Крупнейший в мире завод по производству зеленого водорода. Его перспективы для электроэнергии и транспорта

Американцы были завалены новостями о пластмассах и о том, как они засоряют города и водные пути, потребляя пространство на свалках. Есть некоторые хорошие новости: планируется необычный процесс переработки отходов в топливо, который может преобразовать этот материал в биогаз, который затем используется для создания зеленого водорода.

Водород является ключевым столпом, когда речь заходит о декарбонизированной экономике — топливе, которое может питать как электроэнергетический, так и транспортный секторы. С этой целью завод в Ланкастере, штат Калифорния, который находится к северу от Лос-Анджелеса, будет использовать пластмассы и переработанную бумагу в качестве исходного сырья-отходов, которые в противном случае отправились бы на свалку. Он будет газифицирован при температуре 7000 градусов по Фаренгейту, прежде чем превратиться в водород.

Этим будет заниматься компания SGH2 Energy Global, которая является частью группы Solena. Её технология снижает выбросы углерода в два-три раза больше, чем зеленый водород, полученный с помощью электролиза и возобновляемых источников энергии. Также эта технология в пять-семь раз дешевле. Зеленый водород SGH2 является экономически конкурентоспособным с «серым» водородом, который производится из ископаемых видов топлива, что составляет большую часть используемого сейчас водорода.

«Прелесть здесь в том, что Ланкастер будет использовать это для транспортировки, но его также можно использовать для выработки электроэнергии», — говорит Роберт До, исполнительный директор SGH2. — «Он может храниться, а затем использоваться для различных целей. Это будет первая крупномасштабная зеленая водородная установка в мире».

Завод будет производить 11 тысяч килограммов зеленого водорода в сутки, 3,8 миллиона килограммов в год. Это почти в три раза больше, чем любая существующая или планируемая установка по производству зеленого водорода. Комплекс будет перерабатывать 40 000 тонн отходов ежегодно, в основном поставляемых городом Ланкастер,что позволит сэкономить ему $50 — $75 за тонну в расходах, связанных с полигонами.

Завод сейчас находится в стадии проектирования. Строительство начнется в 2021 году и, как ожидается, завод будет полностью введен в эксплуатацию в первом квартале 2023 года. Он будет расположен на пяти акрах и обойдется в 55 миллионов долларов. Водород будет использоваться для снабжения 42 водородных заправочных станций Калифорнии. Цель состоит в том, чтобы довести их количество до 100, а затем, в конечном итоге, до 1000, что зависит от спроса на зеленый водород. 

«Мы позиционируем себя как альтернативную энергетическую столицу мира», — говорит мэр Ланкастера Р. Рекс Паррис. — «Это технология, меняющая правила игры. Она не только решает наши проблемы с качеством воздуха и климатом, производя экологически чистый водород. Это также решает наши проблемы с пластмассами и отходами, превращая их в зеленый водород».

Каков потенциал чистого водорода? Bloomberg New Energy Finance говорит, что он может обеспечить 24% мировых потребностей в энергии к 2050 году, сократив уровень CO2 на 34%. Это может быть сделано по разумной цене, если будет принята благоприятная государственная политика, включая установление цены на углерод.

Преимущества водорода заключаются в том, что он является обильным, возобновляемым и экологически чистым. Водяной пар является единственным побочным продуктом топливного элемента автомобиля, который работает на водороде. Но этот газ трудно хранить, и его транспортировка по трубопроводам примерно на 30% дороже, чем транспортировка природного газа.

Доктор До из SGH2 говорит, что автомобили и легкие транспортные средства требуют 5 килограммов водорода при сжатии 700 бар на водородной заправочной станции. При цене $ 15 за килограмм, это стоит около $75. С пробегом в 500 миль цена конкурентоспособна. Двигатель внутреннего сгорания, который сжигает бензин, имеет коэффициент полезного действия 30%, говорит До, в то время как топливный элемент автомобиля с водородом имеет 75%, что объясняет лучший пробег на единицу энергии.

Гибридный автобус на топливных элементах FCHV-BUS, разработанный Toyota Motor Corp. и Hino Motors Ltd., стоит на водородной станции в Японии

В настоящее время топливные элементы используются для погрузочно-разгрузочного оборудования, такого как вилочные погрузчики, а также для питания телекоммуникационной инфраструктуры. Что касается транспортного сектора, то Honda, Hyundai и Toyota создают автомобили на топливных элементах. Тем временем, у FedEx Express работает грузовик для доставки водородных топливных элементов, у которого пробег составляет 240 километров при полном баке.

Агентство по охране окружающей среды США сообщает, что в 2018 году на электроэнергетику и транспорт приходилось 27% и 28% от общего объема антропогенных выбросов парниковых газов соответственно. Доктор До говорит, что водород может быть введен непосредственно в существующие газовые турбины или трубопроводы, хотя он имеет скорость смешивания 20%. Проект Интермаунтин питания в штате Юта является преобразование из угольного завода на завод природного газа комбинированного цикла, который будет затем создать чистую форму зеленого водорода и его транспортировки по трубопроводам в Лос-Анджелесе. 

Д-р До также говорит, что водородные транспортные средства имеют больший потенциал, чем электрические транспортные средства. Это связано с тем, что для включения питания водородного автомобиля требуется гораздо меньше времени, чем для электрического. Водородный бак и батарея топливных элементов весят в 10 раз меньше, чем аккумулятор электромобиля, отмечает он, добавив, что лучшие электромобили могут пройти 225 миль на одном заряде, в то время как водородные автомобили могут проехать 500 миль.

«Водород в конечном итоге займет большую долю рынка тяжелых транспортных средств, чем электромобили», — говорит главный исполнительный директор. — «Дальнобойные грузовики и автобусы выиграют. А если у вас есть машина, вам не нужен гараж с электрической розеткой — только водородный насос, и автомобиль готов к работе через 15 минут».

Если этот проект Ланкастера будет работать так, как рекламируется, перспективы водорода резко возрастут — не только в Калифорнии, но и во всем мире, где используемые пластмассы засоряют ландшафт и океаны. Эти отходы будут газифицированы и превращены в водород, который может работать как на электростанциях, так и на автомобилях — это критический шаг к достижению глобальных климатических целей и запуску декарбонизированной экономики.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ