В марте 2024 года в СМИ была опубликована информация о том, что японская компания Mitsubishi формирует международную коалицию по продвижению разработки и производства синтетического (электронного) природного газа (e-NG). В коалицию должны войти еще семь компаний, в том числе Engie, Total Energies и Tokyo Gas. Основным технологическим партнером выступит бельгийская TES, которая на данный момент активно занимается водородными технологиями. Целью этой коалиции, как пишет Forbes “станет продвижение e-NG, создание глобального рынка и укрепление сотрудничества между заинтересованными сторонами”. Коалиция этих компаний полагает, что использование E-NG позволит быстрее перейти к будущему с нулевым выбросом углерода.
Давайте попробуем разобраться что такое E-NG и что скрывается за громкими заголовками.
E-NG, электронный природный газ
E-NG (electric natural gas), электронный природный газ (или как его еще переводят с английского электрический натуральный газ), являет собой вариацию в продолжающемся поиске устойчивых и более чистых источников энергии. Это синтетическая форма природного газа, которая предлагает более экологичную альтернативу своему аналогу, получаемому из ископаемого топлива. В отличие от обычного природного газа, который добывается из геологических запасов, e-NG производится синтетическим путем в процессе соединения водорода, полученного из воды, с углекислым газом, полученного либо из атмосферы, либо из промышленных отходов. Конечным продуктом такого синтеза является метан, основной компонент природного газа, что обеспечивает экологичное решение, которое может легко интегрироваться в существующую газовую инфраструктуру.
Из чего сделан e-NG?
Основой e-NG является метан (CH4), химически идентичный метану, содержащемуся в традиционном природном газе (в натуральном природном газе помимо метана присутствуют и другие примеси. Производство e-NG, однако, идет по пути экологических инноваций, используя два основных ингредиента — водород и углекислый газ — в экологически безопасных процессах. Водород получают путем электролиза воды — процесса, который может осуществляться за счет возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия или энергия ветра. С другой стороны, углекислый газ может улавливаться из воздуха или в качестве побочного продукта промышленных процессов, что делает e-NG ключевым игроком в усилиях по утилизации углерода.
Простейшая формула преобразования водорода и углекислого газа в метан может описываться так:
CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
При этом необходимо понимать, что в результате преобразования помимо чистого метана образуется вода.
Методы производства e-NG
Двухэтапный процесс получения e-NG начинается с электролиза, при котором электричество (в идеале из возобновляемых источников) используется для расщепления воды на кислород и водород. Вторым этапом является метанирование (реакция Сабатье), при котором водород затем соединяется с диоксидом углерода в присутствии катализатора с получением метана и воды. Этот метод не только синтезирует ценное топливо, но и способствует сокращению выбросов углекислого газа за счет использования CO2, который в противном случае способствовал бы образованию парниковых газов в атмосфере.
Реакция Сабатье – реакция водорода с диоксидом углерода при повышенной температуре (300 – 400 ◦С) и давлении в присутствии катализатора для производства метана и воды.
Здесь необходимо обратить внимание, что на каждом этапе мы тратим энергию для преобразования:
1. Получения водорода путем электролиза воды. Поэтому в идеале это должны быть либо возобновляемая электроэнергия (Солнце, ветер), либо атомная (как вариант недорогой и почти не выделяющей при производстве углекислый газ);
2. Соединения водорода и углекислого газа. Опять та же проблема, в идеале источник электроэнергии должен быть от ВИЭ.
Помимо этого необходимо тратить энергию на этапе хранения и транспортировки энергии, а также на улавливание углекислого газа после сжигания метана.
Область применения e-NG
Универсальность e-NG является одной из его наиболее привлекательных особенностей. Его применение аналогично применению традиционного природного газа, что делает его идеальной заменой в различных секторах. В жилых домах e-NG можно использовать для организации отопления и приготовления пищи; в промышленности он может использоваться в высокотемпературных печах и производственных процессах; а в производстве энергии он обеспечивает более чистую альтернативу для выработки электроэнергии. Кроме того, e-NG может играть решающую роль в транспорте, выступая в качестве более чистого топлива для транспортных средств, которые традиционно работают на сжатом природном газе (CNG).
Перспективы на будущее e-NG
Переход на e-NG обещает значительно сократить наш углеродный след и перейти к более устойчивой энергетике будущего. Его производство из возобновляемой электроэнергии и улавливаемого CO2 дает возможность создать замкнутый углеродно-нейтральный энергетический цикл. Однако широкое внедрение e-NG зависит от технологических достижений в области эффективности электролиза, снижения затрат на возобновляемую энергию и эффективных технологий улавливания углерода.
Несколько выводов по e-NG
E-NG выступает в качестве ключевой инновации на пути к устойчивому развитию, предлагая мост между традиционными энергетическими системами и будущим, основанным на возобновляемых источниках энергии.
В то же время технология производства e-NG пока далека от совершенства и себестоимость производства такого природного газа несравненно выше, чем его добываемый собрат. Европейский и американский курс на зеленую энергетику (декарбонизацию, углеродную нейтральность) безусловно способствует повышению экономической привлекательности производства и использования e-NG, однако на данный момент это достигается не путем снижения себестоимости производства e-NG, а за счет повышения стоимости использования добываемого природного газа административными методами (повышение налогов на добычу полезных ископаемых, введение запрета на использование угля, нефти, мазута, введение платы за углеродный след и прочее). Это отнюдь не способствует поиску эффективных методов производства e-NG. Как и в случае с водородом энергия затраченная на его производство, транспортировку, хранение в разу выше, чем энергия полученная от его использования (закон сохранения материи М.В. Ломоносова никто не отменял).
Тем не менее используя существующую инфраструктуру использования природного газа и продвигая экологически чистые методы производства, e-NG прокладывает путь к более чистому и устойчивому миру без ущерба для потребностей в энергии. Его роль в смягчении последствий изменения климата и развитии экономики замкнутого цикла делает его не просто жизнеспособной альтернативой, но и необходимым шагом вперед в нашей глобальной энергетической эволюции. Необходимо помнить о балансе различных источников энергии, e-NG безусловно найдет свою нишу в энергетическом балансе.
Понравилась статья? Тогда ставьте лайк 👍 и подписывайтесь на наш канал. Это поможет нам понять, что вам действительно интересно, – чтобы рассказать об этом более подробно. Посещайте наш сайт (www.pagz.info), чтобы ознакомиться с более подробной информацией по этой теме.
