Производтво водорода из биомассы | AccordПроизводтво водорода из биомассы

Производтво водорода из биомассы

Производство водорода из биомассы может стать одним из ведущих направлений биоэнергетики Украины в самом недалёком будущем.
В настоящее время основным направлением производства энергии из биомассы в Украине является производство тепловой энергии для распределённого теплоснабжения предприятий и частных домовладений путём сжигания биомассы древесного и сельскохозяйственного происхождения. Данное направление развивается без поддержки государства, а производимая тепловая энергия продаётся потребителям по цене ниже устанавливаемой НКРЭ, благодаря наличию достаточной маржи между нею и себестоимостью. Препятствием для более широкого развития данного направления является отсутствие сформированного рынка сырья, стимулов для выращивания энергетических культур и сопротивление владельцев теплокоммунэнерго.
Производство электрической энергии из биомассы в 2019 году в Украине составило ничтожно малую величину - 0,025% от общего объёма и стимулировалось государством лишь за счёт зелёного тарифа в размере 0,1239 евро за квт-час. Гибкое производство электроэнергии для продажи в часы повышенного спроса в Украине отсутствует. Текущая ситуация с задолженностью и неплатежами со стороны государства за выработанную из биомассы электроэнергию поставила действующие предприятия на грань выживания и без надежд на благоприятное ближайшее будущее.
Производство биометана - продукта обогащения биогаза и полного аналога природного газа - в Украине полностью отсутствует. Основная причина - дефицит законодательного урегулирования и достаточных экономических стимулов у производителей и потребителей.
По мере бурного развития солнечной и ветровой энергетики в кругах специалистов и политиков всё более растёт осознание необходимости использования нового газообразного носителя возобновляемой энергии. Который бы позволил не только компенсировать сезонную неравномерность и слабую предсказуемость солнечной и ветровой генерации, но и полностью декарбонизировать остальные сектора экономики - теплоснабжение, транспорт, металлургию, химическую промышленность и др.
В качестве такого энергоносителя практически единодушно был признан "зелёный" водород, произведенный без какого - либо использования ископаемых видов топлива. Прекрасным дополнением к которому может стать возобновляемый аналог природного газа - биометан.
Почему дополнением, а не основным газообразным энергоносителям, по многим показателям намного превосходящим водород? Обладающий в 3,2 раза большей объёмной энергоёмкостью, менее взрывоопасный, не в меньшей степени "возобновляемый", не требующий ни создания новой инфраструктуры для транспортировки, хранения и использования, ни даже переобучения персонала.
Ответ на этот вопрос прост - ПОТЕНЦИАЛ! Который несопоставим с потенциалом доступного объёма и локализованности сырья для производства зелёного водорода - воды. Запасы которой на Земле оцениваются в 1,4 млрд куб. км, по сравнению с ежегодно образующимися 170 млрд тонн биомассы (примерно в 8 млн раз меньше)
Не стоит сбрасывать со счетов также такой немаловажный фактор, как личная коммерческая заинтересованность широких промышленных кругов, в первую очередь, европейских. Получение зелёного водорода требует крупномасштабного производства широкого спектра нового сопутствующего оборудования и элементов инфраструктуры. Электролизёров и топливных ячеек, водородных двигателей и специализированного транспорта, автозаправочных станций и средств транспортировки и хранения. И много другого, в чём хотели бы стать первыми и преуспеть, наученные скоростью и хваткой китайских коллег при развёртывании рынка производства оборудования для солнечных и ветровых электростанций, европейские, да и не только, производители.
И, наконец, следует принять во внимание экономическую привлекательность производства зелёного водорода и его текущую стоимость на международных рынках. Который продаётся во многих странах в качестве транспортного топлива и цена которого колеблется в диапазоне $10 - $15 за кг. Что соответствует $900 - $1350 за 1000 куб. м. При том, что текущая стоимость аналога биометана - природного газа - составляет сегодня всего лишь $100-$150 за 1000 куб.м
Что касается Украины, оптовая цена обычного технического водорода, который производится электролизом воды с использованием сетевой электроэнергии, составляет примерно $17/кг при себестоимости в районе $7-$8 /кг.
Помимо воды, "зелёный" водород можно производить из биомассы. Такой водород носит приставку био и полностью соответствует всем критериям возобновляемости. Так же, как и в случае производства других энергоносителей из биомассы, выделяющаяся при этом двуокись углерода не приводит к дополнительному выбросу этого парникового газа. Поскольку незадолго до этого в эквивалентном объеме была изъята из атмосферы, принимала участие в коротком жизненном цикле растений и живых существ и просто возвращается в атмосферу.
По характеру используемых процессов существующие технологии производства биоводорода можно разделить на несколько групп: биохимические, термохимические, биохимические/термохимические и биохимические/электрохимические.
Из них готовых для массового производства - 3:
1. Паровой риформинг биометана
2. Плазменная газификация ТБО
3. Электролиз воды + электроэнергия из биогаза
Каждая из этих технологий имеет свои особенности, свою экономическую состоятельность, предпочтительные виды используемой сырьевой биомассы, разный потенциал масштабируемости и практический опыт использования.
Обо всём этом, насколько хватит отпущенного регламентом времени, постараюсь рассказать во время семинара, который организует Биоэнергетическая Ассоциация Украины в режиме онлайн 29 сентября и участие в котором смогут принять первые 100 зарегистрировавшихся желающих.
Отмечу только, что производство биоводорода при помощи одной из вышеуказанных техногий возможно в Украине уже сегодня. А при наличии спроса на конечный продукт будет экономически привлекательным и не потребует ни зелёного тарифа, ни другой материальной помощи со стороны государства. Рыночная цена биоводорода составит при этом $4 - $5 за кг и будет сопоставима с той, достижение которой ставит своей задачей Европейский Союз.