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

Росавиация ввела ограничения на полеты в Шереметьево
Темы дня

«Обеление» москвичей приносит миллиарды рублей дохода

В России продолжается борьба с нелегальной занятостью. В прошлом году только в Москве выявили почти 64 тыс. человек, которым пришлось вернуть в бюджет 9 млрд рублей. Налоговая все эффективнее находит неработающих граждан и заставляет их платить налоги, отмечают эксперты. Как это происходит?

Тотальная война даст шанс Ирану в битве против США

По целому ряду признаков подготовка США к удару по Ирану перешла в завершающую стадию, а агрессия может произойти в самое ближайшее время. Какие ошибки в подготовке к этой войне уже допустил Иран, как ему не допустить новых – и какой единственный способ ведения боевых действий позволит Ирану не проиграть?

Песков раскрыл ответ России в случае размещения ЯО в Эстонии

Лондон нацелился на первенство по вводу войск на Украину

Ученые нашли у кошек генетические изменения, способные помочь в лечении рака

Новости

FT: Венгрия создала новые финансовые риски для Украины

Блокировка Венгрией решения о выделении Украине кредита ЕС на 90 млрд евро может осложнить предоставление Киеву более 8 млрд долларов от Международного валютного фонда (МВФ), сообщает Financial Times.

Во Львове задержали подозреваемую в теракте (фото)

Подозреваемая в организации двух взрывов во Львове была задержана сотрудниками украинских правоохранительных органов, сообщил министр внутренних дел Украины Игорь Клименко.

Захарова: Без России Венесуэла была бы «в меню» у Запада

Официальный представитель МИД РФ Мария Захарова заявила, что именно позиция России позволила Венесуэле сохранить свою государственность.

Бортников сообщил о британском следе в покушении на Алексеева

Заказчиками покушения на генерал-лейтенанта Владимира Алексеева являются украинские спецслужбы, также виден британский след, заявил директор Федеральной службы безопасности России Александр Бортников.

Сеул потребовал от посольства России убрать баннер «Победа будет за нами»

МИД Южной Кореи потребовал от российского посольства в Сеуле снять размещенный на фасаде здания баннер с надписью «Победа будет за нами».

Российские авиакомпании завершили вывоз туристов с Кубы

Саманта Хардин и ее муж недавно купили новый диван у коллеги мужа, который решил избавиться от неподходящей к интерьеру детали. Когда они установили предмет мебели в гостиной, Саманта заметила, что ее собаки «невероятно заинтересованы» диваном.

Пара купила у друга диван с неожиданным наполнением и странным звуком

Саманта Хардин и ее муж недавно купили новый диван у коллеги мужа, который решил избавиться от неподходящей к интерьеру детали. Когда они установили предмет мебели в гостиной, Саманта заметила, что ее собаки «невероятно заинтересованы» диваном.

Политолог: Залужный начал «контрнаступ» на Зеленского

Чтобы продолжать конфликт с Россией как можно дольше, Владимира Зеленского заменят на бывшего главкома ВСУ Валерия Залужного. Операция уже начала, а интервью, в котором Залужный обвинил Зеленского в главных провалах ВСУ, ее первый этап.

Макрон обратился к Трампу с письменной просьбой

Президент Франции Эммануэль Макрон направил письмо американскому коллеге Дональду Трампу с просьбой отменить санкции США против двух французских граждан, связанных с Евросоюзом (ЕС) и Международным уголовным судом (МУС).

NYT узнала о просьбе Хаменеи на случай его убийства

Верховный лидер Ирана Али Хаменеи поручил разработать план действий на случай его убийства и нарушения системы управления страной в условиях возможного военного конфликта с США, сообщает The New York Times со ссылкой на шесть высокопоставленных иранских чиновников и членов Корпуса стражей исламской революции.

В Германии узнали о тайных переговорах по «Северному потоку»

Официально проект газопровода «Балтийское море» политически мертв, но за кулисами ведутся переговоры о возможном возрождении «Северного потока» под новым руководством, но без Европы.

Секретная служба США застрелила нарушителя у резиденции Трампа

Во Флориде вооруженный молодой человек с пистолетом и канистрой был застрелен при попытке проникновения на охраняемую территорию резиденции американского президента Дональда Трампа Мар-а-Лаго.
Мнения

Анна Долгарева: Мы всех простим после победы

«И остави нам долги наши, яко же и мы оставляем должникам нашим». То есть, если мы не простим, то и нас не помилуют на Страшном суде. А как жить по этим заветам в 2026 году? Как жить-то? Но мы сможем.

Дмитрий Родионов: Будет ли Франция отвоевывать Африку

Нигер объявил войну Франции – с такими заголовками вышли миллионы публикаций. Формально это не так, да и вообще не очень понятно, с кем Нигер собрался воевать: французских войск в стране нет. Однако война Африки с колониализмом, действительно, продолжается.

Ольга Андреева: Почему зумеры оказались глупее родителей

Цифровой мир – это мир информации, а не знаний. В чем тут разница, молодежь просто не может взять в толк. С их точки зрения, информация и знания – это одно и то же.
Вопрос дня

Почему замедляют Telegram в России?