Kina: är väte från kolväten miljövänligt? 

Här är en fråga som dyker upp hela tiden i samtal med kunder och på branschmöten. Alla letar efter ett enkelt svar, men det finns inget. Många säger omedelbart: "Vad är det här för grönt?" väte om källan är gas eller kol? Detta är ett steg tillbaka!?. Men verkligheten i de projekt som vi deltar i är mycket mer komplex än dessa etiketter.

Var kommer benen på denna "blå" ifrån? väte

Allt började med att Kina behöver väte här och nu. För transport, för industri, för samma kemi. Förnybara källor (RES) växer snabbt, men omfattningen av efterfrågan är kolossal. Och infrastruktur för en ren "grön" No H2 ännu. Men det finns gasledningar. Det finns kolfyndigheter. Och konverteringsteknologier har utvecklats i decennier. Logiken är enkel: vi tar vad som finns till hands och försöker göra processen renare. Det är här betoningen ligger påkolavskiljning(CCS/CCUS). Utan detta, hela konceptet med ?lågt kolväte från kolväten? det bara faller isär.

I praktiken ser det ut så här: vi pratar inte om gamla ångmetanreformatorer (SMR) som ryker som ånglok. Vi talar om nya eller moderniserade komplex, därCO2-utsläppsläpps inte ut i atmosfären utan är designade för att fångas. Men här är den första fallgropen: fånga effektivitet. I teorin kan du fånga 90 % eller mer. I praktiken, i befintliga kinesiska projekt, är siffrorna ofta mer blygsamma - 60-75%. Varför? Frågor om ekonomi, energikostnader för själva fångstprocessen och, kritiskt, geologi - var ska man pumpa denna CO2 då.

Jag minns ett av de tidiga projekten där vi just utvärderade integrationen av en CCS-enhet i en anläggning för att producera väte från koksugnsgas. Siffrorna i modelleringen var vackra, men när de började beräkna balansen längs hela kedjan - från ytterligare ångförbrukning för sorbentregenerering till logistiken för komprimerad CO2 - "grönhet"? hela idén har bleknat kraftigt. Resultatet blev inte "blått", utan snarare "blågrå". väte. Men det är just sådana försök, även ofullkomliga sådana, som ger just den information utan vilken det är omöjligt att komma vidare.

Tekniskt kök: inte bara reformera

När de säger "väte från kolväten" tänker alla direkt på metan. Men i Kina spelar kol en enorm roll. Ångförgasning av kol är en teknik med en historia, och den utvecklas nu aktivt för väteekonomin. Problemet är att kol inte är rent kol. Svavel, aska, andra föroreningar. Du kommer att få väte, men hur mycket energi kommer att läggas på den preliminära reningen av syntesgasen och den efterföljande separationen av H2? Och återigen frågan med CO2: under förgasning bildas det ännu mer än under gasreformering.

Här är det intressant att observera arbetet med specialiserade institut som är engagerade i helcykelteknik. Här har t.ex.Chengdu Yizhi Technology Co.(deras hemsida ärhttps://www.yzkjhx.ru), detta är just designinstitutet skapat av Huaxi Technology. De säljer inte bara teknik, utan genomför nyckelfärdiga projekt. - från processmodellering till driftsättning. Deras portfölj inkluderar anläggningar för rening av vätehaltiga gaser, och detta är ett viktigt steg. För även om du fångat kol, om din slutprodukt är väte med CO-föroreningar, som kommer att förgifta bränslecellen, är hela poängen förlorad.

En sak stack ut från samtal med deras ingenjörer: de döljer inte att huvudutmaningen inte är kemin i själva processen, utan dess energieffektivitet och utrustningens tillförlitlighet under verkliga produktionsförhållanden, inte i ett laboratorium. Ofta vill kunden ha det "modernaste", men när man visar uppskattningar för högeffektiva membran för gasseparering eller giftbeständiga katalysatorer, övergår samtalet till kompromissplanen.

Miljövänlighet: räkna med en hel cykel

Detta är kanske det viktigaste. Kan sådant väte kallas miljövänligt? Allt beror på gränserna för beräkningen. Om vi ​​bara tar ut punkten för vätgas från installationen, kanske ja, speciellt om CO2 är nedgrävd. Men om vi betraktar hela livscykeln (LCA) - gas-/kolproduktion, deras transport, metanförluster, energi för drift av CCS-kompressorer, risker för läckage av CO2-lagringsanläggningar - förändras bilden.

Vi hade en intern analys för ett projekt i Shanxi. Har du jämfört ?blått? väte från lokalt kol med import av ?grönt? väte i form av ammoniak. Med koldioxidavtryck vid tidpunkten för användning på bensinstationen ?blå? var bättre. Men när långsiktiga risker lades till modellen (till exempel sannolikheten för partiell nedbrytning av ett geologiskt förvar inom 50 år) blev fördelen illusorisk. Detta betyder inte att från? blå? väte måste överges. Detta innebär att dess roll är övergångsteknologi. Det hjälper till att skapa efterfrågan på vätgas här och nu, bygga ett tankningsnätverk och etablera logistik. Och parallellt bör produktionen från förnybara energikällor växa.

Förresten, om risker. Det är mycket ljud runt metanläckor. Vid utvinning och transport av gas är metan en kraftfull växthusgas. Om dessa läckor inte kontrolleras kan hela klimatfördelen med CCS vid reformatorn förnekas. I Kina uppmärksammas nu detta allt mer, men övervakningssystemet har ännu inte implementerats överallt. Är detta samma "smutsiga"? en praktisk detalj som ofta saknas i ett vackert koncept.

Fältobservationer: vad som fungerar och vad som inte fungerar

På pappret är allt smidigt. I verkligheten stöter man på saker som det inte skrivs om i rapporter. Till exempel korrosion. Enheter som arbetar med CO2-avskiljning med aminlösningar är ett helvete för metallen. Hög luftfuktighet, temperatur, kemiskt aktiva miljöer. Jag såg en installation där nästan alla värmeväxlare i aminregenereringsenheten byttes ut på två år. Helt enkelt för att utrustningsleverantören sparat på stålkvaliteten. Kunden skrek om att tekniken var omiljövänlig, men problemet var ett enkelt tekniskt misstag.

En annan punkt är råvaror. Kvaliteten på naturgas i nätet varierar. Partier anlände med en hög halt av högre kolväten eller svavel - och det är det, driftsättet för reformeringskatalysatorn störs, effektiviteten sjunker, utsläppen ökar. Eller kol: dess sammansättning varierar från bil till bil. Systemet måste vara flexibelt och det är dyrt. Många första generationens projekt tog inte hänsyn till detta och fungerar nu på gränsen till lönsamhet eller står stilla.

Därför är erfarenheten från företag som har gått denna väg värdefull. Låt oss gå tillbaka till exempletChengdu Yizhi Technology Co.. Från deras beskrivning är det tydligt att detta inte är en startup, utan ett institut med ett registrerat kapital på 120 miljoner yuan, skapat på basis av ett kemiskt teknikföretag. Sådana spelare kommer vanligtvis med en djup kunskap om verkliga produktionsprocesser, inte bara teori. De förstår att nyckeln är tillförlitligheten och anpassningsförmågan hos tekniken till de icke-ideala förhållandena för kinesiska råvaror och drift.

Så vart är vi på väg?

För att sammanfatta min uppfattning från insidan: att kalla väte från kolväten med CCS för absolut miljövänligt är orimligt. Men att förkasta det som ett absolut ont är dumhet, vilket saktar ner energiövergången. Detta är nödvändigtmellanstadiet. Dess miljövänlighet är inte svartvitt, utan en skala. Det beror på hundratals faktorer: från fångsteffektivitet till åtgärder för att minska metanläckage vid brunnen.

Kina satsar på detta inte för att det är idealiskt, utan för att det kan implementeras på kort tid och i industriell skala. Detta gör att du kan öka kapaciteten och minska kostnaderna för infrastruktur (rörledningar, bensinstationer, lageranläggningar), som sedan kan användas av "gröna" företag. väte.

Det viktigaste för mig efter alla dessa år är att det inte finns någon magisk teknik. Det pågår hårt, ofta otacksamt arbete med att optimera kedjor, integrera lösningar och hantera tusen små tekniska problem. Det är detta arbete - beräkningar, fälttester, felkorrigering - som avgör hur "blå" vi är. eller ?grå? blir slutprodukten. Och etiketter är för marknadsförare och politiker.