Çin: metanolden hidrojene - enerjinin geleceği? 

"Metanolden hidrojene" sözünü duyduğunuzda birçok kişinin aklına hemen laboratuvar kurulumları ve uzak gelecek geliyor. Ancak gerçekte atölyeler zaten katalizör ve aşırı ısıtılmış buhar kokuyor. Asıl soru “çalışıyor mu?” değil, “nerede ve nasıl çalışacak?”.

Teoriden atölyeye: insanların tökezlediği yer

Fikir basit: metanolü hidrojen ve CO2'ye parçalamak. Teorik olarak verimlilik yüksektir, metanolün taşınması kolaydır. Ancak kurulumu hidrojen kamyonları için uzaktaki bir benzin istasyonunda çalıştırmayı deneyin. İlk sorun hammadde kalitesidir. Teknik metanol şişedeki bir reaktif değildir. Yabancı maddeler, özellikle de klor, katalizörü yıllar değil aylar içinde öldürür. Zaten dar olan marjı tüketen ek temizlik uygulamamız gerekiyor.

İkinci nokta ısı dengesidir. Reaksiyon endotermiktir ve sürekli bir ısı kaynağı gerektirir. Laboratuvarda her şey mükemmeldir ancak endüstriyel koşullarda, özellikle de değişken yükler altında stabiliteyi korumak bir sanattır. Shandong'daki ilk ticari tesislerden birinde mühendislerin haftalarca sıcaklık dalgalanmalarıyla nasıl mücadele ettiğini gördüm. reaktörde hidrojen veriminin dalgalanmasına neden oldu. Yalnızca neredeyse sıfırdan yazılmış özel bir kontrol sistemi kullanmaya karar verdik.

Ve altyapı hakkında daha fazlası. Hidrojenin özellikle yakıt hücreleri için temiz olması gerekiyor. Ancak reformasyondan sonra CO gelir, yakılır ve sonra saflaştırılır. Her adım verimlilik ve para kaybıdır. %99,999'luk ultra saflık için çabalamak değil, süreci belirli bir uygulama için optimize etmek genellikle daha karlıdır. Örneğin, bazı sabit yakıt hücreli enerji santralleri için biraz daha düşük standartlar kabul edilebilir.

Durum: beklenmedik niş - uzaktaki nesneler

Teknoloji neredemetanol-hidrojenilk gerçek toprağı mı buldunuz? Mega şehirlerde değil, uzak madencilik işletmelerinde veya bilimsel üslerde. Sıvılaştırılmış hidrojenin taşınmasının altın değerinde olduğu ve dizel jeneratörlerden elde edilen elektriğin daha da pahalı olduğu yerlerde. Metanol tankıyla çalışan konteyner tipi bir ünite aylarca çalışabilir.

Qinghai'deki bir meteoroloji istasyonu projesini hatırlıyorum. Görev, bir dizi cihaza ve bir konut modülüne enerji sağlamaktır. Güneş panelleri - tutarsız, dizel - gürültü ve emisyonlar. 50 kW'lık metanol reforming ünitesi kurduk. Temel sorun lojistikti: metanol yılda iki kez ithal ediliyordu ve yakıt hücreleri için tesiste hidrojen üretiliyordu. Sistem, dizel yakıtın helikopterle ulaştırılması maliyetinden tasarruf ederek kendini 4 yılda amorti etti.

Ancak burada bile bazı sorunlar var. Kışın -30°C'de üniteyi çalıştırmak sorun oluyordu. Metanol kalınlaşır, boru hatlarının ısıtılması gerekir. Aynı yakıtı kullanarak bir ön ısıtma sistemi geliştirmemiz gerekiyordu. Önemsememek? Kağıt üzerinde - evet. Sahada haftalarca kesinti ve yeniden çalışma söz konusudur.

Mühendisliğin rolü: neden?donanım? formülden daha önemli

Burada çoğu şey kurulumu kimin kurduğuna bağlıdır. Daha iyi bir katalizör satın alabilirsiniz, ancak ısı eşanjörü gerçek akış değişiklikleri dikkate alınmadan tasarlanmışsa hiçbir işe yaramayacaktır. Kimya mühendisliğinden doğan Çinli şirketlerin çoğu zaman burada bir avantajı var. Döngüye dayanıklı reaktörlerin nasıl üretileceğini biliyorlar.

Örneğin şunu ele alalım:Chengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.(kendi web siteleriyzkjhx.ru). Bu bir kimya şirketi tarafından oluşturulan bir tasarım enstitüsüdür. Profilleri ?sihirli? satmıyor teknolojiler değil, belirli bir tesis veya ürün için kapsamlı mühendislik. Portföylerine baktığınızda sadece diyagramları değil, aynı zamanda metal yorgunluğuna ilişkin hesaplamaları, çalışma ortamlarının analizlerini, belirli marka pompaların tedarikçilerine yönelik önerileri de görürsünüz. Bu, birçok startup'ın eksik olduğu uygulamadır.

Yaklaşımları genellikle entegrasyona dayanmaktadır. Sadece "işte sizin için bir reformasyon ünitesi?" değil, "işte atölyenize nasıl uyum sağlayacağı, mevcut buhar devresine nasıl bağlanacağı, ham maddeleriniz için ne gibi modifikasyonlara ihtiyaç duyulacağı?". Bu, devreye alma aşamasındaki riskleri azaltır. Fiberglas üretimi için bir hidrojen projeleri vardı; burada önemli olan maksimum saflık değil, kararlı çıkış basıncıydı. Bunu kademeli tampon tankları aracılığıyla gerçekleştirdik; tesis yerleşim planına bakarak yerinde bulduğumuz basit ama etkili bir çözüm.

Ekonomi: sayılar toplandığında

"Yeşil gelecek" hakkındaki tüm konuşmalar basit bir soruyla özetleniyor: Bir kilogram hidrojenin üretim maliyeti ne kadar? Günümüzün kömürden elde edilen metanolüyle ekonomi sallantıda. Biyometanolden ya da “yeşil”den bahsettiğimizde her şey değişiyor. Yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak sentezlenen metanol. Ama yine de pahalı.

Günümüzde az çok karlı senaryolar hibrit senaryolardır. Örneğin, kimyasal üretimden elde edilen yan ürün metanolün kullanımı. Veya kojenerasyon: Prosesin ekzotermik aşamalarından gelen ısı, reaktörü ısıtmak veya tesisi ısıtmak için kullanılır. Enerji akışının bu kadar kapsamlı bir muhasebesi yapılmazsa, proje genellikle başarısızlıkla sonuçlanır.

Bir lojistik merkez için hesaplamalar gördüm. Sıvılaştırılmış hidrojen tedariği, yerinde elektroliz ve metanol reformasyonu karşılaştırıldı. Mevcut elektrik tarifeleri ve metanol fiyatında reformun elektrolizden %15-20 daha ucuz olduğu ortaya çıktı. Ancak bu fark bölgeye göre büyük ölçüde değişmektedir. Hidroelektrik enerjisinin ucuz olduğu illerde elektroliz şimdiden kazanıyor. Bu, evrensel bir cevabın olmadığı anlamına gelir; her site için ayrı ayrı saymanız gerekir.

Sırada ne var: devrim değil, evrim

bunu beklemiyorummetanol-hidrojendiğer tüm yöntemlerin yerini alacaktır. Bu sihirli bir değnek değil. Bu, belirli alanlar için oldukça pragmatik bir araçtır: uzaktan enerji, yan ürünlerin kullanımı, CO2 geri kazanımlı hibrit sistemler. İlerleme, yeni bir sihirli katalizörün keşfinde değil, küçük şeylerde olacak: ısı eşanjörleri için daha ucuz ve daha dayanıklı malzemeler, ham maddelerin kalitesine gerçek zamanlı olarak uyum sağlayan akıllı kontrol sistemleri.

Bu arada, CO2 geri dönüşümü hakkında. Bu genellikle bir kenara bırakılır, ancak baskı giderek artıyor. Yeni projelerde halihazırda yakalama modülleri kuruluyor, ancak bu da yine maliyeti artırıyor. Ancak belki de bu CO2 için bir pazar ortaya çıkarsa, örneğin rezervuarlara enjeksiyon veya kimyasalların sentezi için bu yeni bir etken haline gelecektir.

Yani bana göre gelecek dev fabrikalarda değil, modüler, uyarlanabilir sistemlerde yatıyor. Öyle ki, bugün bir hidrojen boru hattı döşemenin ekonomik veya teknik açıdan kârsız olduğu yerlerde hızla konuşlandırılabilir. Hızlı ölçeklendirme deneyimi ve maliyete gösterdiği özen ile Çin mühendisliğinin çok büyük bir rol oynayabileceği yer burasıdır. “Enerjinin geleceği” bu mu olacak? Aksine, onun önemli ve pragmatik kısmıdır.