Cina: apakah hidrogen dari hidrokarbon ramah lingkungan? 

Inilah pertanyaan yang selalu muncul dalam percakapan dengan klien dan pertemuan industri. Semua orang mencari jawaban sederhana, tapi tidak ada. Banyak orang langsung berkata: “Hijau macam apa ini?” hidrogen jika sumbernya gas atau batu bara? Ini adalah langkah mundur!?. Namun realitas proyek yang kami ikuti jauh lebih kompleks dibandingkan dengan label-label ini.

Dari mana asal kaki “biru” ini? hidrogen

Semuanya dimulai dengan fakta bahwa Tiongkok membutuhkan hidrogen saat ini. Untuk transportasi, untuk industri, untuk bahan kimia yang sama. Sumber energi terbarukan (RES) berkembang pesat, namun skala permintaannya sangat besar. Dan infrastruktur untuk “hijau” yang bersih Belum ada H2. Tapi ada pipa gas. Ada deposit batubara. Dan teknologi konversi telah dikembangkan selama beberapa dekade. Logikanya sederhana: kami mengambil apa yang ada dan mencoba membuat prosesnya lebih bersih. Di sinilah penekanannyapenangkapan karbon(CCS/CCUS). Tanpa ini, seluruh konsep “hidrogen rendah karbon dari hidrokarbon” akan muncul. itu berantakan begitu saja.

Dalam praktiknya, tampilannya seperti ini: kita tidak sedang membicarakan steam methane reformers (SMR) tua yang mengeluarkan asap seperti lokomotif uap. Kita berbicara tentang kompleks baru atau modern, dimanaemisi CO2tidak dilepaskan ke atmosfer, tetapi dirancang untuk ditangkap. Namun inilah kelemahan pertama: efisiensi penangkapan. Secara teori, Anda dapat menangkap 90% atau lebih. Dalam praktiknya, dalam proyek-proyek Tiongkok yang ada, angkanya seringkali lebih sederhana - 60-75%. Mengapa? Pertanyaan mengenai ekonomi, biaya energi untuk proses penangkapan itu sendiri dan, yang terpenting, geologi – ke mana CO2 ini akan dipompa.

Saya ingat salah satu proyek awal di mana kami baru saja mengevaluasi integrasi unit CCS ke dalam pabrik untuk memproduksi hidrogen dari gas oven kokas. Angka-angka dalam pemodelan sangat bagus, tetapi ketika mereka mulai menghitung keseimbangan di seluruh rantai - mulai dari konsumsi uap tambahan untuk regenerasi sorben hingga logistik CO2 terkompresi - "kehijauan"? seluruh gagasan telah memudar. Hasilnya bukan “biru”, melainkan “abu-abu kebiruan”. hidrogen. Namun justru upaya-upaya seperti itu, bahkan yang tidak sempurna, yang menyediakan data yang tanpanya mustahil untuk melangkah lebih jauh.

Dapur berteknologi: tidak hanya melakukan reformasi

Ketika mereka mengatakan “hidrogen dari hidrokarbon”, semua orang langsung berpikir tentang metana. Namun di Tiongkok, batu bara memainkan peran yang sangat besar. Gasifikasi uap batubara merupakan teknologi yang memiliki sejarah panjang dan kini sedang dikembangkan secara aktif untuk ekonomi hidrogen. Masalahnya adalah batubara bukanlah karbon murni. Belerang, abu, kotoran lainnya. Anda akan mendapatkan hidrogen, tetapi berapa banyak energi yang akan dihabiskan untuk pemurnian awal gas sintesis dan pemisahan H2 selanjutnya? Dan lagi pertanyaan tentang CO2: selama gasifikasi, lebih banyak yang terbentuk daripada selama reformasi gas.

Di sini menarik untuk mengamati pekerjaan lembaga-lembaga khusus yang bergerak di bidang rekayasa siklus penuh. Di sini, misalnya,Chengdu Yizhi Technology Co.(situs web mereka adalahhttps://www.yzkjhx.ru), inilah tepatnya lembaga desain yang diciptakan oleh Huaxi Technology. Mereka tidak hanya menjual teknologi, tapi melakukan proyek turnkey. - dari pemodelan proses hingga commissioning. Portofolio mereka mencakup pabrik untuk pemurnian gas yang mengandung hidrogen, dan ini merupakan tahap kuncinya. Karena meskipun Anda menangkap karbon, jika produk akhir Anda adalah hidrogen dengan pengotor CO, yang akan meracuni sel bahan bakar, maka inti permasalahannya akan hilang.

Satu hal yang menonjol dari percakapan dengan para insinyur mereka: mereka tidak menyembunyikan bahwa tantangan utamanya bukanlah sifat kimia dari proses itu sendiri, namun efisiensi energi dan keandalan peralatan dalam kondisi produksi nyata, bukan di laboratorium. Seringkali pelanggan menginginkan yang “paling modern”, tetapi ketika Anda menunjukkan perkiraan membran yang sangat efisien untuk pemisahan gas atau katalis tahan racun, pembicaraan beralih ke bidang kompromi.

Keramahan lingkungan: andalkan siklus penuh

Ini mungkin hal yang paling penting. Bisakah hidrogen semacam itu disebut ramah lingkungan? Itu semua tergantung pada batasan perhitungannya. Jika kita hanya mengambil titik keluarnya hidrogen dari instalasi, mungkin ya, terutama jika CO2 terkubur. Namun jika kita mempertimbangkan siklus hidup penuh (LCA) – produksi gas/batubara, pengangkutannya, kehilangan metana, energi untuk mengoperasikan kompresor CCS, risiko kebocoran fasilitas penyimpanan CO2 – gambarannya berubah.

Kami melakukan analisis internal untuk satu proyek di Shanxi. Sudahkah Anda membandingkan? Biru? hidrogen dari batubara lokal dengan impor ?hijau? hidrogen dalam bentuk amonia. Berdasarkan jejak karbon pada saat digunakan di SPBU ?biru? lebih baik. Namun ketika risiko jangka panjang ditambahkan ke dalam model (misalnya, kemungkinan degradasi sebagian gudang geologi dalam waktu 50 tahun), keuntungan tersebut menjadi ilusi. Ini tidak berarti bahwa dari?biru? hidrogen harus ditinggalkan. Artinya perannya adalah teknologi transisi. Hal ini membantu menciptakan permintaan hidrogen saat ini, membangun jaringan pengisian bahan bakar, dan membangun logistik. Dan secara paralel, pembangkitan sumber energi terbarukan harus meningkat.

Berbicara tentang risiko. Ada banyak kebisingan di sekitar kebocoran metana. Saat mengekstraksi dan mengangkut gas, metana adalah gas rumah kaca yang kuat. Jika kebocoran-kebocoran ini tidak dikendalikan, seluruh manfaat iklim dari CCS bagi para reformis dapat ditiadakan. Di Tiongkok, kini semakin banyak perhatian diberikan terhadap hal ini, namun sistem pemantauannya belum diterapkan di semua tempat. Apakah ini sama dengan “kotor”? detail praktis yang sering terlewatkan dalam konsep indah.

Observasi lapangan: apa yang berhasil dan apa yang tidak

Di atas kertas semuanya lancar. Pada kenyataannya, Anda menemukan hal-hal yang tidak tertulis dalam laporan. Misalnya saja korosi. Unit yang beroperasi dengan penangkapan CO2 menggunakan larutan amina adalah neraka bagi logam. Kelembaban tinggi, suhu, lingkungan yang aktif secara kimia. Saya melihat sebuah instalasi di mana hampir semua penukar panas di unit regenerasi amina diganti dalam dua tahun. Hanya karena pemasok peralatan menghemat kualitas baja. Klien berteriak bahwa teknologinya tidak ramah lingkungan, tetapi masalahnya hanyalah kesalahan teknis sederhana.

Poin lainnya adalah bahan mentah. Kualitas gas alam dalam jaringan bervariasi. Batch tiba dengan kandungan hidrokarbon atau sulfur yang lebih tinggi - dan hanya itu, mode operasi katalis reformasi terganggu, efisiensi turun, dan emisi meningkat. Atau batu bara: komposisinya bervariasi dari satu mobil ke mobil lainnya. Sistemnya harus fleksibel, dan ini mahal. Banyak proyek generasi pertama yang tidak memperhitungkan hal ini dan kini beroperasi di ambang profitabilitas atau menganggur.

Itulah sebabnya pengalaman perusahaan yang telah menempuh jalur ini sangat berharga. Mari kita kembali ke contohChengdu Yizhi Technology Co.. Dari uraian mereka terlihat jelas bahwa ini bukanlah sebuah startup, melainkan sebuah lembaga dengan modal terdaftar 120 juta yuan, yang didirikan atas dasar perusahaan teknologi kimia. Pemain seperti ini biasanya memiliki pengetahuan mendalam tentang proses produksi nyata, bukan sekedar teori. Mereka memahami bahwa kuncinya terletak pada keandalan dan kemampuan beradaptasi teknologi terhadap kondisi bahan baku dan pengoperasian Tiongkok yang tidak ideal.

Jadi kemana kita akan pergi?

Untuk meringkas pandangan saya dari dalam: menyebut hidrogen dari hidrokarbon dengan CCS benar-benar ramah lingkungan adalah tindakan yang tidak jujur. Namun menolaknya sebagai kejahatan mutlak adalah kebodohan, yang memperlambat transisi energi. Ini perlutahap perantara. Keramahan lingkungannya bukan sekedar hitam putih, tapi skalanya. Hal ini bergantung pada ratusan faktor: mulai dari efisiensi penangkapan hingga langkah-langkah untuk mengurangi kebocoran metana di sumur.

Tiongkok bertaruh pada hal ini bukan karena hal ini ideal, namun karena hal ini dapat dilaksanakan dalam waktu singkat dan dalam skala industri. Hal ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan kapasitas dan mengurangi biaya infrastruktur (jalur pipa, pompa bensin, fasilitas penyimpanan), yang kemudian dapat digunakan oleh perusahaan “hijau”. hidrogen.

Kesimpulan utama bagi saya setelah bertahun-tahun adalah tidak ada teknologi ajaib. Ada kerja keras yang seringkali tanpa pamrih untuk mengoptimalkan rantai, mengintegrasikan solusi, dan menangani ribuan masalah teknis kecil. Pekerjaan inilah - perhitungan, uji lapangan, koreksi kesalahan - yang menentukan seberapa "biru" kita. atau? abu-abu? akan menjadi produk akhir. Dan label ditujukan untuk pemasar dan politisi.