Як спалювати паливо, не забруднюючи атмосферу, думки
Торф може стати джерелом ресурсів і для традиційної металургії і для екологічно чистого транспорту
В кінці 1970-х - початку 1980-х років весь світ став очікувати глобального потепління. Це було пов'язано з виявленням озонової діри над Антарктидою. Її поява пояснили викидами в атмосферу фреону, який діяв руйнівно на озоновий шар, що в свою чергу дозволяло сонячним променям сильніше прогрівати атмосферу над Антарктикою, викликаючи в результаті цього переміщення великих мас повітря, атмосферні циклони і т.д.
Запобігання кліматичних змін виглядало, безумовно, як завдання першочергове і пріоритетна. Провідні країни почали активно розробляти різні методи зниження негативного впливу на природу. На ліквідацію озонової діри були витрачені величезні гроші. Всі холодильники в Європі були переведені на озонобезопасний фреон. Звичайний фреон був майже виключений зі сфери практичного застосування.
Однак темпи зростання озонової діри не змінювалися.
Вас також може зацікавити
Потрібні були нові ідеї для запобігання кліматичним змінам. Найзначнішою і багатообіцяючою з них стала концепція водневої енергетики. Апологети водню вважали, що з його допомогою можна вирішити чи не всі проблеми, пов'язані зі шкідливим впливом людини на навколишнє середовище. Логіка у них була виключно проста: при спалюванні водню утворюються тільки пари води і нічого більше. Тому автомобілі на водневому паливі не виробляє вуглекислий газ, не забруднюють навколишнє середовище. Головною причиною кліматичних змін в цій концепції вважалося саме збільшення частки вуглекислого газу в атмосфері Землі.
В якості основного джерела нового палива розглядався природний газ (метан), з якого шляхом каталітичної конверсії пропонувалося виробляти водень. Однак проблема полягала в тому, що при конверсії природного газу одночасно з воднем виробляється все той же вуглекислий газ (CO2).
В якості одного з можливих способів утилізації вуглекислого газу розглядався досвід норвезької компанії Statoil. яка запропонувала закачувати його в відпрацьовані свердловини нафтових і газових родовищ. Вважалося, що підвищення вмісту CO2 в атмосфері може призвести до незворотних змін клімату, в той час як його закачування в відпрацьовані вуглеводневі родовища безпечна і не має негативних наслідків. Однак це не так, тому що призводить до дисбалансу природної рівноваги, у внутрішньому просторі нашої планети.
Тобто в концепції водневої енергетики передбачалося, що питання екологічної рівноваги можуть бути вирішені досить прямолінійно. І що при перекладі міського транспорту на водневе паливо проблеми, пов'язані із забрудненням повітря вихлопними газами просто зникнуть. Але виявилося, що все не так просто.
По-перше, отримання водню - це реакція, яка потребує затрат енергії. А це значить, що в тому місці, де виробляють водень, для отримання необхідної енергії потрібно спалювати якесь інше паливо, що неминуче супроводжується викидами вуглекислого газу. Тобто викиди, які були б отримані в межах міста при використанні традиційних автомобільних палив, просто виносяться за межі міста, де буде здійснюватися отримання водню. У підсумку інтегральний планетарний баланс викидів не змінюється.
По-друге, воднева енергетика за визначенням є витратним заходом. Автомобілі з двигуном на водні коштуватимуть дорожче традиційних, водень у вигляді автомобільного палива - дорожче бензину, а створення повноцінної інфраструктури водневих заправок зажадає величезних матеріальних вкладень.
Таким чином, при використанні традиційних технологій отримання водню ці обставини значно зменшують шанси перейти на водневе паливо навіть у віддаленій перспективі.
Використання водню в енергетиці може бути вигідним тільки в тому випадку, якщо отримуваний одночасно з воднем з природного газу вуглець буде затребуваний і його ринкова ціна буде окупати всі витрати, пов'язані з отриманням водню для енергетичного використання.
Однією з технологій економічно виправданого отримання водню для використання в енергетиці є розроблена в Об'єднаному Інституті Високих температур РАН технологія спільної переробки біомаси та природного газу. Як біомаси може бути використаний торф, сільськогосподарські або деревні відходи і т. Д. Реалізація даної технології дозволить одночасно з воднем отримувати вуглець в тому вигляді, в якому він може бути використаний в промисловому виробництві, а значить - зробить непотрібним спорудження дорогих і ненадійних систем поховання двоокису вуглецю (CO2).
Використовувати чисті вуглецеві матеріали, одержувані з розроблюваної технології, можна в металургії. Так, наприклад, дефіцит в вуглецевих матеріалах високої чистоти в металургійному виробництві Західної Європи оцінюється в кілька мільйонів тонн. А за своїми властивостями вуглецеві матеріали, одержувані з розроблюваної технології, повністю відповідають металургійним вимогам. Крім того, дані матеріали не дорожче коксу і значно дешевше, ніж прийняті в нашій країні і за кордоном вуглецеві матеріали подібного складу.
Металургійне виробництво, яке є одним з головних споживачів паливно-енергетичних ресурсів в країні, може бути значним споживачем енергоресурсів, одержуваних з біомаси. В кінці 1930-х років приблизно 30-35% всього металургійного коксу в СРСР вироблялося з торфу. Але в наступні роки торф, як сировину для виробництва металургійного коксу, був повністю замінений коксівним вугіллям. За останні роки ціна коксу значно зросла. Проте, коксівного вугілля не вистачає. Йде активний пошук можливостей залучення в оборот нових родовищ коксівного вугілля.
При цьому, як відомо, виробництво коксу з вугілля вважається одним з найбільш екологічно неблагополучних.
Таким чином, реалізація даної технології дозволить отримати значний економічний ефект. Оцінки показують, що термін окупності однієї установки з виробництва вуглецевого композиту, при випуску останнього до 20-30 тис. Тонн на рік (при реалізації одержуваного вуглецевого композиту за цінами, які існують в даний час), не перевищить півтора років. І це без урахування вартості водню, одержуваного одночасно з вуглецевим композитом.
