Технологии производства “зелёного” водорода Часть 4 | AccordТехнологии производства "зелёного" водорода

Технологии производства “зелёного” водорода

Часть 4

Сегодня в мире насчитывается только 2 технологии производства зелёного водорода, полностью освоенные и готовые к промышленному внедрению:

Электролиз воды с использованием ВИЭ

Паровой риформинг биометана

Продолжаем рассмотрение особенностей и технико-экономических показателей обеих технологий в свете широко дискутируемого в энергетическом сообществе потенциала экспортных поставок зелёного водорода из Украины в ЕС

Паровой риформинг биометана

Биометан - возобновляемый газообразный энергоноситель, полный аналог природного газа по своему химическому составу и своим физическим свойствам.

Биометан производят очисткой от примесей биогаза, полученного при помощи биохимических процессов анаэробной ферментации различных видов биомассы.

Биометан производят во многих страха мира. Но не производят в Украине по причине полного отсутствия поддержки со стороны государства.

Из биометана можно производить водород. Не менее зелёный, чем электролизом воды. Тем же точно способом, что и из природного газа. Способом давно известным и отработанным. Который называется паровым риформингом и заключается в расщеплении молекул метана при нагреве природного газа до температуры 700 - 1000 градусов в присутствии паров воды и катализатора. Энергетические затраты и расход воды при паровом риформинге примерно в 2 раза ниже, чем при электролизе. Необходимая для работы оборудования и технологических процессов энергия обеспечивается благодаря использованию части биометана.

После почти 10 лет бесплодных разговоров и отчаянных усилий Биоэнергетической Ассоциации Украины на текущий момент разработан и принят к рассмотрению Верховной Радой проект закона, которым биометан становится законным и легальным газообразным энергоносителем, производство и использование которого будет контролироваться и регламентироваться государством наравне с ископаемым природным газом. Чьё возобновляемое происхождение и объёмы производства можно будет подтвердить на внутреннем рынке и при экспорте.

Из биометана при помощи технологии парового риформинга можно производить зелёный водород. Который, в отличие от зелёного водорода, произведенного электролизом воды, называют также биоводородом.

Оценим себестоимость водорода, произведенного паровым риформингом биометана.

В качестве ориентира используем технические характеристики оборудования для парового риформинга природного газа (биометана) известного немецкого производителя компании Mahler AGS.

Типовой расход энергоресурсов при производстве водорода из биометана

Биометан - 430 куб. м/час

Дименерализованная вода - 0,9 куб. м/час

Электроэнергия - 38 куб. м/час

Водород - 1000 куб. м /час

Как видим, из 1000 куб. м биометана при помощи парового риформинга можно получить ~ 2300 куб. м нетто зелёного водорода.

Стоимость биометанового проекта производительностью $1,8 млн. куб. м биометана в год составляет ~ $4,8 млн. Стоимость участка парового риформинга соответствующей производительности, по данным компании Mahler AGS, составит ~ $3 млн. При помощи парового риформинга из этого объёма биометана можно производить ~ 4,14 млн. куб. м ( ~ 370 000 кг ) зелёного водорода в год. При этом все энергозатраты процессов производства биометана и зелёного водорода уже учтены, а требуемые тепловые и электрические ресурсы будут получены за счёт использования части биометана (сжигание, когенерация). Общие капитальные затраты всего проекта составят ~ $7,8 млн.

Величина и структура себестоимости водорода при его производстве в значительной степени будет определяться видом и стоимостью используемого исходного сырья. Наименьшей она будет при использовании условно - бесплатных видов сырья: свалочного газа полигонов ТБО, отходов животноводства и предприятий отдельных отраслей пищевой промышленности. Наиболее высокой - при использовании специально выращиваемых энергетических растений и пожнивных остатков зерновых культур.

С учётом ежегодных операционных расходов в размере 3% капитальных затрат и годовой стоимости кредитных ресурсов в размере 6%, при рассмотрении 10- летнего периода окупаемости проекта себестоимость произведенного водорода составит: при использовании вышеуказанных условно-бесплатных видов сырья $3,4/ кг и $4,8/кг в случае использования кукурузного силоса и пожнивных остатков (соломы) зерновых культур. Стоимость кукурузного силоса в расчётах была принята в размере 1500 грн за тонну.

По оценкам Биоэнергетической Ассоциации Украины, потенциал производства биометана в Украине составляет 7,8 млрд. куб. м. Из которых при помощи технологии парового риформинга можно произвести 18 млрд. куб. м зеленого водорода, то есть примерно 1,6 млн. тонн . Причём по себестоимости в несколько раз дешевле, чем в случае электролиза воды.

Продолжение следует ...