Қытай: метанолдан сутегіге дейін - энергетиканың болашағы? 

«Метанолдан сутегіге дейін» туралы естігенде, көптеген адамдар бірден зертханалық қондырғылар мен алыс болашақ туралы ойлайды. Бірақ шын мәнінде, цехтардан катализатор мен қызып кеткен будың иісі шығып тұрады. Негізгі сұрақ «бұл жұмыс істей ме?» емес, «ол қайда және қалай жұмыс істейді?».

Теориядан шеберханаға: адамдар сүрінетін жерде

Идея қарапайым: метанолды сутегі мен СО2-ге дейін ыдыратыңыз. Теориялық тұрғыдан тиімділік жоғары, метанолды тасымалдау оңай. Бірақ орнатуды сутегі жүк көліктеріне арналған қашықтағы жанармай құю станциясында іске қосып көріңіз. Бірінші мәселе – шикізаттың сапасы. Техникалық метанол бөтелкедегі реагент емес. Қоспалар, әсіресе хлор, катализаторды жылдармен емес, айлармен өлтіреді. Біз қосымша тазалауды орнатуымыз керек, ол қазірдің өзінде тар маржаны жейді.

Екінші нүкте - жылу балансы. Реакция эндотермиялық және тұрақты жылу беруді қажет етеді. Зертханада бәрі тамаша, бірақ өндірістік жағдайларда, әсіресе айнымалы жүктемелерде тұрақтылықты сақтау өнер болып табылады. Мен Шаньдундағы алғашқы коммерциялық сайттардың бірінде инженерлердің апта бойы температураның «төбешіктерімен» қалай күрескенін көрдім. реакторда, бұл сутегі шығымының ауытқуына әкелді. Біз тек нөлден дерлік жазылған теңшелетін басқару жүйесін пайдалануды шештік.

Және инфрақұрылым туралы толығырақ. Сутегі таза, әсіресе отын жасушалары үшін қажет. Бірақ реформадан кейін СО келеді, ол күйіп кетеді, содан кейін тазартылады. Әрбір қадам тиімділік пен ақшаны жоғалту болып табылады. Көбінесе 99,999% ультра тазалыққа ұмтылмай, белгілі бір қолданба үшін процесті оңтайландыру тиімдірек. Мысалы, кейбір стационарлық отын жасушаларының электр станциялары үшін сәл төмен стандарттар қолайлы.

Жағдай: күтпеген тауашалар - алыстағы объектілер

Технология қайдаметанол-сутегіалғашқы нағыз топырақты тапты? Мегаполистерде емес, шалғайдағы тау-кен кәсіпорындарында немесе ғылыми базаларда. Сұйытылған сутекті тасымалдау алтын, ал дизельдік генераторлардан алынатын электр энергиясы одан да қымбат. Метанол цистернасынан қуат алатын контейнер типті қондырғы айлар бойы жұмыс істей алады.

Цинхайдағы метеостанцияның жобасы есімде. Міндет - құрылғылар жиынтығын және тұрғын модульді энергиямен қамтамасыз ету. Күн панельдері - сәйкес емес, дизель - шу және шығарындылар. Біз 50 кВт метанол риформинг қондырғысын орнаттық. Негізгі мәселе логистика болды: метанол жылына екі рет импортталды, ал сутегі отын элементтері үшін орнында өндірілді. Дизельдік отынды тікұшақпен жеткізу шығынын үнемдеу арқылы ғана жүйе 4 жылда өзін ақтады.

Бірақ бұл жерде де кейбір мәселелер бар. Қыста -30°C температурада құрылғыны іске қосу қиындық туғызды. Метанол қалыңдайды, құбырларды жылыту керек. Сол отынмен алдын ала жылыту жүйесін әзірлеуге тура келді. Ұсақ-түйек? Қағазда - иә. Егіс алқабында апталап тоқтап, қайта жұмыс жасайды.

Инженерияның рөлі: неге ?аппараттық құрал? формуладан маңыздырақ

Мұнда көп нәрсе орнатуды кім жинайтынына байланысты. Сіз жақсырақ катализаторды сатып ала аласыз, бірақ егер жылу алмастырғыш ағынның нақты өзгерістерін ескермей жобаланса, оның пайдасы болмайды. Бұл жерде көбінесе химиялық инженериядан шыққан қытайлық компаниялар артықшылыққа ие. Олар циклге төзімді реакторларды қайнатуды біледі.

Мысалы, алайықChengdu Yizhi Technology Co.(олардың веб-сайтыyzkjhx.ru). Бұл химия компаниясы жасаған жобалау институты. Олардың профилі сатылмайды ?magical? технологиялар, бірақ нақты зауыт немесе өнім үшін жан-жақты инженерия. Олардың портфолиосын қараған кезде сіз тек диаграммаларды ғана емес, металдың шаршауына арналған есептеулерді, жұмыс ортасын талдауды, сорғылардың нақты маркаларын жеткізушілерге арналған ұсыныстарды көресіз. Бұл көптеген стартаптарға жетіспейтін тәжірибе.

Олардың көзқарасы көбінесе интеграцияға негізделген. Тек «міне, сізге реформалау блогы?» емес, «міне, ол сіздің шеберханаңызға қалай орналасады, ол бар бу тізбегіне қалай қосылады, шикізатыңызға қандай модификациялар қажет?». Бұл іске қосу кезеңінде тәуекелдерді азайтады. Оларда шыны талшықты өндіруге арналған сутегі жобасы болды, мұнда кілт максималды тазалық емес, тұрақты шығу қысымы болды. Біз мұны каскадты буферлік цистерналар арқылы жасадық – бұл қарапайым, бірақ тиімді шешім, біз зауыттың орналасу схемасын қарап отырып, сол жерде таптық.

Экономика: сандар қосылса

«Жасыл болашақ» туралы барлық әңгіме қарапайым сұрақпен бөлінеді: бір килограмм сутегі шығарылымда қанша тұрады? Бүгінгі көмірден алынатын метанолмен экономика дірілдеп тұр. Биометанол немесе «жасыл?» туралы айтқанда бәрі өзгереді. жаңартылатын энергия көздерін пайдалану арқылы синтезделген метанол. Бірақ бәрібір қымбат.

Қазіргі уақытта көп немесе аз тиімді сценарийлер гибридті болып табылады. Мысалы, химиялық өндірістің жанама өнімі метанолды пайдалану. Немесе когенерация: процестің экзотермиялық кезеңдерінің жылуы реакторды жылытуға немесе үй-жайларды жылытуға пайдаланылады. Энергия ағындарының мұндай жан-жақты есебінсіз, жоба көбінесе қызыл түспен аяқталады.

Мен логистикалық хаб үшін есептеулерді көрдім. Сұйытылған сутегімен қамтамасыз ету, жердегі электролиз және метанолды риформинг салыстырылды. Электр энергиясының қолданыстағы тарифтері мен метанол бағасы бойынша реформалау электролизге қарағанда 15-20%-ға арзан болып шықты. Бірақ бұл алшақтық аймаққа байланысты айтарлықтай өзгереді. Арзан гидроэнергетикасы бар провинцияларда электролиз қазірдің өзінде жеңіске жетуде. Бұл әмбебап жауап жоқ дегенді білдіреді - әр сайт үшін бөлек санау керек.

Енді не болады: революция емес, эволюция

Мен мұны күтпеймінметанол-сутегібарлық басқа әдістерді ауыстырады. Бұл күміс оқ емес. Бұл нақты тауашалар үшін өте прагматикалық құрал: қашықтағы энергия, жанама өнімдерді пайдалану, СО2 қалпына келтіретін гибридті жүйелер. Прогресс жаңа сиқырлы катализаторды ашуда емес, ұсақ-түйектерде болады: жылу алмастырғыштарға арналған арзанырақ және берік материалдар, нақты уақытта шикізат сапасына бейімделетін ақылды басқару жүйелері.

Айтпақшы, CO2 қайта өңдеу туралы. Бұл жиі қойылады, бірақ қысым күшейіп келеді. Жаңа жобалар қазірдің өзінде түсіру модульдерін орнатуда, бірақ бұл тағы да құнын арттырады. Бірақ бұл СО2 нарығы пайда болса, мысалы, резервуарларға айдау немесе химиялық заттарды синтездеу үшін бұл жаңа драйверге айналуы мүмкін.

Демек, болашақ, менің ойымша, алып зауыттарда емес, модульдік, бейімделгіш жүйелерде. Бүгінгі күні сутегі құбырын тарту экономикалық немесе техникалық жағынан тиімсіз болып табылатын жерде тез орналастыруға болады. Міне, осы жерде қытайлық инженерия өзінің жылдам масштабтау тәжірибесімен және шығындарға назар аудара отырып, өте үлкен рөл атқара алады. Бұл «энергия болашағы» бола ма? Керісінше, бұл оның маңызды және прагматикалық бөлігі.