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俄罗斯科学家评估了氢技术的引进前景

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去年中旬,欧洲委员会发布了《欧洲气候中和战略》。根据布鲁塞尔的说法,这是元素周期表中的第一个数字,再加上可再生能源,应可使旧世界将其碳足迹减少至零,从而最大程度地减少环境污染。到2030年,欧盟内部建造的电解槽的发电量应至少为40吉瓦(不到2018年总装机容量的4%)。计划从中国进口完全相同的数量。

据一些分析家称,俄罗斯只是被迫跳上这列火车的潮流,并为出口最轻的天然气建立技术路线。毕竟,正如绿色能源的支持者所相信的那样,碳氢化合物将很快变得无用。而且,如果我们不紧急将自己调整为H2模式,那么我们的国民经济将在很大程度上处于下滑状态,而国民经济在很大程度上取决于石油和天然气的收入。

还有另一种意见。熟悉制氢方法的专家提醒说,任何可用的方法(无论是从甲烷中获得还是通过电解获得)都太昂贵了,以致不能严重依赖于它作为全球能源。在这种情况下,企业和居民只需支付电费账单便会破产。另外,还不清楚如何存储和最重要的是运输这种爆炸性气体。例如,现有的管道系统不适用于此。与甲烷不同,极活泼的H2会简单地将其破坏,在焊缝处造成主要冲击。

当今世界消耗约8500万吨氢。同时,有必要了解,对它的需求根本不是由能源和运输提供的,而是由炼油和化学工业提供的。当然,存在使用H2行驶的汽车,公共汽车和火车,但仅作为实验模型。在工业规模上引入这些模型是不可能的-这也是一种非常昂贵的享受。

但是,本地项目有权存在。例如,今天在俄罗斯,正在开发一个程序来创建在燃料氢电池上运行的列车。在没有电力传输所需的基础设施的地方,可能会需要它们而不是柴油机车。

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“我们认为,氢将无法获得全球能源的地位。但是,它完全有能力成为人类解决环境问题所需的工具之一。今天的文明面临着严峻的挑战-要大大减少人为对自然的影响。并同时保持可持续发展。我们的科学研究旨在更好地了解如何同时实现两者。方向之一就是精确地研究改进氢气生产,储存和运输技术的领域。这些资金来自慈善家哈兹雷特·索夫曼 美得日多维奇(Khazret Medzhidovich Sovmen)的赠款,他在阿迪格共和国的总统选举获胜之前很久就在金矿领域进行了技术革命。这位人士深知科学是俄罗斯社会经济进步的基础,为了推动科学向前发展,有必要让年轻一代的科学家参与研究,”圣彼得堡矿业大学成立的北极能力中心项目经理乔治·布斯拉耶夫(Georgy Buslaev)说。

他澄清说,根据许多西方政客的理解,只有在完全拒绝石油和天然气消耗的情况下,才有可能减少碳足迹。但是,这是不现实的,因为直到绿色技术可以完全替代化石燃料作为国民经济的基础的那一刻,才需要数十年的时间。这很有可能只会在21世纪末发生。因此,科学家的任务不仅应包括寻找碳氢化合物的替代品,还应包括在减少其提取,运输和使用过程中有害物质排放方面的研究。

与燃料和能源综合体相关的最严重的环境问题之一是伴生气的燃烧(APG)。它是在从井中抽出黑金的过程中释放的,是副产品。以前,它只是在火炬中燃烧(并且这种情况在世界各地都发生过),导致将CO2和其他有害物质排放到大气中。今天,情况略有好转,但对环境的负面影响仍然很大。

乍看之下,无论看起来多么奇怪,都有可能由于氢或氢的衍生物的出口而精确地改变市场状况。矿业大学的科学家目前正在研究技术链,这些技术链的基础是在极地油田中捕获APG并将其运输到位于北海之路附近的天然气化工厂。在那里,它可以用来生产一种“半成品”来生产氢气。

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“储存和运输氢气是一个很大的挑战,需要突破性的科学解决方案。您不能将其简单地加载到现有的管道中,因为这种气体的分子是如此之小,以至于它可以渗透到钢的晶格中。因此,在将管道转化为氢气时,很难估算管道的资源。氢在结合态的传输技术更具吸引力。我们正在谈论向天然气化工企业提供天然气(以及相关的气体,实际上是相同的),并进一步合成甲醇,氨气或环己烷。如果您随后将它们用油轮运到装运点,那么您已经可以从那里获得氢气和其他有价值的成分。乔治·布斯拉耶夫(Georgy Buslaev)解释说:“通过实施这样一个项目,我们可以大幅减少碳氢化合物生产过程中的二氧化碳排放,并为欧洲和亚洲的消费者提供将来需要的资源。”

该大学的科学家团队的任务是使北极地区适应低碳能源的需求,同时获得高利润的商品-“可以用来建立新型经济的通用砖”。这根本不意味着北极产生的石油和天然气将无人认领。但是,由于高附加值的产品,毫无疑问,主要原材料在国内出口结构中的份额应减少。氢衍生物很可能成为实现这一目标的方法之一,这不仅会大大减少人为因素对自然的影响,而且还会增加俄罗斯预算的收入。

“当然,我们不需要放弃石油和天然气的生产,就像​​西方的一些狂热分子所敦促的那样。显然,对它们的需求将继续增长,主要是来自亚洲消费者。氢永远无法完全取代它们;不过,我们需要寻找解决办法,以解决外国市场上日益严峻的游戏规则。方向之一是在气候有利的地区发展可再生能源。顺便说一句,在这里,元素周期表的第一个元素也可能有很大的需求。如您所知,风力发电机和太阳能电池板的主要缺点严重限制了它们的潜力,原因是缺乏可用于工业规模发电的可用技术。另外,现有的存储系统对较低的环境温度极为敏感,这使它们的使用变得复杂。但是如果氢气是由气流的多余能量产生的,那么这将部分解决氢气的积累问题,” 乔治·布斯拉耶夫继续说道。

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去年12月,弗拉基米尔·普京(Vladimir Putin)宣布,俄罗斯的未来与北极的发展直接相关,包括北极的开采。俄罗斯天然气工业股份公司(Gazprom Neft)计划在可预见的未来在北极地区开采全部产量的30%。俄罗斯石油公司Rosneft和Novatek正在那里实施需要巨额投资的项目,包括新基础设施的建设。

毫无疑问,未来10到15年内,“遥远的北方”地区将变成一个拥有大部分预算收入的地区。今天,企业和科学家在这方面面临的实际任务不仅是获得市场上需求的产品,而且还要减少碳足迹。氢技术无疑是实现上述目标的工具之一。同时,人们几乎不能指望它们将在全球能源领域占据重要地位。为此,H2的制造成本太高,对金属有侵蚀性,最重要的是爆炸性。在现阶段,科学是否能够消除这些重大缺陷以及何时能够实现?这些缺陷的问题仍然存在。