Экономика

2 сентября 2021, 20:40

Бензин и водород должно заменить совершенно новое топливо

Фото: Сергей Аверин/РИА Новости

У модного сегодня водорода в качестве топлива появилась неожиданная альтернатива – использующийся в качестве удобрения аммиак. Почему инженеры заявляют о способности аммиака «воплотить в жизнь мечту человечества о безуглеродной энергии», чем он лучше других энергоносителей и как все это связано с глобальным потеплением на планете?

По страницам мировой прессы прокатилась волна сообщений о проектах производства аммиака из природного газа, а также поставок этого вещества странам, разрабатывающим двигатели для морского и автомобильного транспорта. Моторы эти, по оценкам экспертов американского портала Oil Price, могут «сильно поуменьшить интерес потребителя к электромобилям и переориентировать покупателей на машины с аммиачными ДВС». Заводы по производству аммиачного топлива начинают строиться в Саудовской Аравии, Австралии, Канаде, Норвегии.

Как два химика решили глобальную проблему

Аммиак используется человечеством давно – но совсем в других целях. Примерно век назад мир столкнулся с надвигающимся продовольственным кризисом. Быстрый рост населения поставил фермеров перед необходимостью не только увеличить объемы выращиваемой продукции, но и добиться более быстрого созревания урожая. Азотфиксирующие бактерии в почве не успевали размножаться в нужном количестве, чтобы решать две названные задачи, а запасы гуано и природных нитратов в Южной Америке, которые фермеры применяли в качестве удобрений, сокращались.

Именно тогда немецкие химики Фриц Габер и Карл Бош разработали способ синтезирования аммиака, соединяя под давлением водород и атмосферный азот. Метод Габера-Боша (за открытие которого эти химики получили Нобелевскую премию) и поныне считается «решением одной из самых глобальных проблем, стоявших перед человечеством» (как называли это тогда). Поскольку именно продукт, получаемый в результате названной выше реакции, позволяет мировому сельскому хозяйству иметь то огромное количество синтезированных удобрений, которое природа создать не может.

Теперь же, по мнению экспертов, аммиак может сыграть свою роль в предотвращении еще одной глобальной проблемы, вызванной человечеством, – чрезмерного выброса углекислоты в атмосферу. И остановить эту катастрофу, считают сегодня многие ученые, способен аммиак (NH3). А точнее, перевод энергетики «на аммиачные рельсы».

Во-первых, потому что он может стать идеальным хранилищем для водорода, который в нужное время и в нужном месте отдаст на использование в топливных элементах и турбинах без выбросов вредных газов. Во-вторых, аммиак может стать экологичным топливом для электростанций и транспортных средств, морских и речных судов в первую очередь.

Преимущества аммиака-топлива

В отчете, составленном датской фирмой Haldor Topsoe, занимающейся технологиями производства аммиака, отмечен ряд преимуществ, которые аммиак-топливо имеет над другими видами горючего. Плотность энергии у аммиака – 12,7 МДж/л, что значительно выше даже, чем у жидкого водорода (8,5 МДж/л). Жидкий водород должен храниться при температуре минус 253°C, тогда как для хранения аммиака требуются всего лишь минус 33°C. Кроме того, благодаря столетнему опыту использования аммиака в сельском хозяйстве уже существует обширная инфраструктура по производству этого продукта. Ежегодно в мире его производится около 180 млн метрических тонн, а 120 портов оборудованы аммиачными терминалами.

Первоначальное внимание движения за экологически чистую энергию уделялось литию благодаря большому вниманию, уделяемому рынкам электромобилей. Но он не в состоянии обеспечить достаточное количество электричества для поддержки полного перехода более тяжелых отраслей промышленности на чистые и устойчивые источники энергии. У аммиака же плотность энергии в девять раз выше, чем у литиево-ионных батарей. Он имеет удельную энергию в 1,8 раза больше, чем водород.

Аммиак менее воспламеним, чем бензин и керосин, его легче транспортировать, и он более экономичен. Да и заправлять им баки кораблей или автомобилей можно очень быстро, в отличие от зарядки аккумуляторов электрокаров.

Тони Уилл, генеральный директор CF Industries, крупнейшего в мире производителя аммиака, видит фундаментальный сдвиг в перспективах отрасли. «До этого момента мы занимались продажей азотной составляющей молекулы, – говорит он. – Теперь рынку интересна водородная часть молекулы, и у нее огромные перспективы».

По прогнозам отраслевых аналитиков Fior Markets, ожидается, что мировой рынок аммиака продолжит рост и к 2025 году достигнет отметки в 81,42 млрд долларов США. Судовладельцы и отраслевые аналитики сходятся во мнении, что аммиак может сыграть решающую роль в декарбонизации грузовых судов, что позволит к 2050 году сократить выбросы углерода на 50% по сравнению с уровнем 2008 года.

Первые заводы аммиачного топлива

И промышленность уже начала давать первые результаты. Например, Саудовская Аравия намерена построить завод, который будет выпускать более 1 млн тонн аммиака в год. Солнечные панели и ветрогенераторы, входящие в комплекс, должны будут обеспечить производство необходимыми для работы электролизных установок 4 ГВт электроэнергии. Проект крупный – стандартный завод по производству аммиака ныне выпускает порядка полумиллиона тонн продукта в год.

Компания Air Products потратит дополнительно 2 млрд долларов на создание новой схемы распределения. Он будет поставлять аммиак по всему миру в специализированные хранилища, построенные на базах для автобусов и грузовиков, работающих на водородных батареях. Когда генеральный директор Air Products Сеифи Гасеми представлял проект, он сказал аналитикам, что видит в нем технико-экономическое обоснование для совершенно новой отрасли. «Это первый, и самый крупный, и самый инновационный проект, призванный воплотить в жизнь мечту человечества о безуглеродной энергии», – сказал он.

Норвежский гигант в сфере производства удобрений компания Yara заявила, что рассматривает возможность установки электролизеров на своем заводе по производству аммиака в Слуискиле, Нидерланды. Это даст ей возможность получать количество водорода, достаточное для производства 75 тыс. тонн аммиака в год. Yara хочет продавать аммиак в качестве топлива для кораблей.

Уже упоминавшийся выше CF Industries запускает первый крупный проект по производству «зеленого» аммиака в США. «Спрос на аммиак потенциально огромен. Его уже ищут в качестве топлива для морских и речных судов. А если добавить к этому транспортников, чьи средства будут снабжены водородными двигателями, то спрос можно смело умножать на два», – говорит глава CF Тони Уилл.

Оптимисты и скептики

Не все настроены так оптимистично. Например, Андреа Валентини, директор Азиатско-Тихоокеанскоого и Ближневосточного отделения американской компании по разработке топливной инфраструктуры Argus Consulting Services, указывает на ряд препятствий, которые отрасль должна устранить, если она хочет использовать «зеленый» аммиак в качестве альтернативного топлива. Одна из проблем заключается в том, что судовых двигателей, работающих на аммиаке, пока просто нет.

Разработчики, правда, обещают готовый продукт уже в 2024 году. В рамках одной из таких инициатив финский производитель двигателей Wartsila в этом году начинает испытания четырехтактного судового двигателя, работающего на аммиаке. А один из крупнейших мировых разработчиков двигателей MAN Energy Solutions совершенствует двухтактный аммиачный двигатель. MAN вместе с корейской судостроительной компанией Samsung Heavy Industries участвуют в строительстве первого нефтеналивного танкера, работающего на аммиаке. Конкуренцию им составляет норвежская энергетическая компания Equinor (ранее называлась Statoil). Она, правда, идет несколько иным путем, решив не строить новый танкер, а модифицировать имеющийся в ее распоряжении Viking Energy, «заставив» его работать на аммиаке. И тоже к 2024 году.

«Наша инициатива откроет совершенно новый вариант судоходства с нулевым уровнем выбросов, – заявляет Генриетта Ундрам, вице-президент Equinor по возобновляемым и низкоуглеродным технологиям. – Мы не просто решаем одну небольшую проблему для одного судна. Это часть более крупной картины. Это станет отправной точкой для создания рынка безуглеродного топлива».

Тем не менее отраслевые эксперты говорят, что обновление глобального морского флота будет чрезвычайно дорогостоящим. Для достижения цели по сокращению выбросов углерода на 50% к 2050 году потребуется до 1,4 трлн долларов США. Об этом говорится в докладе по итогам исследования, проведенного в 2020 году группой морских экспертов Energy Transitions Commission (ETC) и ученых из University Maritime Advisory Services (UMAS).

По мнению уже упоминавшегося Валентини, «в уравнении с аммиачным топливом есть еще масса других неизвестных». «У нас есть очень большое количество проектов по производству «зеленого» водорода в разных частях мира, особенно в Австралии и Саудовской Аравии. И мы видим, что те объемы, на производство которых эти страны замахиваются, потребуют значительного повышения стоимости и эффективности электролизеров, – говорит Валентини. – Фирмы надеются обратиться к рынку, которого еще нет. Так что пока на бумаге это выглядит рискованным предложением. Надеюсь, когда будет презентация конкретного двигателя, туман рассеется».

Там, где компании видят высокую рентабельность «зеленого» аммиака, Валентини видит рост затрат, которые надо как-то и кому-то компенсировать. Этот кто-то, как правило, конечный потребитель. Согласится ли он платить больше? При условии организации мощной и долгосрочной кампании под лозунгами «сохранения планеты» и «предупреждения глобальной экологической катастрофы» – вполне возможно, считают некоторые эксперты.

Эксперты Chemical & Engineering News назвали аммиак топливом будущего, которое может стать «идеальным товаром для водородной экономики». Все вроде выглядит солидно, убедительно и перспективно для человечества. Вот только слово «товар» в приведенной выше формулировке напрягает и заставляет вспомнить изречение английского публициста Томаса Джозефа Даннинга, процитированное Карлом Марксом: «При 300% прибыли нет такого преступления, на которое не рискнул бы капитал».

Текст: Владимир Добрынин

Вам может быть интересно

Путин разрешил вводить внешнее управление на объектах критической инфраструктуры
Темы дня

Украина дронами затягивает Европу в войну

На фоне системных ударов ВС России по предприятиям украинского ВПК Киев стремится рассредоточить производство БПЛА, вынося его за пределы страны. Так эксперты объясняют соглашения Украины с Норвегией и Финляндией о сотрудничестве в сфере дронов. При этом, по оценкам аналитиков, вовлеченность европейских стран в поддержку киевских властей фактически усиливает их роль в конфликте.

Чего стоили украинцам 35 лет незалежности

После распада Советского Союза Украина получила едва ли не лучший старт среди союзных республик: мощная промышленность, почти 52 млн жителей и выгодное географическое положение давали стране все возможности для успешного развития. Но за 35 лет «незалежности» от этого потенциала осталось немного. С чем Украина встречает очередной юбилей своей независимости?

Бернем приехал в Киев поддержать «партию войны» на Украине

Зеленский назвал русских и украинцев незнакомцами

Верховный суд признал незаконным отказ в зачислении школьника в 10-й класс

Новости

Экс-главу кубанского отделения Сбербанка отправили под домашний арест

Экс-главу краснодарского отделения Сбербанка Татьяну Сергиенко, подозреваемую в посредничестве во взятке, решили направить под домашний арест, сообщил источник в правоохранительных органах.

Германия и Норвегия подписали контракт на поставку газа до 2041 года

Немецкая энергокомпания Uniper и норвежская Equinor заключили долгосрочный контракт на поставку природного газа объемом более 30 ТВ-ч ежегодно.

Партия «Адилет» победила на выборах в парламент Казахстана

Партия «Адилет», образованная в этом году и поддерживающая курс президента Казахстана Касым-Жомарта Токаева, получает 71,17% голосов по итогам выборов в Курултай (однопалатный парламент) республики. Она должна получить большинство из 145 мест и стать правящей партией, свидетельствуют предварительные итоги голосования, оглашенные ЦИК страны.

Религиовед назвал зверством убийство монаха Святогорской лавры

Зверства в отношении священников и прихожан УПЦ организуются Киевом и проводятся членами радикальных движений. Банковая стремится запугать людей и духовенство, чтобы перевести их в подчинение раскольнической ПЦУ, сказал газете ВЗГЛЯД религиовед Роман Лункин. Ранее неизвестные напали на братию Святогорской лавры в ДНР.

Стубб: Финляндия передаст ВСУ 90% совместно производимых дронов

Президент Финляндии Александр Стубб заявил, что 90% дронов, которые финские компании будут производить совместно с Украиной, будут поставляться ВСУ.

Российские войска за сутки освободили три населенных пункта

Российские войска за минувшие сутки освободили село Перше Травня в Сумской области, Кучеров Яр в Донецкой народной республике (ДНР) и Долинку в Запорожской области.

Россия и Украина провели обмен пленными в Белоруссии

В Гомельской области успешно прошла гуманитарная миссия по взаимному возвращению десяти российских и десяти украинских военнослужащих, сообщил белорусский телеканал «Первый информационный».

Пашинян захотел исключения Армении из ОДКБ

Премьер-министр Армении Никол Пашинян заявил, что был бы доволен исключением страны из Организации Договора о коллективной безопасности.

Иностранные фигуристы убрали флаги ради победившего россиянина Лазарева

На этапе юниорского Гран-при в Китае спортсмены из России выиграли все золото, а зарубежные призеры поддержали российского чемпиона Льва Лазарева, отказавшись от демонстрации своей символики.

Путин продлил срок полномочий главы Следственного комитета Бастрыкина

Президент России Владимир Путин увеличил срок федеральной госслужбы председателю Следственного комитета Александру Бастрыкину.

Путин присвоил звание «Мать-героиня» девяти россиянкам

Президент Владимир Путин подписал указ о присвоении звания «Мать-героиня» девяти женщинам из восьми субъектов страны.

Курские «БАРСы» показали обломки сбитой из пулемета ракеты «Фламинго»

Добровольцы бригады «БАРС-Курск» предоставили фото обломков сбитой ими над Курской областью украинской дальнобойной крылатой ракеты «Фламинго» со следами пулевых отверстий.
Мнения

Виталий Трофимов-Трофимов: Чем грозит отказ от концепции оберегаемой войны

Параноидальный мир, в котором не понятно, война все еще идет или уже закончилась, и где самые грубые перегибы оправдываются военными действиями и требованиями безопасности – не самый дружелюбный мир. Поэтому Россия так бережет концепцию «оберегаемой войны». Именно это сегодня и является цивилизованностью.

Платон Беседин: Как севастопольцы побеждают

Чувство сопричастности излечивает меня от горечи, от досады и страха, накатывающего порою (чего уж скрывать), и делает сильнее. Всех нас, севастопольцев, делает сильнее.

Сергей Лебедев: Почему Украина – не дикобраз

Киев может попытаться быть «стальным дикобразом» в моменте, но при игре вдолгую неизбежно лишится этого статуса. Именно поэтому в долгосрочной перспективе подрыв экономического потенциала Украины почти так же важен, как продвижение вперед на линии фронта.
Вопрос дня

Как были обретены мощи святого князя Дмитрия Донского