Кітай: вадарод з вуглевадародаў - гэта экалагічна? 

Вось пытанне, якое ўвесь час усплывае ў гутарках з кліентамі і на галіновых сустрэчах. Усе шукаюць просты адказ, але яго няма. Шмат хто адразу кажа: «Які ж гэта «зялёны»? вадарод, калі крыніца - газ або вугаль? Гэта ж крок назад!?. Але рэальнасць праектаў, у якіх мы ўдзельнічаем, куды складаней гэтых ярлыкоў.

Адкуль наогул растуць ногі ў гэтага «сіняга»? вадароду

Усё пачалося з таго, што Кітаю патрэбен вадарод тут і зараз. Для транспарту, для прамысловасьці, для той жа хіміі. Аднаўляльныя крыніцы (ВІЭ) растуць хутка, але маштабы попыту - каласальныя. І інфраструктуры пад чысты? Зялёны? H2 пакуль няма. А вось газаправоды - ёсць. Вугальныя радовішчы - ёсць. І тэхналогіі канверсіі - адпрацаваны дзесяцігоддзямі. Логіка простая: бярэм тое, што пад рукой, і спрабуем зрабіць працэс чысцейшым. Адсюль і з'явіўся акцэнт наўлоўліванне вугляроду(CCS/CCUS). Без гэтага ўся канцэпцыя ?нізкавугляроднага вадароду з вуглевадародаў? проста рассыпаецца.

На практыцы гэта выглядае так: мы не гаворым пра старыя ўстаноўкі паравога рыформінгу метану (ПСМ), якія дымяць як паравозы. Гаворка пра новыя ці мадэрнізаваныя комплексы, дзевыкіды CO2не выпускаюцца ў атмасферу, а праектуюцца пад захоп. Але вось тут першы падводны камень: эфектыўнасць захопу. У тэорыі можна ўлавіць 90% і больш. На практыцы, на дзеючых кітайскіх праектах, лічбы часта сціплей - 60-75%. Чаму? Пытанні эканомікі, энергазатрат на сам працэс захопу і, што крытычна, геалогіі - куды гэты CO2 потым запампоўваць.

Я памятаю адзін з ранніх праектаў, дзе мы як раз ацэньвалі інтэграцыю блока CCS на ўстаноўку атрымання вадароду з коксавага газу. Лічбы ў мадэляванні былі прыгожыя, але калі пачалі лічыць баланс па ўсім ланцужку - ад дадатковага выдатку пары на рэгенерацыю сарбенту да лагістыкі сціснутага CO2 - ?зялёнасць? усёй задумы моцна паблякла. Атрымаўся не «сіні», а хутчэй «блакітна-шэры»? вадарод. Але менавіта такія спробы, нават неідэальныя, і даюць тую самую data, без якой далей рухацца нельга.

Тэхналагічная кухня: не толькі рыформінг

Калі кажуць "вадарод з вуглевадародаў", усё адразу думаюць пра метан. Але ў Кітаі вялізную ролю адыгрывае вугаль. Парагазіфікацыя вугалю - тэхналогія з гісторыяй, і цяпер яе актыўна дапрацоўваюць пад вадародную эканоміку. Праблема ў тым, што вугаль - гэта не чысты вуглярод. Сера, попел, іншыя прымешкі. Вадарод-то ты атрымаеш, але колькі энергіі сыдзе на папярэднюю ачыстку сінтэз-газу і наступнае аддзяленне H2? І зноў пытанне з CO2: пры газіфікацыі яго ўтвараецца нават больш, чым пры рыформінгу газу.

Тут цікава назіраць за працай профільных інстытутаў, якія якраз займаюцца інжынірынгам поўнага цыклу. Вось, напрыклад,Chengdu Yizhi Technology Co.(іх сайт -https://www.yzkjhx.ru), гэта як раз праектны інстытут, створаны Huaxi Technology. Яны не проста прадаюць тэхналогію, а вядуць праекты "пад ключ"? - Ад мадэлявання працэсу да ўводу ў эксплуатацыю. У іх партфоліё ёсць усталёўкі па ачыстцы вадародзмяшчальных газаў, і гэта ключавы этап. Таму што нават калі ты ўлавіў вуглярод, але твой канчатковы прадукт - вадарод з прымешкамі CO, які атруціць паліўны элемент, увесь сэнс губляецца.

З гутарак з іх інжынерамі запомніўся адзін момант: яны не хаваюць, што галоўны выклік - гэта не сама хімія працэсу, а яго энергаэфектыўнасць і надзейнасць абсталявання ва ўмовах рэальнай вытворчасці, а не лабараторыі. Часта заказчык хоча "самае сучаснае", але калі паказваеш каштарыс на высокаэфектыўныя мембраны для падзелу газаў або на ўстойлівыя да атручвання каталізатары, размова пераходзіць у плоскасць кампрамісаў.

Экалагічнасць: лічыць па поўным цыкле

Вось гэта, мабыць, галоўнае. Ці можна назваць такі вадарод экалагічным? Усё залежыць ад межаў разліку. Калі браць толькі кропку выхаду вадароду з усталёўкі — магчыма, так, асабліва калі CO2 пахаваны. Але калі лічыць поўны жыццёвы цыкл (LCA) - здабыча газу / вугалю, іх транспарціроўка, страты метану, энергія для працы кампрэсараў CCS, рызыкі ўцечкі сховішчаў CO2 - карціна мяняецца.

У нас быў унутраны аналіз для аднаго праекта ў Шаньсі. Параўноўвалі? Сіні? вадарод з мясцовага вугалю з імпартам ?зялёнага? вадароду ў выглядзе аміяку. Па вугляродным следзе на момант выкарыстання ў заправачнай станцыі? Сіні? быў лепшы. Але калі дадалі ў мадэль доўгатэрміновыя рызыкі (напрыклад, верагоднасць частковай дэградацыі геалагічнага сховішча за 50 гадоў), перавага стала прывіднай. Гэта не значыць, што ад? Сіняга? вадароду трэба адмовіцца. Гэта значыць, што яго роля - пераходная тэхналогія. Ён дапамагае стварыць тут і зараз попыт на вадарод, пабудаваць заправачную сетку, наладзіць лагістыку. А паралельна павінна расці генерацыя на ВІЭ.

Дарэчы, аб рызыках. Шмат шуму вакол уцечак метану. Пры здабычы і транспарціроўцы газу метан - магутны парніковы газ. Калі гэтыя ўцечкі не кантраляваць, увесь кліматычны выйгрыш ад CCS на ўстаноўцы рыформінгу можа быць зведзены на нішто. У Кітаі зараз гэтаму надаюць усё больш увагі, але сістэма маніторынгу яшчэ не ўсюды ўкаранёна. Гэта тая самая? Брудная? практычная дэталь, якую часта прапускаюць у прыгожым канцэпце.

Палявыя назіранні: што працуе, а што - не

На паперы ўсё гладка. У рэальнасці сутыкаешся з рэчамі, аб якіх у справаздачах не пішуць. Напрыклад, карозія. Агрэгаты, якія працуюць з улоўліваннем CO2 з выкарыстаннем амінавых раствораў, - гэта пекла для металу. Падвышаная вільготнасць, тэмпература, хімічна актыўныя асяроддзі. Бачыў устаноўку, дзе за два гады замянілі амаль усе цеплаабменнікі ў вузле рэгенерацыі аміна. Проста таму, што пастаўшчык абсталявання зэканоміў на марцы сталі. Кліент крычаў аб неэкалагічнасці тэхналогіі, а праблема была ў банальнай інжынернай памылцы.

Іншы момант - сыравіна. Якасць прыроднага газу ў сетцы нястала. Дашлі партыі з падвышаным утрыманнем вышэйшых вуглевадародаў ці серы — і ўсё, рэжым працы каталізатара рыформінгу збіты, эфектыўнасць падае, выкіды растуць. Або вугаль: яго састаў мяняецца ад вагона да вагона. Сістэма павінна быць гнуткай, а гэта дорага. Многія праекты першага пакалення гэтага не ўлічылі і зараз працуюць на грані рэнтабельнасці або прастойваюць.

Менавіта таму каштоўны досвед кампаній, якія прайшлі гэты шлях. Вернемся да прыкладуChengdu Yizhi Technology Co.. З іх апісання бачна, што гэта не стартап, а інстытут са статутным капіталам у 120 мільёнаў юаняў, створаны на базе хіміка-тэхналагічнай кампаніі. Такія гульцы звычайна прыходзяць з глыбокім веданнем рэальных вытворчых працэсаў, а не толькі з тэорыяй. Яны разумеюць, што ключ - у надзейнасці і адаптыўнасці тэхналогіі да неідэальных умоў кітайскай сыравіны і эксплуатацыі.

Дык куды ж мы рухаемся?

Калі рэзюмаваць мой погляд знутры: называць вадарод з вуглевадародаў з CCS абсалютна экалагічным – гэта хітрасць. Але адпрэчваць яго як абсалютнае зло - глупства, якая тармозіць энергапераход. Гэта неабходныпрамежкавы этап. Яго экалагічнасць - не чорна-белая, а шкала. Яна залежыць ад сотні фактараў: ад ККД захопу да мер па зніжэнні ўцечак метану на свідравіне.

Кітай робіць на гэтым стаўку не таму, што гэта ідэальна, а таму, што гэта рэалізуецца за кароткія тэрміны і ў прамысловых маштабах. Гэта дазваляе нарошчваць магутнасці і зніжаць выдаткі на інфраструктуру (трубаправоды, запраўкі, сховішчы), якой потым зможа скарыстацца і "зялёны"? вадарод.

Галоўная выснова для мяне пасля ўсіх гэтых гадоў: не бывае чарадзейнай тэхналогіі. Ёсць цяжкая, часта няўдзячная праца па аптымізацыі ланцужкоў, па інтэграцыі рашэнняў, па барацьбе з тысячай дробных тэхнічных праблем. Менавіта гэтая праца - разлікі, палявыя выпрабаванні, выпраўленне памылак - і вызначае, наколькі "сінім"? або?шэрым? апынецца канчатковы прадукт. А ярлыкі - гэта ўжо для маркетолагаў і палітыкаў.