Джерело зображення, ALAMY

газифікація

Перетворення вугілля на газ не таке зелене, як здається.

Вугілля може бути брудним, забруднюючим, але воно дешеве.

З цієї простої причини він залишається основним джерелом енергії у світі, забезпечуючи чверть первинної енергії та понад 40% електроенергії. І буде продовжувати це робити протягом багатьох років.

Отже, проблема полягає в тому, як виробляти енергію з вугіллям більш екологічно.

У той час, коли спроби розробити систему захоплення та зберігання вуглецю застопорились, низка країн намагаються по-різному використати свої багаті запаси вуглецю.

Не всі мотивовані екологічними причинами. Є також економічні причини та бажання досягти енергетичної незалежності.

Кінець Можливо, ви також зацікавлені

Старе і нове

Основною технологією, яка використовується, є так звана газифікація вугілля. Тобто замість спалення викопного палива воно хімічно перетворюється на синтетичний природний газ або синтез-газ.

Цей процес існує десятки років, але зростання цін на газ зараз робить його більш економічно вигідним.

Сполучені Штати застосували цю техніку, але Китай повністю прийняв її, намагаючись задовольнити зростаючий попит на енергію та зменшити залежність від імпортованого скрапленого природного газу.

Національне управління енергетики Азіатського гіганта оголосило про плани видобути з вугілля 50 мільйонів кубометрів газу до 2020 року, достатньо для покриття понад 10% загального споживання газу в Китаї.

Це не тільки має економічний сенс, але це також дозволить китайцям використовувати занедбані поклади вугілля за тисячі кілометрів від основних промислових центрів країни. Транспортування газу, зрештою, набагато дешевше, ніж транспортування вугілля.

Газифікація вугілля також допоможе вирішити проблеми забруднення, які паралізували різні частини країни протягом останніх місяців.

Перешкоди

Джерело зображення, ALAMY

В останні роки США експериментували з газифікацією вугілля.

Але система стикається з двома великими проблемами.

Перший полягає в тому, що заводи з газифікації вугілля виробляють більше СО2, ніж традиційні вугільні заводи, так що Китай не лише буде використовувати більше вугілля, але й зазнаватиме більших впливів на навколишнє середовище.

Ласло Варро, керівник ринку газу, вугілля та енергетики Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), каже, що газифікація вугілля "приваблива з точки зору економічної та енергетичної безпеки".

"Це може бути гарним рішенням для забруднення на місцевому рівні, але, оскільки настільки вуглецевий, він гірший, ніж видобуток вугілля, тому він не привабливий з точки зору зміни клімату".

Насправді дослідження американського університету Дьюка говорить, що синтетичний природний газ виділяє в сім разів більше парникових газів, ніж традиційний газ, і майже вдвічі більше, ніж вугільна ТЕЦ.

Друга проблема - використання води. Газифікація вугілля є однією з систем виробництва електроенергії, яка використовує найбільше води, і великі території Китаю, особливо на заході країни, у яких є установки для цього, вже мають труднощі з водопостачанням.

Варро нагадує, що нещодавній звіт МЕА дійшов висновку, що заводи з газифікації вугілля будуть використовувати "значну частину води, доступної в Китаї".

Рясні резерви

Інші країни намагаються знайти альтернативні методи отримання газу з вугілля.

Особливо популярною технікою в Австралії є метановий газ на вугіллі - процес, який дозволяє отримати доступ до вугільних родовищ, які занадто глибокі для вивчення за допомогою традиційних видобутку.

Джерело зображення, Гетті

Забруднення змусило Китай переосмислити спосіб використання запасів вугілля.

Він полягає у витяганні води з жили, яка виділяє прилиплий до поверхні вугілля метан, який потім зберігається.

Китай, Індонезія та Мозамбік шукають вугільні родовища метану, а США і Канада мають великі запаси.

Процес виділяє дуже мало СО2, але не без суперечок. Його опоненти висвітлюють проблему забруднення води, просідання земель та безпечного утилізації стічних вод, крім того, що це іноді вимагає процесів гідравлічного розриву пласта).

Проте метановий газ, що базується на вугіллі, "принципово змінив динаміку газової промисловості Австралії", говорить Філ Гіршхорн, партнер енергетичної консалтингової фірми Boston Consulting Group, що базується в Сіднеї.

Як пояснив Гіршхорн, у країні є 200 мільярдів кубічних футів вугільного метанового газу, і зараз реалізуються проекти по його зрідженню та експортуванню 25 тонн щороку, що еквівалентно 10% всього світового ринку скрапленого природного газу.

Чистий доступ

Зовсім інший спосіб видобутку газу з вугілля відомий як підземна газифікація вугілля (UCG), процес, який існує з 19 століття, але ще не став комерційно життєздатною системою в широкому масштабі, хоча в даний час функціонує завод Узбекистан та пілотні проекти в Австралії та Південній Африці.

За словами Джулі Лодер, виконавчого керівника Асоціації UCG - органу, який представляє сектор на міжнародному рівні - цей метод є "новим способом видобутку енергії з вугілля без частого впливу на навколишнє середовище".

Технологічний розвиток та зростання цін на газ роблять UCG тепер життєздатним способом отримати доступ до великих родовищ вугілля, яке занадто глибоке для видобутку, пояснює Лодер.

Насправді, за підрахунками, 85% покладів вугілля у світі не доступні за допомогою традиційних методів.

Експлуатація їх могла б мати потенційно згубні наслідки для викидів СО2 та зміни клімату, але галузь каже, що ці родовища є чисто доступними.

Процес включає впорскування кисню та пари для отримання невеликого, контрольованого горіння. На відміну від вугільного метану, мінерал перетворюється з твердого стану на газ.

Водень, метан, окис вуглецю та СО2 відводяться через другу свердловину.

Нульові викиди

Джерело зображення, Reuters

Інтерес до видобутку вугілля зріс внаслідок подорожчання газу.

За словами Гаррі Бредбері, засновника та генерального директора компанії з екологічно чистої енергетики Five Quarters, цей процес генерує лише 20% CO2, виробленого традиційним видобуванням вугілля.

Але його компанія розробляє процес, який не вимагає спалення вугілля, і який поєднує те, що Бредбері називає "твердотільною хімічною інженерією", що виділяє гази, які затримуються не лише у вугіллі, але і в навколишніх породах. І все це відбувається в офшорах, зменшуючи побоювання щодо забруднення питної води.

Але справжня перевага полягає у можливості уловлювання CO2. "Нам потрібно бути більш радикальними, досягти нульових викидів вуглецю", - говорить Бредбері. "Повне захоплення та зберігання діоксиду вуглецю має вирішальне значення".

Це може відбуватися або шляхом повторного впорскування CO2 у вугільні шари, або шляхом його перетворення у такі продукти, як пластмаси та графен, пояснює він.

Уряд Великобританії створив робочу групу для розслідування переваг UCG, що працює від величезних родовищ вугілля в Північному морі.

Інші уряди також хочуть використовувати нові технології для доступу до її глибоких вен.

Проблема, звичайно, полягає в тому, що процес повністю залежить від посилених зусиль з розробки систем захоплення та зберігання СО2.

Поки рішення не буде досягнуто, будь-яка спроба газифікації підземного вугілля залишатиметься теоретичною або сприятиме загостренню проблеми викидів.