Шанс для України заробити на піровуглеці та водневій енергетиці, український Інтерес
З чим пов'язано виникнення інтересу до водневої енергетики? Які технічні та екологічні завдання необхідно вирішити при отриманні водню? Наскільки перспективне рішення запропонували українські енергетики? Про це розповідає доктор технічних наук Віктор Зайченко. Люди завжди схильні до простих технічних рішень, причому одностадійних. Наприкінці 70-х — на початку 80-х років усі почали говорити про те, що на нас йде страшне потепління. Цьому сприяло те, що була виявлена над Антарктидою озонова дірка, і одразу ж сказали, що поява цієї озонової діри пов'язана з викидами CO2 вуглекислого газу. Стали вживати абсолютно відчайдушних заходів для того, щоб це прибрати. Всі такі заходи, на мою думку, пов'язані з двома речами. Перше – це участь у цікавих речах, що для науки завжди дуже цікаво. Потрібно зробити щось цікаве. І друге — це зацікавленість у бюджетному фінансуванні. Потрібно зробити не лише щось цікаве, а й отримати бюджетне фінансування. Гроші були витрачені величезні. Усі холодильники у Європі було переведено на озонобезпечний фреон. Величезні гроші, чудова ідея: фреона більше не буде, тільки озонобезпечний. А діра продовжувала зростати. Від цього відмовилися, виникли нові відчуття, нові ідеї, і найчарівніша ідея кінця 1970-х — це воднева енергетика.
Всі були залучені. Наскільки я пам'ятаю, на саміті Путін, коли був президентом уперше, зустрічався із секретарем Сполучених Штатів, і вони обговорювали питання щодо розвитку водневої енергетики у світі. У 1998 та 2002 роках дуже багато говорили, що наступне — це водневий світ, світ водневої енергетики. Логікавинятково проста: при спалюванні водень утворює воду — лише вода, жодних шкідливих речовин. Якщо ви отримали водень, то ви спалили і отримали воду. А коли ви спалюєте якийсь газ, паливо, то там будуть з'єднання типу CH. Це шкідливо, це політанти, це взагалі не дуже добре. Потім з'явилася інша ідея. Всі казали, що в містах дуже брудне повітря, дуже багато машин — давайте зробимо двигун на водні, і всі машини на ньому їздитимуть. Чудова ідея. Бо будуть лише пари води. У машині ж страшна річ, що на вихлопі. То була ідея створення водневого автомобіля.
Людство завжди схильне до простих рішень. Що це означає? Давайте візьмемо метан. Метан (CH4) - водень і вуглець. Розділимо на дві частини — водень використовуватимемо як паливо. Компанія Statoil у 1996–1997 роках запропонувала CO2, який виходить, коли розкладають метан, який не можна випускати в атмосферу — геніальне було зовсім рішення, — закачувати у свердловини відпрацьованих нафтових та газових родовищ. Ми будемо отримувати метан з природного газу, а CO2, що утворюється при цьому, закачуватимемо в свердловини. Цього робити не треба, не треба порушувати баланс. Ніколи не треба втручатися у природні речі.
Чому зараз розвивають використання біомаси? Бо коли дерево впало в лісі, воно починає гнити, і в повітря виділяються якісь гази, які є продуктами гниття. Це баланс рівноваги, це природна річ. А коли ви копаєте землю і дістаєте звідти паливо: вугілля, нафту та газ і спалюєте, то ви не повинні цього робити. Це природою не передбачено. Природою передбачено, щоб вони там лежали. Не треба закачувати CO2 у відпрацьовані свердловини. Поняття «відпрацьована свердловина» нікому не відоме. Виходить цікава річз водневою енергетикою: давайте я їздитиму на водні в місті, і тим самим я дуже добре знижу викиди в цьому місті, на цій вулиці, де я їздитиму на водневому автомобілі. З іншого боку, я буду десь отримувати водень, а там, де я отримуватиму водень, я витрачатиму паливо. Це реакція, яка потребує витрати величезної енергії. Значить, ці викиди я отримуватиму там, за містом, і інтегрально у мене баланс буде той самий. Те, що я отримав у місті, коли б їздив на бензині або на газі, я отримаю за містом, де використовую це паливо для процесу отримання водню. Нічого не виграно.
Ідея виявилася не зовсім гарною. Вона залучила багатьох дослідників, людей від науки. Хоча вихідні передумови були чудові, елементарні: візьми природний газ, розділи на дві частини, кудись поховай вуглець, а воднем насолоджуватимешся — навіть з енергетичної точки зору це невигідно. Напевно, можна говорити лише про те, що водень для енергетичних цілей. Це ще й дуже дорого. Розкладання газу потребує як енергетичних витрат, а й капітальних. Можна говорити про те, щоб водень виходив якимось чином, разом із чимось. І ось це «разом із чимось», той другий матеріал, окупувало б усі витрати на одержання водню.
Розподілена енергетикаРозподілена енергетикаТеплофізик Віктор Зайченко про реформування енергетики та раціональне використання паливно-енергетичних ресурсівТаку технологію свого часу ми запропонували. У чому вона полягає? Ми беремо біомасу, наприклад деревину, і робимо деревне вугілля - тільки не те, яке для шашликів, а чище. При вищій температурі. Що таке деревне вугілля? Це пориста структура. Взагалі дерево складається на 50% з вуглецю, решта — леткі, таякщо його пропалити в нейтральній атмосфері, то залишиться лише пористий вуглець. Це перша стадія. Друга стадія: через цю пористу вуглецеву структуру пропускаємо природний газ. При високій температурі природний газ - він складається з CH4 - розкладається на дві речі: C (вуглець) та H2 (водень). Цей вуглець із природного газу проникає в пористу вуглецеву структуру вихідної вуглецевої матриці, яка з деревини, та її заповнює. А водень виходить – цей газоподібний продукт.
Що означає "він її заповнює"? Була пориста вуглецева деревна матриця, туди увійшов вуглець метану - вийшов моноліт. Цей моноліт складається з вуглецю метану та вуглецю природного газу. Наскільки вона може бути чистою? Кількість домішок, золи у деревині не більше 1,5%. Отже, ви отримуєте вуглець чистотою 98,5%. Це нормально, це справжня річ. Це те, що ми робили довго, і те, на чому ми хотіли навіть побудувати велике промислове виробництво. З деяких причин у нас не вийшло.
Давайте підійдемо інакше, з погляду розподіленої енергетики. Давайте зробимо на місці, де попутний газ, якийсь матеріал, дуже дорогий, який матиме великий попит на ринку. Давайте зробимо вуглецевий композит. Ми його назвали піровуглець, гранульований піровуглець. Це чистий вуглець із чистотою 99.9%. Одночасно ми розкладаємо CH4 – вуглець ми використовуємо як композит, який разом із вуглецем деревини складає цей моноліт, чистий вуглецевий матеріал, а водень виділяється. Так це можна використовувати з енергетичною метою. Ціна цього піровуглецю окупає всі витрати на одержання водню. Навіть якщо ви цей водень просто спалите, ціна цього піровуглецю зменшиться на 2%, тому що це продукт, який сьогодні у світі необхідний.
FAQ:Екологічні проблеми малих міст FAQ: Екологічні проблеми малих міст7 фактів про види та причини забруднень міст із чисельністю менше 50 тисяч осіб Чому він необхідний? Це виробництво чистих сталей. Будь-яке сталеливарне виробництво потребує розкислення заліза, для чого використовується вуглецевий розкислювач. Якщо це вугілля, або кокс, або коксова дрібниця та інше, то це може призвести до того, що впадають якісь домішки в цей метал, і подальший процес рафінування, щоб цю домішку прибрати, коштує дуже дорого. Якщо ви отримуєте чистий вуглецевий продукт, це вирішує ці питання.