चीन: क्या हाइड्रोकार्बन से प्राप्त हाइड्रोजन पर्यावरण के अनुकूल है? 

यहां एक प्रश्न है जो ग्राहकों के साथ बातचीत और उद्योग बैठकों में हर समय उठता रहता है। हर कोई एक सरल उत्तर की तलाश में है, लेकिन कोई सरल उत्तर नहीं है। बहुत से लोग तुरंत कहते हैं: "यह किस प्रकार का हरा है?" हाइड्रोजन, यदि स्रोत गैस या कोयला है? यह एक कदम पीछे है!? लेकिन जिन परियोजनाओं में हम भाग लेते हैं उनकी वास्तविकता इन लेबलों से कहीं अधिक जटिल है।

इस "नीले" के पैर कहाँ से आते हैं? हाइड्रोजन

यह सब इस तथ्य से शुरू हुआ कि चीन को यहीं और अभी हाइड्रोजन की आवश्यकता है। परिवहन के लिए, उद्योग के लिए, समान रसायन विज्ञान के लिए। नवीकरणीय स्रोत (आरईएस) तेजी से बढ़ रहे हैं, लेकिन मांग का पैमाना बहुत बड़ा है। और स्वच्छ "हरित" के लिए बुनियादी ढाँचा अभी तक H2 नहीं है। लेकिन गैस पाइपलाइन हैं। कोयले के भण्डार हैं। और रूपांतरण प्रौद्योगिकियां दशकों से विकसित की गई हैं। तर्क सरल है: जो हाथ में है हम उसे ले लेते हैं और प्रक्रिया को स्वच्छ बनाने का प्रयास करते हैं। यहीं पर जोर दिया गया हैकार्बन कैप्चर(सीसीएस/सीसीयूएस)। इसके बिना, 'हाइड्रोकार्बन से कम कार्बन हाइड्रोजन' की पूरी अवधारणा? यह बस अलग हो जाता है।

व्यवहार में, यह इस तरह दिखता है: हम पुराने भाप मीथेन सुधारकों (एसएमआर) के बारे में बात नहीं कर रहे हैं जो भाप इंजनों की तरह धूम्रपान करते हैं। हम नए या आधुनिकीकृत परिसरों के बारे में बात कर रहे हैं, जहांCO2 उत्सर्जनइन्हें वायुमंडल में छोड़ा नहीं जाता है, बल्कि इन्हें पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन यहाँ पहला ख़तरा है: दक्षता पर कब्जा। सिद्धांत रूप में, आप 90% या अधिक पकड़ सकते हैं। व्यवहार में, मौजूदा चीनी परियोजनाओं में, आंकड़े अक्सर अधिक मामूली होते हैं - 60-75%। क्यों? अर्थशास्त्र के प्रश्न, कैप्चर प्रक्रिया के लिए ऊर्जा लागत और, गंभीर रूप से, भूविज्ञान - फिर इस CO2 को कहाँ पंप किया जाए।

मुझे शुरुआती परियोजनाओं में से एक याद है जहां हम कोक ओवन गैस से हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए एक संयंत्र में सीसीएस इकाई के एकीकरण का मूल्यांकन कर रहे थे। मॉडलिंग में संख्याएँ सुंदर थीं, लेकिन जब उन्होंने पूरी श्रृंखला के साथ संतुलन की गणना करना शुरू किया - शर्बत पुनर्जनन के लिए अतिरिक्त भाप की खपत से लेकर संपीड़ित CO2 की रसद - "हरियाली" तक? संपूर्ण विचार बहुत धूमिल हो गया है। परिणाम "नीला" नहीं, बल्कि "नीला-भूरा" था। हाइड्रोजन. लेकिन वास्तव में ऐसे प्रयास, यहां तक ​​कि अपूर्ण भी, वही डेटा प्रदान करते हैं जिसके बिना आगे बढ़ना असंभव है।

तकनीकी रसोई: न केवल सुधार

जब वे कहते हैं "हाइड्रोकार्बन से हाइड्रोजन", तो हर कोई तुरंत मीथेन के बारे में सोचता है। लेकिन चीन में कोयला बहुत बड़ी भूमिका निभाता है। कोयले का भाप गैसीकरण एक इतिहास वाली तकनीक है, और अब इसे हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था के लिए सक्रिय रूप से विकसित किया जा रहा है। समस्या यह है कि कोयला शुद्ध कार्बन नहीं है। सल्फर, राख, अन्य अशुद्धियाँ। आपको हाइड्रोजन मिलेगा, लेकिन संश्लेषण गैस के प्रारंभिक शुद्धिकरण और उसके बाद H2 के पृथक्करण पर कितनी ऊर्जा खर्च होगी? और फिर से CO2 के साथ प्रश्न: गैसीकरण के दौरान यह गैस सुधार के दौरान और भी अधिक बनता है।

यहां उन विशिष्ट संस्थानों के काम को देखना दिलचस्प है जो पूर्ण-चक्र इंजीनियरिंग में लगे हुए हैं। यहाँ, उदाहरण के लिए,चेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी(उनकी वेबसाइट हैhttps://www.yzkjhx.ru), यह वास्तव में Huaxi Technology द्वारा बनाया गया डिज़ाइन संस्थान है। वे न केवल प्रौद्योगिकी बेचते हैं, बल्कि टर्नकी परियोजनाओं का संचालन भी करते हैं। - प्रक्रिया मॉडलिंग से लेकर कमीशनिंग तक। उनके पोर्टफोलियो में हाइड्रोजन युक्त गैसों के शुद्धिकरण के लिए संयंत्र शामिल हैं, और यह एक महत्वपूर्ण चरण है। क्योंकि भले ही आपने कार्बन पर कब्जा कर लिया हो, यदि आपका अंतिम उत्पाद सीओ अशुद्धियों के साथ हाइड्रोजन है, जो ईंधन सेल को जहर देगा, तो पूरा बिंदु खो गया है।

उनके इंजीनियरों के साथ बातचीत से एक बात सामने आई: वे यह नहीं छिपाते कि मुख्य चुनौती प्रक्रिया की रसायन विज्ञान नहीं है, बल्कि प्रयोगशाला में नहीं, बल्कि वास्तविक उत्पादन स्थितियों में इसकी ऊर्जा दक्षता और उपकरण विश्वसनीयता है। अक्सर ग्राहक "सबसे आधुनिक" चाहता है, लेकिन जब आप गैस पृथक्करण या जहर-प्रतिरोधी उत्प्रेरक के लिए अत्यधिक कुशल झिल्ली का अनुमान दिखाते हैं, तो बातचीत समझौते की ओर मुड़ जाती है।

पर्यावरण मित्रता: एक पूर्ण चक्र पर भरोसा करें

यह शायद सबसे महत्वपूर्ण बात है. क्या ऐसे हाइड्रोजन को पर्यावरण के अनुकूल कहा जा सकता है? यह सब गणना की सीमाओं पर निर्भर करता है। यदि हम केवल संस्थापन से हाइड्रोजन के निकास बिंदु को लेते हैं, तो शायद हां, खासकर यदि CO2 दब गया हो। लेकिन अगर हम पूर्ण जीवन चक्र (एलसीए) पर विचार करें - गैस/कोयला उत्पादन, उनका परिवहन, मीथेन हानि, सीसीएस कंप्रेसर के संचालन के लिए ऊर्जा, सीओ2 भंडारण सुविधाओं के रिसाव के जोखिम - तस्वीर बदल जाती है।

हमने शांक्सी में एक परियोजना के लिए आंतरिक विश्लेषण किया था। क्या आपने तुलना की है ?नीला? हरे रंग के आयात के साथ स्थानीय कोयले से हाइड्रोजन? अमोनिया के रूप में हाइड्रोजन. गैस स्टेशन पर उपयोग के समय कार्बन पदचिह्न द्वारा? नीला? बेहतर था. लेकिन जब मॉडल में दीर्घकालिक जोखिम जोड़े गए (उदाहरण के लिए, 50 वर्षों के भीतर भूवैज्ञानिक भंडार के आंशिक क्षरण की संभावना), तो लाभ भ्रामक हो गया। इसका मतलब यह नहीं है कि ?नीले रंग से? हाइड्रोजन को छोड़ देना चाहिए। इसका मतलब यह है कि इसकी भूमिका संक्रमणकालीन प्रौद्योगिकी की है। यह यहां और अभी हाइड्रोजन की मांग पैदा करने, ईंधन भरने वाला नेटवर्क बनाने और लॉजिस्टिक्स स्थापित करने में मदद करता है। और इसके समानांतर, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों से उत्पादन बढ़ना चाहिए।

वैसे, जोखिमों के बारे में। मीथेन रिसाव के आसपास बहुत शोर है। गैस निकालते और परिवहन करते समय, मीथेन एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है। यदि इन रिसावों को नियंत्रित नहीं किया गया, तो सुधारक पर सीसीएस के संपूर्ण जलवायु लाभ को नकारा जा सकता है। चीन में अब इस पर ज्यादा ध्यान दिया जा रहा है, लेकिन मॉनिटरिंग सिस्टम अभी भी हर जगह लागू नहीं किया जा सका है. क्या यह वही "गंदा" है? एक व्यावहारिक विवरण जो अक्सर एक सुंदर अवधारणा में छूट जाता है।

फ़ील्ड अवलोकन: क्या काम करता है और क्या नहीं

कागज़ पर सब कुछ सहज है. वास्तव में, आपको ऐसी चीजें देखने को मिलती हैं जिनके बारे में रिपोर्टों में नहीं लिखा जाता है। उदाहरण के लिए, संक्षारण. अमीन समाधान का उपयोग करके CO2 कैप्चर के साथ काम करने वाली इकाइयाँ धातु के लिए नर्क हैं। उच्च आर्द्रता, तापमान, रासायनिक रूप से सक्रिय वातावरण। मैंने एक इंस्टालेशन देखा जहां अमीन पुनर्जनन इकाई के लगभग सभी हीट एक्सचेंजर्स को दो वर्षों में बदल दिया गया था। सिर्फ इसलिए कि उपकरण आपूर्तिकर्ता ने स्टील के ग्रेड पर बचत की। ग्राहक प्रौद्योगिकी के गैर-पर्यावरण अनुकूल होने के बारे में चिल्ला रहा था, लेकिन समस्या एक साधारण इंजीनियरिंग गलती थी।

दूसरा बिंदु कच्चा माल है। नेटवर्क में प्राकृतिक गैस की गुणवत्ता परिवर्तनशील है। उच्च हाइड्रोकार्बन या सल्फर की उच्च सामग्री के साथ बैच पहुंचे - और यही है, सुधार उत्प्रेरक का ऑपरेटिंग मोड बाधित हो गया है, दक्षता गिर गई है, उत्सर्जन बढ़ गया है। या कोयला: इसकी संरचना हर कार में अलग-अलग होती है। सिस्टम लचीला होना चाहिए, और यह महंगा है। पहली पीढ़ी की कई परियोजनाओं ने इस पर ध्यान नहीं दिया और अब वे लाभप्रदता के कगार पर चल रही हैं या निष्क्रिय हैं।

इसीलिए इस रास्ते पर चलने वाली कंपनियों का अनुभव मूल्यवान है। आइए उदाहरण पर वापस जाएंचेंगदू यिझी प्रौद्योगिकी कंपनी. उनके विवरण से यह स्पष्ट है कि यह कोई स्टार्टअप नहीं है, बल्कि 120 मिलियन युआन की पंजीकृत पूंजी वाला एक संस्थान है, जो एक रासायनिक प्रौद्योगिकी कंपनी के आधार पर बनाया गया है। ऐसे खिलाड़ी आमतौर पर केवल सिद्धांत ही नहीं, बल्कि वास्तविक उत्पादन प्रक्रियाओं का गहरा ज्ञान लेकर आते हैं। वे समझते हैं कि कुंजी चीनी कच्चे माल और संचालन की गैर-आदर्श स्थितियों के लिए प्रौद्योगिकी की विश्वसनीयता और अनुकूलनशीलता है।

तो हम कहाँ जा रहे हैं?

अंदर से मेरे विचार को संक्षेप में प्रस्तुत करने के लिए: सीसीएस के साथ हाइड्रोकार्बन से हाइड्रोजन को बिल्कुल पर्यावरण के अनुकूल कहना कपटपूर्ण है। लेकिन इसे पूर्ण बुराई के रूप में अस्वीकार करना मूर्खता है, जो ऊर्जा संक्रमण को धीमा कर देता है। ये जरूरी हैमध्यवर्ती चरण. इसकी पर्यावरण मित्रता काली और सफ़ेद नहीं, बल्कि एक पैमाना है। यह सैकड़ों कारकों पर निर्भर करता है: कैप्चर दक्षता से लेकर कुएं में मीथेन रिसाव को कम करने के उपायों तक।

चीन इस पर इसलिए दांव नहीं लगा रहा है क्योंकि यह आदर्श है, बल्कि इसलिए क्योंकि इसे कम समय में और औद्योगिक पैमाने पर लागू किया जा सकता है। यह आपको क्षमता बढ़ाने और बुनियादी ढांचे (पाइपलाइन, गैस स्टेशन, भंडारण सुविधाएं) के लिए लागत कम करने की अनुमति देता है, जिसका उपयोग "हरित" कंपनियों द्वारा किया जा सकता है। हाइड्रोजन.

इतने वर्षों के बाद मेरे लिए मुख्य निष्कर्ष यह है कि कोई जादुई तकनीक नहीं है। श्रृंखलाओं को अनुकूलित करने, समाधानों को एकीकृत करने और हजारों छोटी तकनीकी समस्याओं से निपटने के लिए कठिन, अक्सर धन्यवादहीन काम करना पड़ता है। यह कार्य है - गणना, फ़ील्ड परीक्षण, त्रुटि सुधार - जो निर्धारित करता है कि हम कितने "नीले" हैं। या ?ग्रे? अंतिम उत्पाद होगा. और लेबल विपणक और राजनेताओं के लिए हैं।