Декарбонизация и выживание человечества

Man with hand making stop to environmental pollution
Все категории:

Пока “Академик Черский” и еще какая–то калоша изображают активность по достройке второй нитки трубопровода “Северный поток”, ЕС — главный энергоклиент России активно переходит на новые источники энергии. И это далеко не только ветряки и солярные панели. Энергия сил природы не когда–то в далеком будущем, а уже к концу нынешнего десятилетия будет производить более трети электричества в Европе. Но главную ставку Старый свет делает на самый распространенный в материальной вселенной газ, который даст энергию в дома, автомобили, поезда, корабли и даже самолеты. Его температура сгорания достигает 120 МДж/кг, что вдвое больше 56 МДж/кг у метана. Это экологичное топливо углеродный след производства, транспортировки и использования которого по замыслу прогрессивной части человечества в 2050 г должен быть равен нулю.

В следующий раз, когда вам встретится человек, который скажет: “не все так однозначно” насчет потепления климата, смело плюйте ему в глаз. И на всякий случай бегите. Потому что скорее всего перед вами человекоподобный троглодит, а они могут быть опасны. Абсолютно точно, то есть, на 100% без всяких оговорок установлено, что с момента начала полномасштабных климатических наблюдений в 1880 г. десять самых теплых лет пришлись на минувшие полтора десятилетия. Более того — 5 лет с самой высокой среднегодовой температурой пришлись на последние пять лет. При этом естественные факторы природной среды сегодня работают на охлаждение поверхности Земли, а точнее Мирового океана, занимающего большую часть планеты. Солнечная активность последнее столетие тоже на низком уровне.

Исторический факт — содержание углекислого газа в атмосфере сейчас самое высокое за последние 800 тыс лет. С высокой долей уверенности ученые заявляют, что она является рекордной для периода 3–5 млн, а по последним расчетам до 23 млн лет. Таким образом уже окончательно ясно, глобальное потепление имеет чисто антропогенные причины. Основная это углеродный след — эмиссия в атмосферу диоксида углерода. Если троглодиты начнут городить что–то насчет вулканов, смело бейте их палкой. Антропогенная эмиссия ежегодно в 40 раз превышает выбросы всех вулканов планеты. Из 55 млрд тонн парниковых газов 32 млрд тонн составляет диоксид углерода, который человечество ежегодно создает сжиганием останков древних организмов, превращенных за миллиарды лет геологическим комбайном в природный газ, нефть или уголь разных цветов.

ЕС стремится полностью отказаться (carbon neutrality) от генерации энергии ископаемым топливом к 2050 г. Главная ставка сделана на водород. Страны всего мира в 2015 г взяли на себя обязательства по декарбонизации с 2020 г в рамках Парижского соглашения Комитета ООН по климату. Оно пришло на смену Киотскому протоколу, который ради выгоды собственных экономик нагло саботировали два крупнейших в мире загрязнителя атмосферы США и Китай. Цель нынешних ограничений определена четко — удержать глобальное потепление в пределах двух, а лучше 1,5 градусов ближайшие 30 лет. Если потеплеет более чем на 2 градуса, придет гарантированная кабзда из–за подъема уровня Мирового океана в следствие таяния ледников. Не стоит забывать о биологических угрозах, связанных с отступлением вечной мерзлоты и размораживанием древней заразы типа сибирской язвы. Кроме того, стихийные бедствия, как в Сибири, когда практически одновременно и наводнения, и пожары станут чрезвычайно частыми. Потери страховых компаний — главного источника долгосрочных инвестиций в мировой экономике в первом полугодии 2020 г достигли 68 млрд долл, из которых рекордное для последних 30 лет значение в 27 млрд долл составили выплаты по ущербу от стихийных бедствий. Лидером по убыткам от стихий стала как раз Северная Америка.

Сегодняшняя динамика изменений температуры, нужно признать, не дает никаких оснований даже для осторожных надежд. Если мы будем выбрасывать в атмосферу по 55 млрд тонн парниковых газов в год то для 2 градусов потепления наш лимит чуть больше триллиона тонн, а для полутора всего 400 млрд, то есть, его мы исчерпаем менее чем за 10 лет.

Декарбонизация подразумевает снижение выбросов диоксида углерода, рассчитываемых как для экономики в целом — СО2 на единицу ВВП (тонна/долл США/чел), так и для
экономики энергетической системы — СО2 на единицу вырабатываемой энергии (кг/баррель). Целью декарбонизации является замена систем, основанных на ископаемом топливе, электроэнергией, производимой с использованием низкоуглеродистых ресурсов, таких как водород и возобновляемые источники энергии (ВИЭ). По сути задача электрифицировать все с 0–м уровнем выбросов оксида углерода.

Отказ от ископаемого топлива полностью изменит подход не только к производству, но и к транспортировке, и использованию энергии. Где–то ажурные стальные гиганты опор с натянутыми жилами магистральных проводов останутся, а где–то исчезнут навсегда. Их заменят массовые портативные автономные топливные элементы, освещающие и обогревающие жилища, заряжающие автомобили и гаджеты, вырабатывающие электричество прямо у вас дома.

Больше других в исследованиях и разработках по синтезу водорода и превращению его в электрическую энергию продвинулись научные центры Южной Кореи, Канады и Франции. В странах Евросоюза, создающих около 10% глобальных загрязнений атмосферы, уже пять–семь лет реализуются различные программы декарбонизации. В 2017 году запущена «Объединенная технологическая инициатива по топливным элементам и водороду» (Fuel cells and hydrogen joint undertaking). Доля общественного транспорта на водороде и ВИЭ в европейских городах растет каждый год. Абсолютно все мировые автопроизводители еще в 2019 г представили свои электромобили, некоторые уже сегодня оборудованы преобразователями водорода в электричество. Эра ДВС заканчивается стремительно. От стимулирующих мер правительства переходят к запретам. В ЕС реализуется программа обеспечения доступности водородной энергии для домохозяйств. Уже сегодня вы можете производить в домашних условиях более 250 кг водорода ежедневно, просто подключив воду и свет.

Российская Федерация приняла Парижское соглашение как–то в боковую калитку без ратификации в парламенте. Занимая четвертое место в мире по выбросам СО2 (5%), Россия единственная из 15 крупнейших стран эмитентов не ратифицировала соглашение согласно норме. Ведь отказ от ископаемого топлива ставит крест на ресурсной модели, которую администрация РФ ради собственного кармана строила 20 лет. При этом в России климат теплеет в 2,5 раза быстрее, чем в среднем в мире. В Арктической зоне в 4–6 раз.

Но мы не худшие здесь. Главную опасность представляет позиция Китая — крупнейшего эмитента парниковых газов (25% мировой эмиссии). С 2019 г. Китай засекретил все, что касается выбросов и разработок по водороду. Если относить на его счет эмиссию индустриальных предприятий, построенных в развивающихся странах на китайские инвестиции, участие этой страны в отравлении атмосферы становится и вовсе колоссальным.

Почему США отказались от эмбарго на добычу и экспорт нефти, державшегося почти четыре десятилетия? Потому что знают, скоро углеводородные энергоносители окажутся вне закона. Одиозный Дональд Трамп вывел США (второе место — 14% глобальной эмиссии) из Парижского соглашения, ратифицированного в 174 странах, сделав и в этой номинации серьезную заявку на звание антигероя человечества.

Индия, также входящая в пятерку крупнейших эмитентов, занимает традиционную для себя позицию — на каждый вложенный в сокращение выбросов доллар хочет получить два–три доллара иностранных инвестиций или современных технологий.

Газ, нефть и уголь прямо сейчас в эту самую минуту уступают позиции возобновляемым источникам энергии и водороду. С 2012 г более половины прироста генерирующих мощностей в мире приходится на ВИЭ. В 2018 на каждый новый мегаватт энергии, получаемой от ископаемого топлива, ВИЭ отвечали двумя. На войну с ископаемыми энергоносителями ЕС уже выделило более 1 трлн евро за последние три года. Отступление идет сразу на обоих фронтах — энергопотребления и энергогенерации. Хуже всего дела у угля. Его выкинут первым. За ним очередь мазута. Природный газ останется дольше всех, но и его годы сочтены. В четвертом десятилетии XXI века ЕС уже не хочет импортировать в качестве энергоносителя метан, который тоже парниковый газ. Европейцы самые богатые и благополучные люди в мире. Им есть, что терять. Невозможно заботиться о климате в границах своего забора. Поэтому Европа хочет импортировать  водород и не простой, а зеленый — имеющий нулевой углеродный след.

Зеленый водород продукт электролиза (Electricity–based hydrogen). Сырьем выступает вода. Выделение из нее водорода требует электричества. Его поставляют ВИЭ — ветер, вода или Солнце. Воду и электричество преобразуют в водород, чтобы потом преобразовать в электричество. Непростая схема, недешевая зато экологичная. К тому же решает проблемы ВИЭ по обеспечению пиковых загрузок и использованию невостребованной энергии. В 2020 г в Германии на 14 электролизерах добыто 14 ГВт водорода, план на 2030–й — 44 ГВт. Это мизер в более 600 ТВт годового потребления. Однако в структуре энергогенерации Германии доля ВИЭ только что перевалила за 50%, по итогам прошлого года достигнув 46%. Согласно принятой в июле 2020 г водородной стратегии ЕС к 2030 году потребуется 40 ГВт электролизёров на территории блока и 40 ГВт в соседних странах для экспорта водорода в Евросоюз. При этом на территории ЕС будет производится до 10 млн тонн возобновляемого водорода (Clean hydrogen). Соответственно, ЕС будет поддерживать установку 40 ГВт электролизёров к 2030 г.

Самым популярным на текущий момент является метод производства водорода за счет паровой конверсии метана. При этом метан может быть выделен из природного газа или синтезирован из угля. Этот процесс относится к одному из самых дешевых по себестоимости получаемого водорода — примерно 1–2 доллара за килограмм газа. Для получения 1 куб. м водорода методом пиролиза метана требуется всего 0,7–3,3 кВт‧ч, а электролиза — 2,5–8 кВт‧ч, то есть почти втрое больше. Однако он приводит к выбросам углекислого газа в атмосферу. Эмиссия CO2 при паровой конверсии метана достигает 10 кг на один килограмм водорода. Поэтому водород произведенный этим способом именуют «серым».

В последнее время серый водород придумали перекрашивать в голубой за счет строительства установок по улавливанию и хранению углекислого газа. Однако это приводит к увеличению капитальных затрат по ним до 80% и росту примерно в полтора раза стоимости получаемого водорода. На текущий момент в мире реализуется три проекта с интеграцией установок по улавливанию углекислого газа в технологический процесс производства водорода — это Port Arthur в США, Quest в Канаде и Tomakomai в Японии. Кроме того, в Австралии был подготовлен проект японской компании Kawasaki по производству водорода из синтетического газа, который в свою очередь получается в процессе газификации бурого угля. Водород на специальных танкерах планирую доставлять в Японию. Образовавшийся CO2 будет улавливаться и закачиваться в пласт. Невысокая цена австралийского угля и простота его добычи позволяет сделать данный проект рентабельным.

Уже сейчас в ряде европейских стран развивается переходный вариант использования водорода в смеси с метаном. Это позволяет снизить выбросы парниковых газов на 8–15 % по сравнению с использованием чистого метана. Введение водорода в метан повышает скорость и температуру горения метано–водородной смеси. Это приводит к повышению КПД энергоустановок и двигателей внутреннего сгорания. В результате уменьшается как выброс в атмосферу канцерогенов, так и выброс парниковых газов. Исследования, проведенные европейскими производителями оборудования, показывают, что некоторые виды современных промышленных газовых турбин уже способны сжигать топливную смесь, содержащую до 50 — 60% водорода. Некоторые европейские трубопроводы уже готовят к переводу на прокачку газовой смеси. Чистый водород по стальным трубам не прокачать, нужен полиэтилен. Тимченко и Ротенберги кусают локти — на термопластичном полимере этилена много не украсть.

Декарбонизация это и щит, и карающий меч одновременно. Отказ от углеродного топлива ломает дворцы и курятники, коррупционные автократии и демократические системы, жажда выживания опрокинет фундаментальные парадигмы, на которых построены цивилизации алчных конкистадоров. Разрушительная философия постмодернизма и убогая модель общества потребления привели человечество на край пропасти. Большинству это станет очевидно не завтра, а, выражаясь фигурально, уже вечером сегодняшнего дня. В этой теме нет поля для дискуссий в разрезе нужно/не нужно или выгодно/не выгодно. Разговор может идти только о том, как и когда успеть сделать то, что необходимо.

Все помнят глумливую реакцию на Грету Тумберг. Приглядитесь к своим детям. Возможно они, а скорее всего их чада будут задавать вам вопрос: How dare you? Как мы объясним потомкам зачем из кожи вон лезли? Учились не тому, что интересовало, а тому что выгодно продается. Работали не там где по душе, а там где больше платят. Старались, подличали, шли вверх по головам карьерной лестницы. Брали кредиты, платили акцизы. Гордились тремя шкафами тряпок и двадцатью парами обуви. Мечтали о гигантском доме и роскошной будке на колесах. В чем будет оправдание безудержному потреблядству в глазах наших потомков?

Вопрос выживания ставит перед каждым из нас трудный выбор. Образно его можно сравнить с ситуацией на пляже, где люди делятся на два типа по степени личной ответственности за оправление нужды в море. Здесь каждый стоит на зыбкой границе нравственности и морали. Задача этого подсайта дать как можно больше достоверной информации для верного решения. Основной темой выбран водород, поскольку он уже признан главным ключом к двери, за которой возможное будущее. Следующий пост расскажет о жалких потугах российских жуликов и воров противостоять не только прогрессу, но и усилиям по спасению человечества. Сланцевая революция ничему не научила скудоумных обитателей Кремля. Отрицанием действительности занят весь цвет плесневой культуры псевдоэлиты страны. Убеждать ЕС в ошибочности перехода к водородной энергетике выдвинуты такие фигуры как нанотехнологичный Чубайс, руководитель Сколково Шаронов, научный руководитель Путина ректор СПбГУ Литвиненко. Прочим в западном мире никто уже просто не подаст руки.

0 Shares:
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You May Also Like
Читать дальше...

Изменение климата положило начало новому Великому переселению народов

Если вы считаете, что последствия изменения климата наступят нескоро, вынуждены вас разочаровать. Результаты многочисленных научных исследований показывают, что…
Читать дальше...

Быть и чувствовать: каково быть тучным в жирофобном обществе

Тучное тело подвергается суровому осуждению, считается патологическим и является предметом интенсивного обсуждения, вращающегося вокруг того, как уменьшить такое тело в размерах…
Читать дальше...

Навязчивые идеи и 43 сигареты в день: где граница между странными привычками и психическим заболеванием?

Раскладывать вещи только в определенном порядке, постоянно мыть руки, маниакально проверять рабочую почту или не наступать на стыки между тротуарной плиткой — люди…