चीन: हाइड्रोकार्बनबाट हाइड्रोजन - प्रविधि र पारिस्थितिकी? 

जब मानिसहरूले चीनमा हाइड्रोजनको बारेमा कुरा गर्छन्, धेरै मानिसहरू तुरुन्तै "हरियो" कल्पना गर्छन्। इलेक्ट्रोलिसिस। तर पृथ्वीको वास्तविकता, विशेष गरी औद्योगिक स्तरमा, अझै फरक छ। मुख्य भोल्युम अझै पनि हाइड्रोकार्बनबाट हाइड्रोजन हो, र यहाँ धेरै सूक्ष्मताहरू छन् जुन प्रायः उद्योग रिपोर्टहरूमा लुकाइन्छ। मैले स्टीम मिथेन रूपान्तरणमा धेरै परियोजनाहरूमा काम गरेको छु, र म भन्न सक्छु: यहाँ पारिस्थितिकीको बारेमा कुराकानीलाई साधारण नाराहरूमा सीमित गर्न सकिँदैन। यो अर्थशास्त्र, उपलब्ध टेक्नोलोजी, र त्यो कार्बन फुटप्रिन्ट बीचको निरन्तर ट्रेड-अफ हो जसको बारेमा सबैजना अहिले गम्भीर रूपमा चिन्तित छन्।

प्राविधिक आधार: SMR मात्र होइन

हो, स्टीम मिथेन सुधार (SMR) एक क्लासिक हो। तर चीनमा यसलाई स्थानीय कच्चापदार्थमा समायोजन गरेर कार्यान्वयन भइरहेको छ। हामी प्रायः आदर्श प्राकृतिक ग्याससँग होइन, तर सम्बन्धित पेट्रोलियम ग्यास वा कोक ओभन ग्याससँग पनि काम गर्छौं। संरचना अस्थिर छ, त्यसैले उत्प्रेरक संग टाउको दुखाइ। मलाई शान्क्सीको एउटा परियोजना याद छ, जहाँ कच्चा पदार्थमा सल्फरको मात्रा बढी भएकाले पूर्व-उपचार योजनालाई पूर्ण रूपमा परिमार्जन गर्नुपरेको थियो। मानक समाधानहरू उपयुक्त थिएनन्; नतिजाको रूपमा, जिंक अक्साइड र जिओलाइटहरूमा आधारित adsorbents संग एक हाइब्रिड प्रणाली विकसित भएको थियो। दक्षता स्तरमा पुगेको छ, तर रूपान्तरण उत्प्रेरकको सेवा जीवन अझै 15% ले घटेको छ। यो अनुकूलन को मूल्य हो।

आंशिक अक्सीकरण (POX) भारी फीडस्टकहरूको लागि फरक कथा हो। प्रविधि ऊर्जा-गहन छ र जटिल र महँगो अक्सिजन एकाइ चाहिन्छ। तर केहि अवस्थामा तपाईं बिना गर्न सक्नुहुन्न। लिओनिङको एउटा रिफाइनरीमा, तिनीहरू भर्खरै टार प्रशोधनका लागि POX एकाइको परिचय दिइरहेका थिए। मुख्य समस्या प्रक्रियामा पनि थिएन, तर साथमा उपकरणहरूमा - रिएक्टर र गर्मी एक्सचेंजरहरूको लागि गर्मी प्रतिरोधी मिश्र। क्षरण र क्षरण संग लगातार समस्या। चिनियाँ एनालॉगहरू सधैं टिकेनन्; महँगो आयातित सामाग्री खरिद गर्नु परेको थियो, जसले आयोजनाको आर्थिक लाभलाई सुरुमा अस्वीकार गर्यो।

अटोथर्मल रिफर्मिङ (एटीआर) लाई अझ लचिलो टेक्नोलोजीको रूपमा अहिले धेरै चर्चा छ। यो हाइड्रोजन उपज र उत्सर्जन को मामला मा राम्रो छ भनिन्छ। कागजमा - हो। तर व्यवहारमा, कुञ्जी अक्सिजन/स्टीम/फिड अनुपातको सटीक नियन्त्रण हो। थोरै असफलता र इष्टतम प्रक्रियाको सट्टामा तपाईं या त कालिलो वा अपरिवर्तित मिथेनसँग समाप्त हुन्छ। मैले पायलट कम्प्लेक्समा यस्तो स्थापना सुरु गर्ने प्रयास देखें। नियन्त्रण प्रणाली आदर्श प्रयोगशाला अवस्था अन्तर्गत "तीखो" थियो, तर वास्तविकतामा, ग्याँस लाइन मा दबाव उतार-चढ़ाव सबै बर्बाद भयो। एल्गोरिदमहरू ठीक-ट्यून गर्न एक महिना लाग्यो। त्यसैले टेक्नोलोजी आशाजनक छ, तर अझै पनि धेरै "दौडन" आवश्यक छ। क्षेत्र मा।

पारिस्थितिक विरोधाभास र CCS चाल

यो मुख्य बाधा हो। मिथेनबाट हाइड्रोजन उत्पादन गर्दा अनिवार्य रूपमा CO2 उत्पादन हुन्छ। धेरै। त्यसकारण, अब चीनका सबै परियोजनाहरू जुन "कम कार्बन" भएको दाबी गर्छन्, उपसर्ग "CCS-ready?" सँग आउँछन्। वा कार्बन कब्जा? तर तयारी एउटा कुरा हो, र वास्तविक कार्यान्वयन अर्कै कुरा हो। मुख्य समस्या क्याप्चर टेक्नोलोजी पनि होइन (यद्यपि यो महँगो छ), तर रसद र भण्डारण। यो CO2 कहाँ जानुपर्छ? कारखाना नजिकै औद्योगिक स्तरमा भण्डारणको लागि धेरै भौगोलिक संरचनाहरू छैनन्।

आयोजना मूल्याङ्कनमा संलग्न थिएहाइड्रोकार्बनबाट हाइड्रोजनसिनजियाङमा पूर्ण चक्र CCS संग। प्राविधिक रूपमा, सबै कुरा गणना गरिएको छ: 90% क्याप्चर, एक पाइपलाइन CO2 150 किलोमिटर एक समाप्त ग्यास क्षेत्रमा ढुवानी गर्न। तर अर्थतन्त्र डगमगाएको छ । प्रति टन CO2 को लागत र गाडिएको "स्वच्छ" CO2 बाट सम्भावित नाफाहरू खान्छ। हाइड्रोजन। यो परियोजना अन्ततः स्थिर भयो, ठूलो सरकारी अनुदान वा कार्बन कोटाको लागि उच्च मूल्यको पर्खाइमा। अहिलेसम्म, चीनमा सीसीएस एक सामूहिक अभ्यास भन्दा एक प्रदर्शन परियोजना हो।

अर्को बिन्दु अप्रत्यक्ष उत्सर्जन हो। सबैले रूपान्तरण प्रक्रियाबाटै कार्बन गणना गर्छन्, तर तिनीहरू प्रायः "खैरो" भागको बारेमा बिर्सन्छन्। कम्प्रेसरहरू, पम्पहरू, नियन्त्रण प्रणालीहरूको सञ्चालनको लागि बिजुलीको उत्पादनबाट पदचिह्न। यदि प्लान्ट कुनै क्षेत्रमा अवस्थित छ जहाँ नेटवर्क कोइलासँग जोडिएको छ, तब समग्र उत्सर्जन चित्र 20-25% ले बिग्रन्छ। त्यसकारण, अब, डिजाइन गर्दा, तिनीहरूले आफ्नो नवीकरणीय ऊर्जा स्थापनाहरू प्रयोग गर्दै छन्, कम्तिमा आंशिक रूपमा आवश्यकताहरू कभर गर्न। तर यसले फेरि मूल्य बढाउँछ।

उपकरण र स्थानीयकरण: हामी अहिले कहाँ छौं?

पहिले, प्रमुख उपकरणहरू - सुधारकहरू, सिङ्गास कम्प्रेसरहरू, PSA प्रणालीहरू - सक्रिय रूपमा Linde, एयर उत्पादनहरू, Topsoe बाट खरिद गरिएको थियो। अहिलेको प्रवृत्ति पूर्ण स्थानीयकरणतर्फ छ । सिन्थेसिस ग्याँस स्तम्भहरू, ताप एक्सचेन्जरहरू र नियन्त्रण प्रणालीहरूको निर्माणमा चिनियाँ उत्पादकहरूले पहिले नै राम्रो स्तरमा पुगिसकेका छन्। तर त्यहाँ अझै पनि उत्प्रेरकहरू र उच्च-तापमान क्षेत्रहरूको लागि केही विशेष मिश्रहरूसँग कठिनाइहरू छन्।

संग काम गर्दैचेङ्दु यिझी टेक्नोलोजी कं(यो Huaxi टेक्नोलोजी द्वारा बनाईएको एक डिजाइन संस्थान हो), उनीहरूको दृष्टिकोण अवलोकन गर्यो। तिनीहरूले तयार समाधानहरू मात्र नक्कल गर्दैनन्, तर प्रायः ग्राहकको विशिष्ट कच्चा मालको लागि टेक्नोलोजी प्याकेजहरू अनुकूलन गर्छन्। तिनीहरूको वेबसाइटyzkjhx.ruवास्तवमा, त्यस्ता गैर-मानक परियोजनाहरूको पोर्टफोलियो हो। तिनीहरूको आफ्नै विकास छ - सल्फर विषाक्ततामा बढेको प्रतिरोधको साथ मिथेन रूपान्तरणको लागि बहु-तह उत्प्रेरक। सिचुआन मा एक स्थापना मा लागू। परिणामहरू खराब छैनन्, तर फेरि, आदर्श अवस्थाहरूको लागि। लोड मा अचानक परिवर्तन संग, गतिविधि आयात एनालग को भन्दा छिटो घट्यो। प्रगति छ, तर पूर्ण समानतामा पुग्न हामीले अझै काम गर्नुपर्छ।

एक रोचक मामला कम र मध्यम शक्ति को तैयार मोड्युलर स्थापना को उपयोग हो। यो विकेन्द्रीकृत हाइड्रोजन उत्पादन को लागी एक प्रवृत्ति हो, उदाहरण को लागी ग्यास स्टेशनहरु को लागी। यिझी टेक्नोलोजी लगायत चिनियाँ कम्पनीहरू यहाँ धेरै सक्रिय छन्। जम्मा, जडान, सुरु। तर उत्तरी चीनमा कडा जाडो वा दक्षिणमा उच्च आर्द्रतामा यस्ता "बक्स बाहिर" समाधानहरूको विश्वसनीयता ठूलो प्रश्न हो। बारम्बार मर्मत बन्द र फिल्टर प्रतिस्थापन। विश्वसनीयता अझै पनि ठूला स्टेशनरी कम्प्लेक्सहरू भन्दा कम छ।

मध्यवर्ती: संश्लेषण ग्याँस को भूमिका

के अक्सर बेवास्ता गरिन्छ कि हाइड्रोजन उत्पादन सधैं अन्तिम लक्ष्य होइन। संश्लेषण ग्याँस आफैमा एक मूल्यवान कच्चा माल हो। चीनमा, यसको शक्तिशाली रासायनिक उद्योगको साथ, यो आलोचनात्मक रूपमा महत्त्वपूर्ण छ। धेरै परियोजनाहरू प्रारम्भमा लचिलो उत्पादनको रूपमा परिकल्पना गरिन्छ: आज हामी रिफाइनरीहरूको लागि हाइड्रोजनको उपज अधिकतम गर्छौं, भोलि हामी मेथानोल वा अमोनियाको उत्पादनको लागि मोड स्विच गर्छौं।

मैले यस्तो अवस्था देखेँ जहाँ बजारको अवस्था (हाइड्रोजनको मूल्य घट्यो, मिथेनोलको मूल्य बढ्यो) परिवर्तनका कारण अपरेटिङ सिस्टम तुरुन्तै परिवर्तन गर्नुपर्‍यो। यो केवल एक सेटअप थिएन, तर हाइड्रोजन फाइन शुद्धिकरण प्रणाली (PSA) मा कारतूसको भौतिक प्रतिस्थापन र कम्प्रेसर प्रणालीको पुन: समायोजन थियो। डाउनटाइम लगभग एक महिना थियो। अब, नयाँ स्थापनाहरू डिजाइन गर्दा, धेरै ठूलो लचिलोपन भित्र निर्मित छ, तर यसको अर्थ पुन: पूंजी लागतमा वृद्धि हो।

अर्को पक्ष हाइड्रोजन को शुद्धता हो। इन्धन कक्षहरूलाई शुद्धीकरणको उच्चतम डिग्री चाहिन्छ (99.999% सम्म)। हाइड्रोकार्बन कच्चा पदार्थ प्रयोग गरेर यसलाई हासिल गर्न गाह्रो र महँगो छ। मुख्य अशुद्धता - CO र CO2 - इन्धन सेल उत्प्रेरकको लागि विषहरू हुन्। मानक सोखना विधिहरूले सधैं इच्छित परिणाम दिँदैन। तपाईंले संयोजन गर्नुपर्छ: उच्च-तापमान रूपान्तरण, त्यसपछि निम्न-तापमान रूपान्तरण, त्यसपछि PSA, र कहिलेकाहीँ झिल्ली विभाजन। प्रत्येक अतिरिक्त चरण दबाब, ऊर्जा र निस्सन्देह, पैसाको हानि हो। त्यसकारण, "ट्रान्सपोर्टको लागि हाइड्रोजन?" मिथेनले अझै पनि तेल प्रशोधनका लागि समान हाइड्रोजनसँग मूल्यमा प्रतिस्पर्धा गर्न सक्दैन, जहाँ शुद्धता आवश्यकताहरू कम छन्।

अगाडि हेर्दै: यो खण्डमा के हुनेछ?

हरियो हाइड्रोजन वरिपरि सबै प्रचार को बावजूद, हाइड्रोकार्बन को खैरो र नीलो रेखाहरु लाई लामो समय को लागी चीन मा हावी हुनेछ। कारणहरू पूर्वाधार, लागत र सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कच्चा पदार्थको उपलब्धता हुन्। प्रश्न यो छ कि यो प्रक्रियालाई वातावरणीय दृष्टिकोणबाट कसरी स्वीकार्य बनाउने। मलाई लाग्छ कि भविष्य कुनै एक सफलतामा होइन, तर उपायहरूको सेटमा छ: CCS को क्रमशः परिचय जहाँ यो भौगोलिक र आर्थिक रूपमा न्यायोचित छ; स्थापनाहरूको विद्युत आपूर्तिको लागि नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूको साथ हाइब्रिडाइजेशन; र उत्पादनको प्रति एकाइ कच्चा माल र ऊर्जा खपत कम गर्न उत्प्रेरक र थर्मल सर्किट को दक्षता मा लगातार काम।

धेरै कार्बन मूल्य निर्धारण नीतिहरूमा निर्भर हुनेछ। यदि CO2 उत्सर्जनको लागत महत्त्वपूर्ण हुन्छ भने, परियोजनाहरूको अर्थशास्त्र नाटकीय रूपमा परिवर्तन हुनेछ। अब धेरै निर्णयहरू दीर्घकालीन इकोलोजीको सट्टा अल्पकालीन अर्थशास्त्रमा आधारित हुन्छन्।

व्यक्तिगत रूपमा, म हाइड्रोजनको लागि हाइड्रोकार्बन फिडस्टकको आसन्न पूर्ण परित्यागको बारेमा शंकास्पद छु। बरु, हामी यसको आला देख्नेछौं। ठूला, आधुनिक, सम्भवतः हाइब्रिड (आंशिक रूपमा बायोमेथेन प्रयोग गरी) उपभोग केन्द्रहरू वा CO2 भण्डारण साइटहरू नजिकको परिसरहरू। र दुर्गम वा साना उपभोक्ताहरूका लागि नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरूद्वारा संचालित इलेक्ट्रोलाइजरहरू विकास गरिनेछ। तर आधार - रासायनिक उद्योग, तेल प्रशोधन - अर्को 20-30 वर्षको लागि मिथेन र यसको एनालॉगहरूको रूपान्तरणको लागि प्रविधिहरूमा आधारित रहनेछ। मुख्य कुरा समस्याहरू लुकाउनु होइन, तर तिनीहरूमा इमानदारीपूर्वक काम गर्न, वातावरणीयहरू सहित सबै लागतहरूलाई ध्यानमा राख्दै।