Участник консорциума Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН провел Школу молодых ученых «Электрохимические устройства: процессы, материалы, технологии». Руководитель Центра Павел Снытников выступил с лекцией, посвященной газохимии, электроэнергетике и электрификации транспорта.
Газохимия — самостоятельная отрасль, которая включает в себя крупнотоннажную переработку природного и попутного газов. В российской химической промышленности используют 10% от добываемого объема газа. В результате переработки получают синтез-газ, из которого потом производят ценные химические соединения, такие, как метанол. Газохимия открывает перспективы использования экологически чистого топлива.
«Природный газ — это сырье для метанола, из которого получают формальдегид, муравьиную кислоту, диметоксиметан, диметиловый эфир. И сам метанол, и диметиловый эфир, к примеру, рассматривают как топливо для топливных элементов. А эти элементы — основа для создания электрогенерирующих установок для питания электродвигателей автомобильного транспорта», — рассказал Павел Снытников.
Цепочку производства ценного сырья из природного газа стоит рассматривать в контексте перехода на возобновляемые источники энергии и декарбонизацию. Синтез-газ можно получать из природного газа, а можно проводить улавливание углекислого газа и смешивать его с водородом. Водород при этом получать электролизом воды, когда есть избыток электроэнергии, вырабатываемой ВИЭ.
Использование производных синтез-газа в качестве топлива может стать основой для электрификации транспорта, в первую очередь гибридного. Речь идет об альтернативе электрогенератору на основе ДВС.
«Сейчас существуют гибридные автомобили — электрическая батарея в них заряжается за счет бортового электрогенератора, работающего в связке с бензиновым двигателем внутреннего сгорания. Следующий шаг, который кажется разумным, — это замена ДВС на небольшую установку на топливных элементах. Вместо бензина в них можно использовать топлива, которые получают из природного газа. За передвижение по городу на небольшие расстояния будет ответственна аккумуляторная батарея, которую можно подзаряжать, например, в ночное время от розетки, а электрогенератор необходим для увеличения дневного пробега на более длинные расстояния» — пояснил руководитель Центра.
По словам Павла Снытникова, направление газохимии в России представлено и происходит его развитие. В 2022 году объем производства метанола составил более 4,5 млн тонн, существуют процессы получения его производных (формальдегида, муравьиной кислоты). Пока такие продукты переработки природного газа не используют повсеместно как топливо, но если будет спрос, то появится и предложение.
Справка: в Школе, которую провел ИХТТМ СО РАН при поддержке Российского научного фонда, участвовали ученые из Новосибирска, Москвы, Самары, Екатеринбурга, Ростова-на-Дону, Черноголовки, Новочеркасска. Они обсудили актуальные исследования и тенденции в энергетике, химии твердого тела и материаловедении.