Источник фото — МЭА
Одной из альтернатив стало преобразование биометана и природного газа в водород с помощью термоплазменного электролиза. Этот метод предложил стартап HiiROC, по оценке которого паровой риформинг метана сопряжен с выбросами 9 кг углекислого газа на 1 кг водорода, а удельные затраты на электролиз воды (50 киловатт-час на 1 кг водорода) в полтора раза превышают энергетическую емкость полученной продукции (33 киловатт-часа на 1 кг). Новый способ фактически позволяет разделять углеводороды на два базовых компонента (углерод и водород), обеспечивая при этом компактность производственных мощностей: установка термоплазменного электролиза будет занимать площадь грузового контейнера, который будет можно разместить в непосредственной близости от места потребления водорода. Преимуществом является и получение углерода в качестве побочного продукта, который можно использовать в производстве каучуков, шин и строительных материалов.
Метод термоплазменного электролиза будет опробован в 2023 г. на газовой электростанции в городе Бригг на востоке Англии, где водород будет использоваться для производства электроэнергии: первоначально доля водорода в структуре газовой смеси будет составлять 3%, однако со временем она увеличится до 20%. Иное применение может найти инновация компании EPRO Advance Technology, разработавшей пористый кремниевый материал (Si+), который генерирует водород при контакте с водой. Являясь продуктом переработки кремния, Si+ внешне напоминает порошок, который можно хранить в герметичной пластиковой упаковке и перевозить в грузовых контейнерах, что в перспективе может решить проблему дорогостоящей морской транспортировки водорода, для которой с недавних пор используются танкеры: первая в мире межконтинентальная транспортировка H2 была осуществлена в начале 2022 г. по маршруту из Австралии в Японию с помощью судна Suiso Frontier грузоподъемностью 75 тыс. т.
Схожее решение нашли в компании H2SHIPS, которая в 2023 г. спустит на воду судно, топливом для которого станет водород, получаемый из смешения твердой соли – борогидрида натрия (NaBH4) – с чистой водой и катализатором. Получаемый таким образом газообразный водород будет подаваться на топливные элементы, которые будут вырабатывать электроэнергию, приводящую корабль в движение. Отработанное топливо – метаборат натрия (NaBO2) – на берегу будет складироваться на корабле специальные емкости, а по возвращении на берег – смешиваться с магнием для получения борогидрида натрия, который вновь можно будет использовать для получения водорода, обеспечивая тем самым замкнутый цикл.
Экологичное решение нашла и компания Powerhouse Energy, предложившая производить водород из пластиковых отходов в несколько этапов. Сначала пластиковые отходы будут дробиться на кусочки одинакового размера, которые при размещении в бескислородной камере будут плавиться под воздействием высоких температур, а затем испаряться в синтез-газ – смесь из метана, водорода и небольшого количества окиси углерода. Синтез-газ затем будет направлять в камеру осушки, где будет происходить его очистка от инертных остатков, составляющих не более 5% от исходного объема пластиковых отходов. Полученное сырье будет иметь ту же теплотворность, что и природный газ. Его можно будет подавать на газовую турбину для выработки электроэнергии, а также использовать для получения водорода с помощью паровой конверсии.
