воды с использованием электроэнергии, произведенной на АЭС.
«Зеленый» водород получают из возобновляемых источников энергии путем выработки электроэнергии. Себестоимость такого водорода сравнительно высока.
Госкорпорация «Росатом» специализируется на экологически чистых ядерных технологиях производства. Можно проводить электролиз с использованием энергии действующих АЭС с водо-водяными реакторами и использовать высокотемпературные газовые реакторы для производства высокопотенциального тепла для производства водорода методом конверсии метана.
Одним из главных водородных «мест силы» станет Комплекс на базе Кольской АЭС: на этой пилотной площадке планируется сооружение Стендового Испытательного Комплекса (СИК) по производству водорода, который введут в эксплуатацию в 2025 году. А еще появится Водородный кластер на Сахалине: центральным предприятием станет завод по производству водорода путем паровой конверсии метана (предполагается, что здесь можно будет производить 30−100 тыс. тонн «голубого» водорода в год).
Транспорт
Водород может быть использован как топливо для общественного и личного транспорта. У «КамАЗа», например, уже есть пилотный Водоробус, Aurus на выставке «Иннопром» показал пилотный водородный седан c запасом хода в 600 км, а в Красноярске обсуждают возможность перевода на водородное топливо городских автобусов. Для Сахалина «Трансмашхолдинг» к 2024 году планирует изготовить водородные поезда, соответствующее соглашение подписали в 2019 году участники проекта — компании РЖД, «Трансмашхолдинг», Росатом (отвечает за производство и поставку водородного топлива, а также организацию и эксплуатацию систем заправочной инфраструктуры) и администрация Сахалинской области. И если старт будет удачным, проект можно будет масштабировать по всей стране.
Энергетика
А у нас в квартире газ. А у вас? — А у нас водород. Вот. Мы немного искажаем стихи Сергея Михалкова, но водород действительно можно использовать и для электроснабжения — в основном, конечно, производственных мощностей. Также существуют технологии питания электролизеров от солнечных панелей, которые при помощи специальных фотоэлектрических панелей передают мощность на аккумулятор, оснащенный электролизером. Такие панели могут производить, хранить и затем конвертировать водород в электрическую энергию.
Промышленность
В металлургии водород можно использовать для декарбонизации предприятий. Так, водород на производстве может заменить природный газ при прямом восстановлении железа (что позволяет значительно снизить выбросы СО2) и нефтяной кокс. Также водород применяют в нефтехимии, в электронной промышленности и других отраслях — он является важным элементом технологического процесса.
Работы много, многие проекты находятся на стадии разработки, но уже сегодня ясно: как чистый и безопасный энергоноситель водород поможет сократить выбросы углекислого газа в атмосферу — и эксплуатация природы человеком выйдет на более здоровый и приемлемый уровень.
Реклама. www.myatom.ru
Токен (erid): 4CQwVszH9pQPMXyZxdK
