Когда слышишь про низкоуглеродный водород производители, сразу представляются гигантские установки с нулевыми выбросами. Но на практике даже электролизеры на возобновляемой энергии имеют скрытый углеродный след — от производства мембран до логистики. Вот этот нюанс часто упускают в отраслевых обзорах.
В прошлом квартале тестировали электролизер с КПД 78% — цифра красивая, но при детальном анализе выяснилось: каждый килограмм водорода 'тянет' за собой 2.3 кг CO2-эквивалента из-за производства каталитических покрытий. Пришлось пересматривать цепочку поставщиков.
Особенно проблемными оказались биметаллические электроды. Поставщик из Германии предлагал готовые решения, но их углеродный след был вдвое выше китайских аналогов. При этом китайские образцы требовали доработки по стабильности — замкнутый круг.
Кстати, о стабильности. На установке в Татарстане столкнулись с деградацией мембран после 900 часов работы. Производитель уверял в 5000 часов, но реальность показала: наши колебания напряжения в сети съедают 30% ресурса. Пришлось разрабатывать буферные системы.
Здесь как раз интересен опыт ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии — их керамические подложки для систем хранения показали себя неоднозначно. На сайте https://www.xinkexin.ru заявлена термостойкость до 1200°C, но при циклических нагрузках выше 800°C начинается микротрещинование.
В мае 2024 года, когда компания только начинала деятельность, мы тестировали их первые образцы огнеупорных материалов. Проблема была с адгезией защитных покрытий — пришлось совместно разрабатывать модифицированную поверхность. Сейчас уже третья итерация, КПД подняли на 7%.
Их специализированная керамика для уплотнителей электролизеров — тот случай, когда локальное производство выигрывает у европейских аналогов по цене, но требует дополнительных испытаний. Например, при работе на попутном газе возникают неучтённые вибрации.
Строительство крупных заводов — не всегда оптимальный путь. На проекте в Калининградской области рассчитали: сеть из 5 установок по 2 МВт экономически выгоднее одного 10-мегаваттного объекта. Особенно с учётом логистики водорода.
Но здесь же возникла неожиданная проблема — сертификация. Для малых мощностей требования по безопасности оказались даже жёстче, чем для промышленных объектов. Пришлось доказывать, что наши системы мониторинга утечек соответствуют нормам для распределённой генерации.
Интересно, что низкоуглеродный водород производители часто недооценивают стоимость подключения к ВИЭ. Солнечная генерация — это не только панели, но и 25-30% дополнительных мощностей для компенсации суточных колебаний. В наших расчётах это добавляло 0.3 евро за килограмм к себестоимости.
На примере модернизации установки в Тверской области: переходили с природного газа на биогаз. Теоретически — снижение углеродного следа на 60%. Практически — пришлось полностью менять систему очистки, так как примеси в биогазе выводили из строя катализаторы за 200-300 часов.
Компания ООО Шаньдун Синькэсинь в этом плане предложила интересное решение — пористые керамические фильтры с градиентной структурой. Но для водородных применений пришлось увеличивать стойкость к восстановительной атмосфере. Сейчас тестируем уже четвёртую модификацию.
Самое сложное — баланс между чистотой водорода и энергозатратами. Довести содержание примесей до 10 ppm — относительно легко, но следующие 2 ppm требуют удвоения энергопотребления системы очистки. Часто экономически выгоднее мириться с 5-7 ppm.
Сейчас в отрасли хаос с методиками расчёта углеродного следа. Одни считают только прямые выбросы, другие включают жизненный цикл оборудования. Наш опыт: если учитывать утилизацию электролизеров, цифры могут отличаться в 1.8 раза.
Для производителей специальной керамики, таких как Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии, это особенно актуально. Их огнеупорные материалы имеют срок службы 8-10 лет, но после демонтажа требуют специальной утилизации — это тоже углеродный след, который пока никто не считает.
В новых проектах мы начали закладывать модульную замену компонентов. Вместо полной замены керамических элементов — послойный ремонт. Для этого нужны материалы с прогнозируемой деградацией, над чем и работаем с поставщиками.
После 2022 года стало очевидно: критически важные компоненты должны производиться локально. Но с низкоуглеродный водород это особенно сложно — те же мембраны или катализаторы требуют редкоземельных металлов, которых у нас нет.
Приходится искать обходные пути. Например, в сотрудничестве с ООО Шаньдун Синькэсинь пробуем заменять импортные керамические подложки на отечественные аналоги. Пока проигрываем в качестве, но выигрываем в стабильности поставок.
Интересное наблюдение: иногда простые решения работают лучше сложных. На одной из установок вместо дорогой импортной системы контроля поставили комбинацию датчиков российского и белорусского производства — ошибка измерения всего на 0.5% выше, а стоимость втрое ниже.
В итоге понимаешь: идеальных решений нет, есть оптимальные для конкретных условий. Главное — не гнаться за модными терминами, а считать реальные затраты и выбросы на каждом этапе. И здесь сотрудничество с производителями материалов, как Шаньдун Синькэсинь, становится не просто закупкой, а совместной разработкой под реальные задачи.
