Водородный лёд тронулся
Двадцать пятого июня 2020 года в Японии на НПЗ компании Tao Oil заводская газотурбинная электростанция заработала на новом топливе – водороде.
теперь работает на водороде
Компании Chiyoda, Mitsubishi, Mitsui и Nippon Yusen начали проект ещё в 2015 году. Они сформировали общее научно-исследовательское подразделение AHEAD (Advanced Hydrogen Energy chain Association for technology Development - Ассоциация технологического развития водородной энергетики), которое построило завод по гидрогенизации (гидрированию твёрдого вещества для связывания водорода) в Брунее и установку по дегидрогенизации в Японии. «Необходимо развивать и популяризировать водородную энергетику, - сказал президент AHEAD Такаказу Моримото. - Мы намерены использовать водород, получаемый с помощью возобновляемых источников энергии, и организовать мощную систему его поставок».
Готов к транспортировке
В данном проекте, однако, водород образуется при паровой конверсии метана, поставляемого в Бруней танкерами в сжиженном виде. Затем его связывают с толуолом, получая метилциклогексан, который при нормальных показателях температуры и атмосферного давления представляет собой жидкость, допускающую хранение и перевозку в цистернах. Метилциклогексан доставляют в Токийский залив, где на НПЗ «Кэйхин» компании Tao Oil производится его дегидрогенизация. Далее водород смешивается с газообразными продуктами нефтепереработки и поступает в газовые турбины ТЭС «Мидзуэ», находящейся прямо на территории НПЗ. Толуол возвращается в Бруней для повторного использования.
Проект субсидируется японской государственной организацией NEDO (New Energy and industrial technology Development Organization, «Новая энергетика и промышленно-технологическое развитие»). Ассоциация AHEAD планирует к 2030 году, после отработки технологии на пилотных системах, ежегодно поставлять в Японию 350 тыс. тонн водорода в качестве топлива для гигаваттной электростанции.
«Мы перевозим водород при нормальных температуре и давлении, используя инфраструктуру, давно созданную для доставки нефти и нефтепродуктов, - говорит Моримото. - На уже отработанной системе поставок Бруней - Япония теперь мы будем постоянно собирать информацию и анализировать её, чтобы подготовить технологию к коммерциализации».
Новые турбины
К применению водорода в качестве топлива для электрогенерации готовятся и другие регионы. Например, в Евросоюзе запущен демонстрационный проект HyFlexPower с целью подтвердить, что при промышленной выработке электроэнергии можно использовать водород, произведённый на основе ВИЭ. В проекте участвуют компании Engie Solutions, Siemens Gas and Power, Centrax, Arttic, Германский аэрокосмический центр и четыре европейских университета. Концерн Siemens должен подготовить модификацию газовой турбины SGT-400, адаптированную для сжигания чистого водорода. Она будет установлена во Франции на ТЭЦ завода по вторичной переработке бумаги Smurfit Kappa PRF.
Австралийская энергетическая компания Hydrogen Utility в прошлом году заказала фирме Baker Hughes разработку турбогенератора novaLT для будущей электростанции, работающей на «зелёном» водороде. По плану турбогенератор запустят в эксплуатацию в 2021 году. Для справки: «зелёный» водород производится с использованием исключительно возобновляемых источников энергии, тогда как «серый» получается конверсией ископаемого природного газа.
к работе на водороде
Все крупные производители энергетических газовых турбин - Mitsubishi Hitachi Power Systems, GE Power, Siemens Energy и Ansaldo Energia - сегодня разрабатывают их модели, способные работать на чистом водороде как при постоянной нагрузке, так и на пиках потребления. Очевидно, это - консолидированный ответ энергетического машиностроения на ужесточение требований к уровням атмосферной эмиссии. При этом водород претендует на звание основного катализатора для европейской энергетической трансформации, известной как «энергопереход».
Мирный атом водорода
В условиях быстрого роста объёмов ВИЭ-генерации атомная энергетика оказалась под давлением рынка. Недавно Министерство энергетики США запустило три проекта, нацеленные на поддержание конкурентоспособности АЭС в долгосрочном плане. В министерстве выбрали Национальную лабораторию Айдахо как научного куратора и три энергетические компании. Они будут модернизировать свои атомные станции, устанавливая там электролизёры для получения водорода из воды. Если эксперименты пройдут успешно, производимый на АЭС водород будет использоваться в качестве топлива на транспорте. Помимо этого снизится вероятность остановок АЭС в моменты, когда их энергия не востребована в энергосистеме, а энергокомпании получат новый источник доходов.
Растут как грибы
Возвращаясь к Азии, отметим, что NEDO помогает ассоциации HySTRA (Hydrogen energy Supply-chain Technology Research Association, Ассоциация по технологическим исследованиям в области поставок водорода) с пилотным проектом по газификации бурого угля и получению из него водорода на австралийском угольном месторождении Латроб-Валли. Эти же организации совместно проектируют завод по сжижению водорода и его хранению в новозеландском Хастингсе, а также прорабатывают вопросы доставки водорода из Австралии в Японию морским путём. Глядя на состав HySTRA (Iwatani, Shell Japan, Electric Power Development Co., Marubeni, ENEOS, Kawasaki Heavy Industries и Kawasaki Kisen Kaisha), читатель поймёт, что японцы всерьёз рассматривают водород в качестве замены углеводородам в электроэнергетике и на транспорте. Тем более что в Японии серийно производятся водородные автомобили.
В промышленности водород используется в основном при нефтепереработке (33%), производстве аммиака (27%) и метанола (11%), а также при выплавке стали (3%) вместо коксующегося угля. Однако за последние два десятилетия по всему миру было запущено более двухсот проектов по электролизу воды с получением водорода ради снижения атмосферных выбросов, поддержки возобновляемой генерации, развития чистого транспорта и замещения природного газа. И эту тенденцию нельзя игнорировать.
В России обсуждение перспектив водородной энергетики перешло с экспертного уровня на ведомственный. Так, 29 августа 2019 года в Минэнерго состоялось совещание. На нём представители научных центров и крупных компаний - «Газпрома», «Ростеха», «Росатома» и «Сибура» - обсудили мировые тенденции и перспективы использования водорода в экономике России, а также развитие отечественных технологий водородной энергетики. Было решено разработать программу развития водородной энергетики в нашей стране.
* * *
В сентябре прошлого года АО «Русатом Оверсиз» и Агентство природных ресурсов и энергетики Министерства экономики, торговли и промышленности Японии подписали Соглашение о сотрудничестве для разработки технико-экономического обоснования пилотного проекта по экспорту водорода из России в Японию. «Сегодня у России есть все возможности, позволяющие нам занять лидирующие позиции на зарождающемся перспективном мировом рынке водородной энергетики», - считает заместитель министра энергетики РФ Алексей Кулапин.
Читайте другие наши материалы
