Реклама
Водород не сможет обеспечить безуглеродное будущее, если его собственное производство не будет декарбонизировано.
Возможности водорода как безуглеродного бензина захватили воображение специалистов в этой области.
Помимо того, что это дети, необходимо признать, что в настоящее время большая часть производимого в мире водорода зависит от нерационального использования ископаемого топлива. Из-за этого производство водорода ежегодно приводит к выбросам 830 мегатонн (Мт) CO2. Для сравнения, если бы сегодняшняя водородная промышленность стала отдельной страной, она заняла бы шестое место по объему выбросов в королевстве.
Традиционно водород производился для использования в областях, аналогичных нефтехимической и химической промышленности. Задача, стоящая перед водородной экономикой и поддерживающей её инфраструктурой, заключается в обеспечении производства безуглеродного водорода более дешевым, масштабируемым и надежным способом. Именно здесь новые знания могут сыграть ключевую роль на всех этапах строительства, транспортировки, хранения и конечного использования.
Производство экологически чистого водорода
В настоящее время, пожалуй, наиболее распространенным способом получения водорода является паровая конверсия метана (ПКР) из ископаемого топлива. К сожалению, это влечет за собой значительные выбросы углекислого газа. Фактически, использование ПКР приводит к выбросу немного большего количества CO2, чем производство бензина.
Но существует и безуглеродная альтернатива. Будущее водорода лежит в электролизе воды, работающем на безуглеродном источнике энергии, таком как фотоэлектрическая электростанция, для производства “зеленого водорода”. Однако, по данным зарубежной энергетической компании (МЭА), электролиз обходится примерно вдвое дороже, чем паровой метанолиз. Мы должны снизить эту цену. Такие мощности позволяют масштабировать электролизеры до многомегаваттных установок. Также возможно размещение площадок с доступом к безуглеродной энергии.
Существуют навыки, позволяющие повысить эффективность электролиза за счет тщательного проектирования и управления электрическим устройством. Это не только снижает наиболее эффективные дозы, но и повышает безопасность и надежность процедуры.
Чтобы продемонстрировать осуществимость проекта, компания ABB совместно с одним из первых пользователей в США разработала полную электрическую схему для двух недавно открытых заводов по электролизу водорода в Нью-Йорке и Джорджии. Кроме того, двигатели и приводы ABB будут играть ключевую роль в сжатии топлива для транспорта. Завод будет производить в общей сложности 600 тонн экологически чистого водорода в день, компенсируя примерно 1700 тонн выбросов ископаемого топлива в секторах логистики и транспорта.
Проектирование водородной инфраструктуры
Запуск водородной экономической системы — задача непростая. Для обеспечения масштабного производства водорода также потребуются недорогие местные предприятия и строительство новых промышленных объектов, напоминающих резервуарные парки. Интеграция водорода в существующую трубопроводную инфраструктуру обеспечит экономическую целесообразность, поскольку на ранних этапах развития она, вероятно, будет транспортировать основную часть водорода.
Хранение водорода также требует специальных знаний и глубокой экспертизы, учитывая, что защита имеет первостепенное значение, поскольку газы должны храниться в высокой концентрации. Например, компания ABB предоставляет решения в области автоматизации, электрификации и контрольно-измерительной аппаратуры для пилотного проекта в Австралии, который может послужить образцом для промышленной транспортировки бензина. После получения водорода в процессе газификации бурого угля его можно сжижить и отправить в Японию на первом в мире специализированном водородном судне.
Еще одним фундаментальным элементом водородной экономической системы является конечное потребление. Повышение эффективности и снижение тарифов также будут стимулировать инвестиции в эту область, и топливные элементы являются одним из примеров этого. Текущие тарифы составляют около 1 триллиона долларов США за кВт, а опыт применения передовых технологий позволяет снизить стоимость заправки до 180 долларов США за кВт. Необходимо усовершенствовать конструкцию газовых элементов для дальнейшего снижения цен, несмотря на то, что значительные скидки на заправку возможны за счет эффекта масштаба. Аналогичный эффект масштаба достижим и на водородных заправочных станциях для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
Будущее водорода приближается.
Большая часть технологий и инфраструктуры, необходимых для водородной энергетики, уже существует сегодня. Для развития системы финансирования водородной энергетики мы должны продолжать опираться на эти проверенные основы, чтобы обеспечить устойчивость, декарбонизацию и экономическую жизнеспособность каждого звена в цепочке ценообразования – от производства до распределения, хранения и использования.
Узнайте больше о том, как ABB использует рост для обеспечения устойчивого развития в будущем, здесь.
