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: Средств перехвата ракет «Орешник» на сегодняшний день в мире нет
Темы дня

Южная Америка и Россия окажутся спасителями Китая

Железная дорога от океана до океана – и сеть морских портов, окутывающая весь мир. Так выглядят грандиозные планы создания Китаем всемирной транспортной инфраструктуры, и часть из них уже реализована. Происходящее имеет значение в том числе для интересов России – особенно в контексте глобального противостояния между Пекином и Вашингтоном.

Мировые СМИ: Путин и «Орешник» не оставили места сомнениям

«Это прямой сигнал и вызов Западу, который поддерживает, финансирует и покровительствует войне на Украине». Так охарактеризовали обращение российского президента Владимира Путина об испытаниях ракеты «Орешник» в иностранной прессе. Между тем граждане западных стран призывают правительства сесть за стол переговоров и извиняются за последние политические решения собственных властей.

В США посоветовали Зеленскому помолиться о спасении в храме ВС России

Бербок назвала Россию частью европейской семьи

Пенсионерам решили дать новый способ подтверждения льгот

Новости

Цискаридзе призвал гостеатры продавать билеты по советским ценам

Билеты в государственные театры должны стать доступнее, как это было в Советском Союзе, когда стоимость самого дорогого билета не превышала трех рублей, заявил народный артист России Николай Цискаридзе.

Украинские диверсанты пытались проникнуть в Запорожскую область как беженцы

Диверсионно-разведывательная группа (ДРГ) с Украины предприняла попытку проникновения в Запорожскую область, маскируясь под беженцев, пишут СМИ.

Путин заявил о разработке в России линейки ракет средней и меньшей дальности

Россия разрабатывает несколько систем ракет средней и меньшей дальности, которые после испытаний планируется запустить в серийное производство, сообщил президент Владимир Путин.

Стоимость нефти Brent превысила 75 долларов за баррель

Фьючерсы на нефть марки Brent достигли отметки 75 долларов за баррель, что произошло впервые с 8 ноября, следует из данных торгов.

Лукашенко назвал условие, при котором отключит интернет в Белоруссии

Президент Белоруссии Александр Лукашенко заявил, что в случае повторения протестов 2020 года в стране отключат интернет, чтобы предотвратить дестабилизацию и вмешательство из-за рубежа.

Путин поблагодарил создателей системы «Орешник»

Президент России Владимир Путин выразил благодарность создателям системы «Орешник» на состоявшемся в пятницу совещании с руководством Минобороны, представителями ВПК и разработчиками ракетных систем.

Солдаты ВСУ назвали причины крупных потерь под Красным Лиманом в ДНР

Солдаты 155-го батальона ВСУ, дислоцированного в районе Красного Лимана, сообщили о значительных потерях из-за отсутствия огневой поддержки, что привело к почти полному уничтожению подразделения.

Кадыров объяснил домыслы Запада о корейцах в ВС России

Один из командиров спецназа «Ахмат» имеет позывной Хохол, а также там есть кореец по имени Дима, сообщил глава Чечни Рамзан Кадыров.

Медведев заявил о прямом участии НАТО в конфликте на Украине

Зампредседателя Совета безопасности РФ Дмитрий Медведев сообщил, что страны НАТО полностью включились в конфликт на Украине, отметив возможность его эскалации.

Путин: Система «Орешник» – это не модернизация старых, еще советских систем

Ракетный комплекс «Орешник» создан на базе новейших разработок и не является модернизацией советских систем, заявил на состоявшемся в пятницу совещании с руководством Минобороны, представителями ВПК и разработчиками ракетных систем президент России Владимир Путин.

Бжания сообщил о своем отъезде из Абхазии

Бывший президент Абхазии Аслан Бжания, подавший отставку, заявил, что уехал в Москву и планирует провести там несколько дней.

Путин объявил о продолжении испытаний ракет «Орешник» в боевых условиях

Президент России Владимир Путин заявил о продолжении испытаний новейших ракет «Орешник» и возможности их применения в боевых условиях при необходимости.
Мнения

Анна Долгарева: Русские ведьмы и упыри способны оттеснить американские ужасы

Хоррор на почве русского мифа мог бы стать одним из лучших в мировой литературе. Долгая история русских верований плотно связывает языческое начало с повседневным бытом русской деревни. Домовые, лешие, водяные, русалки так вплетались в ткань бытия человека на протяжении многих веков, что стали соседями...

Геворг Мирзаян: Дональд Трамп несет постсоветскому пространству мир и войну

Конечно, Трамп не отдаст России Украину на блюде. Любой товар (даже киевский чемодан без ручки) для бизнесмена Трампа является именно товаром, который можно и нужно продать. Чем дороже – тем лучше.

Александр Носович: Украинское государство – это проект Восточной Украины

Возможно, главная стратегическая ошибка российской экспертизы по Украине всех постсоветских десятилетий – это разделение ее на Восточную и Западную Украину как «нашу» и «не нашу». Нет у украинского проекта такого деления: две его части органично дополняют друг друга.
Вопрос дня

«Русский индеец». Кто стал первым политбеженцем из США в Россию?