Видение художником завода по производству водорода Ways2H, располагающегося на территории больницы. Фото: Ways2H
В то время как возобновляемые источники энергии ведут борьбу с ископаемым топливом за то, чтобы перейти на экологически чистые способы производства водорода, в схватку за лидерство в области декарбонизации мировых экономик готов вступить третий претендент, который предлагает свое собственное решение: производить водород из отходов.
Калифорнийский стартап Ways2H предлагает перерабатывать твердые бытовые отходы (ТБО) - мусор, выбрасываемый населением и предприятиями, а также пластмассы и опасные медицинские отходы - в водород по гораздо более низкой цене, чем если бы его произвели с помощью возобновляемых источников энергии и электролиза.
«Стоимость производства водорода очень сильно зависит от того, по какой цене его в дальнейшем купят, сейчас комфортный уровень находится в районе 5 долларов за килограмм», - говорит генеральный директор компании Жан-Луи Киндлер. «В дальнейшем появится возможность снизить цену и продавать водород, скажем, по 3 доллара за килограмм… [в течение] пяти лет».
Для сравнения, согласно данным Hydrogen Europe, стоимость водорода, полученного с помощью ветровой или солнечной энергии, сегодня составляет около 11-16 долларов США за килограмм, хотя и отмечается, что она может сократиться вдвое к 2023-25 году.
Одна из причин, по которой стоимость водорода, полученного из отходов, будет относительно низкой, заключается в том, что доступ к сырью для переработки не потребует высоких затрат.
Перерабатывающие установки проекта Ways2H смогут работать 24 часа в сутки, 365 дней в году - в отличие от электролизеров, которые должны питаться только от энергии ветра и солнца. Эффективность - это еще одна причина, которая будет способствовать снижению производственных затрат.
Авторы идеи утверждают, что энергетический сектор необходимо обезуглерожить, что потребует огромное количество гигаватт ветровой и солнечной энергии, особенно в связи с предстоящим ростом спроса на электромобили.
«Логичнее использовать эту энергию для зарядки электромобилей, а не для электролиза воды при производстве водорода».
«В местах, где отсутствует возможность создания ветровой или солнечной энергогенерации, превращение отходов в водород имеет еще больший смысл - везде, где живут люди, образуются отходы, но не везде, где люди живут, существуют благоприятные условия для возобновляемой энергетики».
Киндлер считает, что однажды отходы могут обеспечить треть мировых потребностей в экологически чистом водороде.
Еще одна причина для переработки ТБО, содержащих более 50% биомассы, в водород, заключается в том, что отходы со свалок являются основным источником метана - парникового газа, который намного более опасен для климата, чем CO₂. Использование этой биомассы означает, что этот метан не будет выброшен в атмосферу.
Ways2H - совместное предприятие американской компании Clean Energy и японской корпорации Blue Energy Corporation (JBEC) - использует технологию, которую JBEC разрабатывала последние 20 лет.
Исходное сырье, из которого предварительно удалены инертные материалы, такие как металл и стекло, сначала проходит подготовительный этап, в котором отходы измельчаются до частиц размером от 0,5 до 3 см.
Затем полученный материал подается по винтовому конвейеру в газификационный сосуд, где смешивается с керамическими шариками, которые предварительно нагреваются до температуры около 1000 °C.
При этих температурах большая часть органических отходов и пластмасс превращается в смесь метана, водорода, оксида углерода и CO₂. Твердый остаток, состоящий из углерода и минералов, приобретает вид полукокса, который извлекается из установки вместе с остатками инертных материалов, не до конца убранных из смеси на подготовительном этапе.
Далее газовая смесь поступает в емкость для риформинга, где добавляется пар, вследствие чего метан расщепляется на водород, моноксид углерода и диоксид, чтобы улучшить соотношение водорода и приблизить его к более чем 50% всего объема.
Загрязняющие вещества, которые могут появиться в этом процессе, такие как хлор и сера, удаляются. Полученный синтез-газ очищается, и сепаратор восстанавливает чистый водород, а углеродные газы либо выбрасываются в воздух, либо улавливаются.
Полукокс, извлеченный из установки газификации, сжигается в отдельном устройстве, а тепловая энергия используется для нагрева керамических шариков до 1000 °C.
На каждую тонну сухих отходов, поступающих в систему, можно получить примерно 40-50 кг водорода, хотя результат может варьироваться в пределах от 30 до 120 кг в зависимости от состава отходов. Любая влага, присутствующая в сырье содержит водород, что также способствует увеличению выработки H₂.
Установки Ways2H выпускаются в двух вариантах: мобильное решение, способное перерабатывать одну тонну отходов в день, которое поместится в три транспортных контейнера, и масштабируемые стационарные решения, которые могут перерабатывать от восьми до 50 тонн сырья в день.
Ways2H имеет в распоряжении мобильную демонстрационную установку, находящуюся в Японии, которая может производить 50 кг водорода в день, и ведет переговоры о создании трех коммерческих пилотных проектов в Калифорнии, Японии и Южной Америке.
Компания также ведет переговоры с калифорнийскими медицинскими центрами о разработке проектов, которые позволили бы перерабатывать медицинские отходы, включая все средства индивидуальной защиты, необходимые во время пандемии коронавируса, в водород.
Написать комментарий