Speaker
Description
Annotation. The paper considers the positive and negative aspects of various methods of transporting hydrogen. Explained the key factors in choosing the method of hydrogen transportation for a specific case.
Keywords: Hydrogen, hydrogen energy, liquefied hydrogen, compressed hydrogen, hydrogen accumulators, hydrogen pastes, methane-hydrogen mixture, hydrogen cells, hydrides, decarbonation, carbon footprint.
Задача по развитию водородной энергетики в РФ закреплена в ключевом отраслевом документе стратегического планирования – актуализированной Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года.
По мнению многих экспертов, к 2050 году доля водорода в мировом энергетическом балансе увеличится в разы. Во многом это связано с развивающимся в мире трендом на декарбонизацию экономики и снижение антропогенного воздействия на окружающую среду. Водородная энергетика рассматривается как одно из ключевых направлений достижения углеродной нейтральности. Водород можно получать низкоуглеродными способами, либо осуществлять улавливание и захоронение углекислого газа. Его использование в качестве энергоносителя не приводит к выбросам парниковых газов.
Уже сейчас мировое производство водорода составляет порядка 80 млн тонн. Однако ключевыми проблемами являются технологии транспортировки и хранения этого элемента.
Существуют различные варианты доставки водорода потребителям:
- в сжатом состоянии по трубопроводу, либо в емкостях под давлением;
- в сжиженном виде в криогенных емкостях;
- в связанном состоянии в жидких носителях;
- в гидридных металлах, либо в металлических пастах и порошках.
Россия обладает стартовыми конкурентными преимуществами развития логистики водородной энергетики: научным заделом в сфере производства, транспортировки и хранения водорода, а также наличием действующей транспортной инфраструктуры. Это может позволить нашей стране в перспективе занять место лидера в сфере производства и поставок водорода на мировой рынок.
Кроме того, РФ обладает огромными запасами природного газа, получение водорода из которого в настоящее время, является наиболее дешевым. А перспективная технология пиролиза метана позволяет производить водород абсолютно без выбросов углекислого газа, получая в процессе производства чистый твердый углерод, который также может быть использован в промышленности.
Если природный газ разбавлять примерно на 20% водородом, то существует возможность транспортировать эту метано-водородную смесь по имеющимся газопроводам. Примеры существуют уже сейчас в Германии, Англии и ЮАР.
Подобный сценарий рассматривают и США, в которых частный бизнес надеется, что сможет использовать существующую инфраструктуру для поставок водорода. Компании уже рассматривают свою газовую сеть как энергетическую систему, которая доставляет определенные молекулы потребителям, и к 2050 году источником этих молекул будет водород.
Подобными вопросами задается (пока без ответа) и группа компаний ПАО «Газпром», имеющая разветвленную сеть газопроводов за рубежом. Общая протяженность газопроводов только в РФ составляет почти 182 тыс. километров. Но при всех вопросах, этот способ транспортировки является самым объемным.
В сжатом виде водород может поставляться в специальных высоконапорных емкостях, как на малые, так и на большие расстояния. Но этого способы есть существенные недостатки: малые количества транспортируемого водорода (относительно альтернативных видов топлив) и необходимы для этого высокие давления (свыше 700 атмосфер).
Еще один хороший способ — в связанном жидком виде, например, в виде аммиака. Он содержит много водорода и может экспортироваться в жидком виде как в емкостях, так и по трубопроводам. Подобный опыт уже у России есть. К тому же, к именно к этому способу транспортирования водорода в виде метанола, аммиака и циклогексана уже проявляют интерес партнеры из стран АТР.
Менее реалистичным способом транспортирования, но перспективным способом хранения выглядит закачивание водорода в гидриды. Данные металлы имеют большой объем и вес (в отношении к другим способам перемещения водорода), но инновационные способы создания водородных паст и порошков предлагаются уже некоторыми научными школами и производителями.
| Affiliation of speaker | ORCID: 0000-0002-4105-0739 |
|---|---|
| Position of speaker | Доцент |
| Publication | Impact Factor journals |
