В Ланкастере, штат Калифорния, к северу от Лос-Анджелеса, BYD имеет свой американский завод грузовиков и автобусов, но скоро у него будет еще одно отличие. Здесь будет крупнейший в мире возобновляемый водородный завод. Он будет производить в три раза больше водорода, чем любой другой объект в мире, существующий или планируемый. Строительство планируется начать в первом квартале следующего года, а завод должен быть введен в эксплуатацию к концу 2022 года. Полномасштабное производство - в начале 2023 года.
Рассмотрим, как строится бизнес в области промышленности, безопасный для экологии.
Технология плазменной газификации
Водородный завод будет совладельцем SGH2, дочерней компании Solena Group, и будет использовать свою технологию плазменной газификации для превращения биогенных отходов, таких как пластик, бумага, шины и текстиль, в водород без использования какой-либо внешней энергии. По словам SGH2, после завершения строительства объект будет производить до 11 000 килограммов "зеленого" водорода ежедневно или 3,8 миллиона килограммов в год — в три раза больше, чем любой другой возобновляемый объект водородного топлива во всем мире.
Процесс термической каталитической конверсии
В процессе газификации SGH2 используется усовершенствованный плазмой процесс термической каталитической конверсии, оптимизированный с помощью обогащенного кислородом газа. В камере с катализаторным слоем плазменные горелки генерируют такие высокие температуры (3500 - 4000 ° С), что отработанное сырье распадается на свои молекулярные соединения без сжигания атмосферы или образования токсичной летучей золы. По мере того как газы выходят из камеры каталитического слоя, молекулы связываются в очень высококачественный богатый водородом биосинтез, свободный от смолы, сажи и тяжелых металлов.
Образуется чистый водород
Затем синтез-газ проходит через систему амортизаторов качания давления, в результате чего образуется водород с чистотой 99,9999 %, как это требуется для использования в транспортных средствах с протонно-обменными мембранными топливными элементами. Процесс SPEG извлекает весь углерод из отработанного сырья, удаляет все твердые частицы и кислые газы и не производит никаких токсинов или загрязнений. Конечным результатом является водород высокой чистоты и небольшое количество биогенного углекислого газа, который не является добавкой к выбросам парниковых.
Производственный процесс фактически удаляет выбросы парниковых газов с Земли. Поскольку исходное сырье, которое используется для производства водорода, поступает из биогенного источника (например, переработанная смешанная бумага), водород имеет отрицательную углеродную интенсивность -188 кг co2eq/кг H2.
Нет выбросов загрязняющих веществ
Поскольку завод является газификационной установкой замкнутого цикла, которая преобразует отработанное сырье в многоразовый газ, который собирается, нет никаких выбросов загрязняющих веществ. Не производится никаких канцерогенов (полулетучих органических соединений, таких как дымовые газы, летучая зола, токсичная донная зола, диоксины или фураны) и никаких диоксидов серы, как это делают мусоросжигательные заводы.
Примерная стоимость новой установки по производству водорода
Предполагаемая общая капитальная стоимость проекта составляет 55 миллионов долларов.
На заводе будет работать 600 человек во время строительства и 35 человек для его эксплуатации, многие из которых будут приезжать из малообеспеченных районов, окружающих завод.
Временная шкала выглядит следующим образом. Сейчас все находится на стадии предварительной подачи, ожидается, что строительство начнется в 1 квартале 2021 года, а завод откроется в 1 квартале 2023 года:
- Предварительная подача и фаза подачи (включая разрешение): 12 месяцев.
- Инженерные закупки строительства: 18 месяцев.
- Пуско-наладочные работы: 3 месяца.
- Ожидаемое начало эксплуатации: 1 квартал 2023 года.
Для чего будет использоваться вырабатываемый водород?
Завод в Ланкастере будет производить водород для транспортного сектора. Калифорния имеет существующую и растущую водородную инфраструктуру, с растущим спросом на водород. Ведутся переговоры с крупнейшими владельцами и операторами водородных заправочных станций в Калифорнии.
Но потенциал у водорода огромный, с широким кругом возможных потребителей. Изучаются дополнительные заводы и будущие продажи коммунальным предприятиям (включая SoCalGas, Калифорнийскую газовую компанию), которые заменят природный газ водородом; цементные заводы (включая Heiderberg) и другие. Кроме того, различные транзитные агентства в районе Лос-Анджелеса объявили, что они закупят до 1000 новых водородных автобусов для парка 100 % нулевых выбросов, а Сан-Бернардино только что объявил о вводе в эксплуатацию своего первого водородного поезда.
Конкурентоспособность завода
Зеленый водород находится на паритете затрат с сернистым водородом на основе ископаемого топлива. Действительно, плата не взимается за чаевые/утилизационный сбор за отходы сырья, тем самым экономя затраты на утилизацию отходов города Ланкастер. При нулевой стоимости исходного сырья затраты на защиту конкурируют с сернистым водородом, получаемым в результате паровой реформации природного газа.
Лаборатория Беркли провела предварительный анализ углерода жизненного цикла, который показал, что на каждую тонну производимого водорода технология SPEG снижает выбросы на 23-31 тонну эквивалента углекислого газа, что на 13-19 тонн больше выбросов углекислого газа на тонну, чем любой другой процесс получения зеленого водорода. А водород SGH2 стоит в пять-семь раз дешевле, чем другой зеленый водород.
Ожидается, что водород с завода будет поступать на водородные заправочные станции для легких и тяжелых транспортных средств на топливных элементах в пределах штата Калифорния. Город будет поставлять гарантированный запас вторсырья, что позволит ему сэкономить до 75 долларов за тонну во избежание затрат, поскольку ему не придется платить за утилизацию их на площадных свалках.
Мнение мэра Ланкастера
"Если мы продолжим производить энергию, как это было раньше, нас не будет здесь через 50 лет", - сказал недавно мэр Ланкастера Р. Рекс Пэррис газете Los Angeles Times. Будучи мэром, Пэррис также помог городу отказаться от своей частной электрической компании и приобрести больше возобновляемых источников энергии. Он также сыграл важную роль в убеждении BYD построить свой завод по производству грузовиков и автобусов в Ланкастере.
Пэррис говорит, что его город ищет способы обеспечить лучшее будущее, поскольку все справляются с кризисом, возникшим из-за коронавируса. "Мы знаем, что круговая экономика с возобновляемой энергией - это правильный путь, и мы позиционируем себя как альтернативную энергетическую столицу мира".
Это может быть правдой, но водородная экономика все еще является просто фантазией. Существует очень мало заправочной инфраструктуры и еще меньше тяжелых транспортных средств на топливных элементах, но SGH2 и Lancaster считают, что их партнерство поможет сломать затор и сделать водородную экономику реальностью.
Есть некоторые хорошо финансируемые группы, которые считают, что водород может стать крупным игроком в будущем с нулевыми выбросами. CleanTechnica считает, что водород включает в себя слишком много процессов преобразования, чтобы быть столь же эффективным, как электричество из возобновляемых источников в сочетании с аккумуляторными батареями, но мы признаем, что не знаем всего, что нужно знать по этому вопросу. Безусловно, все, что удерживает вторсырье вне свалок и обеспечивает источник энергии с нулевыми выбросами, заслуживает тщательного рассмотрения.
