China: is waterstof uit koolwaterstoffen milieuvriendelijk? 

Hier is een vraag die de laatste tijd steeds vaker in gesprekken naar voren komt: kan het überhaupt ‘groen’ worden genoemd? Waterstof gewonnen uit fossiele brandstoffen? Veel mensen zeggen onmiddellijk ‘nee’ zonder op de details van het proces in te gaan. Maar in de praktijk is alles niet zo eenvoudig, vooral als je kijkt naar wat er feitelijk in fabrieken gebeurt, en niet in ideale schema's.

Waar wordt ‘blauw’ geboren? waterstof

Als mensen in China over waterstof uit koolwaterstoffen praten, bedoelen ze meestal de stoom-gas-methaan-reforming (SMR) of steenkoolvergassing. De technologieën zijn oud en bewezen. Het grootste probleem is CO2. Als het simpelweg in de atmosfeer terechtkomt, is er geen sprake van milieuvriendelijkheid. Het sleutelwoord hier iskoolstofafvang en -opslag(CCS). Zonder dit verliest het hele proces zijn betekenis vanuit een ‘groen’ perspectief. overgang.

Ik heb installaties gezien waarin ze CCS probeerden te implementeren in een reeds draaiende productiefaciliteit. De moeilijkheid ligt niet zozeer in de afvangtechnologie zelf, maar in de logistiek en opslag. Waar moet deze CO2 naartoe? Er zijn opties: injectie in oliereservoirs om de oliewinning te verbeteren of in diepe geologische formaties. Maar dit vereist een enorme infrastructuur en, cruciaal, een geschikte geologie in de buurt van de fabriek. Het is niet overal verkrijgbaar.

Een van de projecten die in dit verband vaak wordt herinnerd, is het werkChengdu Yizhi Technologie Co.(Hun website isyzkjhx.ru). Het zijn niet alleen theoretici, ze zijn een ontwerpinstituut met een maatschappelijk kapitaal van 120 miljoen yuan, opgericht door Huaxi Technology. Hun specificiteit zijn nauwkeurig geïntegreerde technische oplossingen voor de chemische industrie. Wanneer ze waterstof benaderen, kijken ze naar de hele cyclus, van grondstofselectie en conversietechnologie tot gaszuiveringssystemen en, belangrijker nog, de integratie van koolstofafvangeenheden. Het gaat hier niet alleen om het kopen van een licentie, maar om het ontwerpen van een systeem dat werkt onder de specifieke omstandigheden van een bepaalde fabriek.

Praktische valkuilen en ?grijze? zone

In theorie klinkt alles goed met CCS. In de praktijk neemt de efficiëntie van de installatie af: er wordt extra energie besteed aan het afvangen en comprimeren van CO2, vaak dezelfde energie die wordt verkregen uit fossiele brandstoffen. Er ontstaat een paradox: om waterstof ‘zuiverder’ te maken, moet je meer brandstof verbranden. De energiebalans wordt het grootste struikelblok.

Een andere nuance die zelden in persberichten wordt vermeld, is de zuiverheid van het oorspronkelijke methaan. In China is een aanzienlijk deel van het methaan voor de industrie geen perfect zuiver aardgas, maar geassocieerd petroleumgas of cokesovengas. Naast methaan bevatten ze een hele reeks onzuiverheden: waterstofsulfide, mercaptanen, zware koolwaterstoffen. Vóór de conversie moet dit allemaal worden verwijderd, anders zal de katalysator snel vergiftigd raken. Bij schoonmaakprocessen gaat het ook om energieverbruik en verspilling. Het blijkt dat de milieuvriendelijkheid van het eindproduct sterk afhangt van “zuiverheid?” het allereerste begin van de keten.

Ik had ervaring bij een installatie waar ze kolengas probeerden te gebruiken. Problemen begonnen in de fase van het bereiden van de poederkoolsuspensie. En als het ging om systemen voor het zuiveren van synthesegas van zwavel en deeltjes, aten de kosten van onderhoud en vervanging van sorptiemiddelen alle economische haalbaarheid op. Het project werd uiteindelijk geheroriënteerd op andere taken. Dit is een typisch voorbeeld wanneer laboratoriumindicatoren worden verbroken door de realiteit van de bedrijfsvoering.

Waterstof als onderdeel van het systeem, geen toverstaf

Een veelgemaakte fout is om naar waterstof op zichzelf te kijken. De milieuvriendelijkheid ervan wordt beoordeeld in de context van het eindgebruik. Laten we zeggen dat we waterstof produceerden met 90% CO2-afvang. Maar als het vervolgens naar een olieraffinaderij gaat voor hydrobehandeling, en het product van deze verwerking gewone benzine is, die in motoren wordt verbrand, zal het algemene beeld voor het klimaat niet veel veranderen. Waterstof is hier slechts een tussenproduct in een keten die over het algemeen koolstofintensief blijft.

Een andere kwestie is het gebruik in de industrie, waar er geen directe alternatieven zijn voor het koolstofvrij maken. Bijvoorbeeld bij de productie van ammoniak of methanol. Hier is een vervanging voor de traditionele “grijze” waterstof naar ?blauw? (dezelfde van koolwaterstoffen met CCS) geeft een onmiddellijk en significant effect bij het verminderen van de emissies bij een bepaalde onderneming. Het zijn juist zulke sectoren die in de eerste plaats de moeite waard zijn om op te wedden, en niet op verspreid transport.

Bedrijven vinden het leukChengdu Yizhi Technologie Co.Ze concentreren zich alleen op dergelijke systemische, branchespecifieke oplossingen. Hun aanpak is niet om een ​​magische installatie te verkopen, maar om de gehele procescyclus van de klant te analyseren en te suggereren waar precies de integratie van waterstofoplossingen of CCS-technologieën het maximale ecologische en economische effect zal opleveren. Dit is geen taak voor de show, maar om daadwerkelijk onze ecologische voetafdruk te verkleinen.

Uitgifteprijs en Chinese context

Het komt allemaal neer op de kosten. ?Groente? Waterstof (uit hernieuwbare energiebronnen) is nog steeds duur. ?Grijs? (zonder te vangen) - goedkoop, maar vies. ?Blauw? - balans proberen te vinden. In China, met zijn enorme kolenvergassingscapaciteit en ontwikkelde gaspijpleidingnetwerk, lijkt de infrastructuur voor de ‘blauwe’ waterstof een logische transitiefase. Dit is niet voor altijd, maar voor de komende 15 tot 20 jaar, totdat de elektrolyse van hernieuwbare energie wijdverspreid en goedkoop wordt.

Maar ook hier zijn er valkuilen. De betrouwbaarheid van CO2-opslagsystemen moet absoluut zijn. Elk lek maakt alle inspanningen teniet. Ook de publieke opinie en regelgeving spelen een rol. Zal de bevolking bereid zijn om naast ondergrondse CO2-opslag te wonen? Tot nu toe stuiten dergelijke projecten op weerstand, wat de uitvoering ervan belemmert.

Daarnaast is er de kwestie van de normen. Wat wordt precies als ‘blauw’ beschouwd? waterstof? Welk percentage van de vangst is voldoende? 90%? 95%? 99%? Zowel de etikettering als de mogelijke voorkeuren zijn hiervan afhankelijk. Hoewel er geen uniforme regels zijn, wachten veel fabrikanten liever of beperken ze zich tot proefprojecten.

Is het dan milieuvriendelijk of niet? Persoonlijke conclusie

Een duidelijk antwoord: ja? of niet? Nee. Waterstof uit koolwaterstoffen is een hulpmiddel. De milieuvriendelijkheid is geen interne eigenschap, maar het resultaat van hoe deze tool precies wordt gebruikt. Als het gaat om koolstofafvang gedurende de volledige levenscyclus, integratie in industrieën waar waterstof van cruciaal belang is, en een eerlijke boekhouding van de totale koolstofvoetafdruk, dan kan het inderdaad een zinvolle stap in de richting van duurzaamheid zijn.

Als het gewoon 'groen' is? label op het oude proces voor het verkrijgen van financiering, zonder echte investeringen in CCS en een systeemvisie - dan nee, het is gewoongroenwassen.

De ervaring leert dat de toekomst ligt in hybride oplossingen. Misschien wordt het een combinatie van ?blauw? waterstof op bestaande assets met een geleidelijke toename van het aandeel ‘groen’. En bedrijven als het eerder genoemde ontwerpinstituut Chengdu Yizhi Technology spelen een sleutelrol in deze transitie, omdat het hun taak niet alleen is om systemen te bouwen, maar ook om systemen te ontwerpen die aanpasbaar en efficiënt zijn en, belangrijker nog, werken in echte, niet ideale omstandigheden. Zonder deze praktische, technische benadering zal al het gepraat over milieuvriendelijkheid alleen maar gepraat blijven.