Nguồn: gazprom.com
Ít carbon dioxide
Nỗi lo về đại dịch đã làm lu mờ các vấn đề môi trường toàn cầu. Trong khi đó, những đam mê nghiêm túc đang sôi sục trong lĩnh vực này, đôi khi biến thành một cuộc đối đầu thực sự. Theo các chính trị gia châu Âu, đặc biệt lo ngại về sự nóng lên toàn cầu, giới lãnh đạo Nga chưa làm đủ để giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính.
Nguồn: bashiso.ru
Thật vậy, theo Chỉ số Hiệu quả về Biến đổi Khí hậu Quốc tế (CCPI), Nga đứng thứ 52 trong số 61 quốc gia. Liệu Nga trong trường hợp này có thể bị buộc tội là không quan tâm đến các vấn đề môi trường?
Hãy đi sâu hơn một chút vào vấn đề.
Hiện nay, "chủ nghĩa báo động" về môi trường đang trở thành hiện thực vũ khí trong một cuộc chiến không trung thực chống lại ảnh hưởng kinh tế của Moscow. Các nhà lãnh đạo châu Âu đang cố gắng hết sức để thúc đẩy ý tưởng giảm thiểu lượng khí thải carbon trong ngành công nghiệp và giao thông của họ. Theo nhiều khía cạnh, điều này sẽ làm giảm sự phụ thuộc vào hydrocacbon nhập khẩu và trước hết là vào nguồn cung cấp của Nga. Và bất kỳ sự giảm phụ thuộc nào cũng cho phép bạn đưa ra các điều khoản của mình cho người bán. Về mặt logic, rất khó để tin rằng người châu Âu coi trọng khả năng thay đổi cân bằng khí nhà kính bằng cách giảm phát thải ở EU.
Về vấn đề này, vị trí của Bộ trưởng Bộ Phát triển Kinh tế Maxim Reshetnikov, mà ông đã bày tỏ vào mùa hè năm ngoái, rất thú vị:
“Nga cực kỳ lo ngại về những nỗ lực sử dụng chương trình nghị sự về khí hậu để tạo ra các rào cản mới ... Cơ chế điều chỉnh lượng khí thải carbon dioxide trên thực tế có thể biến thành các nhiệm vụ mới. Sự sắp xếp như vậy là trái với các quy tắc của Tổ chức Thương mại Thế giới ”.
Toàn bộ lịch sử với quá trình khử cacbon khét tiếng là mối đe dọa đối với Nga. Có nhiều lý do cho việc này.
Thứ nhất, sự nóng lên toàn cầu, thực tế không ai phủ nhận, không quá khủng khiếp đối với nước ta. Một mặt, xác suất của các dị thường tự nhiên (bão và hạn hán) tăng lên, và mặt khác, một số tiền thưởng được sinh ra. Tuyến đường biển phía Bắc sẽ được dọn sạch băng sớm hơn và cuối cùng sẽ có thể tiếp cận được với tất cả các loại tàu mà không có tàu phá băng hộ tống. Nhiệt độ trung bình trong cả nước tăng lên sẽ cho phép mở rộng diện tích đất nông nghiệp về phía đông và bắc. Nơi từng có băng vĩnh cửu, bánh mì có thể bị dính tai. Yếu tố tương tự sẽ đảm bảo sự phát triển của các nguồn tài nguyên thiên nhiên trước đây không thể tiếp cận được.
Thứ hai, các nguyên tắc của quá trình khử cacbon đòi hỏi các khoản đầu tư lớn, có thể không mang lại hiệu quả trong tương lai.
Một ví dụ đơn giản. Những người tuân thủ Nghị định thư Kyoto yêu cầu Nga giảm lượng khí thải carbon dioxide so với số liệu của giữa những năm 90 của thế kỷ trước. Nhưng sau đó đất nước này rơi vào khủng hoảng kinh tế vĩnh viễn, và lượng khí thải ở mức thấp. Có bao nhiêu hàng trăm tỷ tấn carbon dioxide đã không đi vào bầu khí quyển thế giới trong một thập kỷ suy giảm vẫn chưa được tính toán chính xác. Đó là lý do tại sao Điện Kremlin đề xuất lấy năm 1990 làm điểm xuất phát, khi sức mạnh công nghiệp của Liên Xô vẫn còn ở đỉnh cao. Và sau đó mọi thứ rơi vào đúng vị trí.
Năm 2017, Nga phát thải khí nhà kính vào khí quyển ít hơn 32% so với năm 1990. Với điều này, chúng tôi đã vượt quá các yêu cầu của Nghị định thư Kyoto là giảm 25-30% lượng khí thải vào năm 2030. Đừng quên về những khu vực khổng lồ được bao phủ bởi rừng. Trong trường hợp này, Nga đóng vai trò là nhà sản xuất ôxy toàn cầu và là nước tiêu thụ khí cacbonic.
Tất cả những điều này được các nhà hoạt động môi trường nước ngoài cố tình giữ im lặng khi họ cáo buộc Điện Kremlin phá hoại chương trình khử cacbon. Họ thậm chí còn quản lý để đếm lượng phát thải khí nhà kính do cháy rừng. Do đó, tờ The Guardian vào mùa thu năm ngoái đã chỉ ra 245 megaton carbon dioxide đã đi vào bầu khí quyển do cháy rừng ở Nga vào năm 2020. Vào năm 2019, các đám cháy đã mang 185 megaton khí vào không khí.
Có vẻ như vô lý, với vị trí địa lý của đất nước, cáo buộc tỷ lệ thấp của các nguồn năng lượng tái tạo trong sự cân bằng tổng thể của đất nước. Năm 2019, các tấm pin mặt trời, cối xay gió và các cách tạo điện xanh khác chỉ chiếm không quá 0,16%. Nhân tiện, người châu Âu có khoảng 20% năng lượng từ các nguồn tái tạo.
Ở Nga, công việc vận chuyển hydro được tiến hành rất chậm. Bức ảnh cho thấy một Niva "hydro" từ đầu thế kỷ XNUMX và một máy phát điện hóa từ tàu con thoi Buran, được sử dụng trên ô tô. Nguồn: autoreview.ru
Bất chấp tất cả những điều này, Matxcơva không thể bỏ qua các quá trình khử cacbon đã quét khắp thế giới.
Với sự lựa chọn của châu Âu, mọi thứ đã rõ ràng và dường như phong trào hướng tới một nền công nghiệp “sạch” là không thể đảo ngược. Ví dụ, ở cấp độ công nghệ, các chính phủ đang buộc các nhà sản xuất từ bỏ việc sản xuất động cơ đốt trong. Các tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính hà khắc như vậy đang được đưa ra (ví dụ như Euro 7 từ năm 2025), sau đó những sáng tạo của Otto và Diesel chỉ đáng là bãi rác. Audi đã chính thức thông báo rằng trong XNUMX năm nữa hãng sẽ ngừng sản xuất ô tô với động cơ xăng và diesel. Bây giờ chỉ có ô tô điện và ô tô chạy bằng hydro. Từ việc phát triển động cơ đốt trong mới, người Đức đã thành công vào năm ngoái. Và chúng ta sẽ nghe thấy những tiết lộ tương tự từ các công ty xe hơi châu Âu nhiều hơn một lần trong tương lai gần.
Người Trung Quốc cũng quyết tâm giải phóng mình khỏi khí thải gây hiệu ứng nhà kính. Ít nhất là trong lời nói. Đồng chí Tập Cận Bình vào tháng 75 năm ngoái tại kỳ họp thứ 2060 của Đại hội đồng Liên Hợp Quốc đã thông báo với thế giới về kế hoạch của Trung Quốc là giảm tiêu thụ dầu 65% vào năm 75 và tiêu thụ khí đốt xuống 2030%. Đỉnh cao tiêu thụ hydrocacbon của Trung Quốc được lên kế hoạch vào năm XNUMX, sau đó lượng mua dầu và khí đốt sẽ giảm xuống.
Hydro của Nga
Phản ứng dự kiến của Nga là kế hoạch phát triển năng lượng hydro. Đó là hydro - ban lãnh đạo đất nước quyết định nhảy qua giai đoạn vận tải điện và ngay lập tức bước vào kỷ nguyên mới của nhiên liệu thân thiện với môi trường.
Ô tô điện cho mục đích cá nhân ở Nga, nếu chúng bén rễ, thì chỉ sau vài trăm năm trái đất nóng lên. Ở đây quá lạnh và vào mùa đông, lượng điện dự trữ trên một lần sạc có thể được chia cho ba một cách an toàn từ nhà máy một. Trong trường hợp này, kilôgam có điều kiện H2 tích trữ năng lượng gấp một lần rưỡi so với một kg pin lithium-ion tiên tiến nhất. Tất nhiên, hydro khác xa với xăng, bạn chỉ cần đổ nó vào một cái hộp dự trữ ở trạm gần nhất.
Cho đến nay, các kỹ sư thậm chí vẫn chưa thống nhất về việc làm thế nào để lưu trữ hydro có lợi hơn. Một trong những phương pháp hứa hẹn nhất là chuyển khí cháy sang trạng thái hiđrua kim loại. Ví dụ, tại Viện Các vấn đề của Vật lý Hóa học ở Chernogolovka, người ta đề xuất đổ đầy các bình bằng hợp kim của niken và lantan, trong đó hiđrô thực sự hòa tan. Hợp kim, giống như một miếng bọt biển, hấp thụ khí và quay trở lại khi nhiệt độ tăng hoặc khi áp suất giảm. Sức chứa của những bình như vậy cao hơn những bình có cùng thể tích và chứa đầy hydro lỏng. Nhưng câu hỏi đặt ra là tự nhiên - lấy đâu ra nhiều niken và lantan để cung cấp cho ngành vận tải và công nghiệp với những thùng chứa như vậy? Kế hoạch chuyển đổi trên toàn thế giới sang nền kinh tế không có hydrocacbon vào năm 2050 có thể dẫn đến việc khai thác quá mức trữ lượng quặng đa kim.
Sơ đồ về việc sử dụng hydro làm nguồn điện trên ví dụ về ô tô chạy bằng hydro trong nước. Nguồn: autoreview.ru
Có rất nhiều câu hỏi về các phương pháp sản xuất hydro.
Loại khí này đơn giản nhất có thể dễ dàng kiếm được tại nhà. Nó là giá trị của nước muối dồi dào, hạ thấp các điện cực carbon và áp dụng điện áp xuống 12V. Trong quá trình điện phân như vậy, cùng với clo ở dạng khí, một "khí thân thiện với môi trường" sẽ được giải phóng. Rõ ràng là kỹ thuật này không phù hợp với quy mô công nghiệp - thuốc thử ban đầu và các sản phẩm phụ sẽ phủ nhận tất cả các ưu điểm. Nhưng đây không phải là cách duy nhất.
Nếu tiến hành điện phân dung dịch nước gồm các hiđroxit kim loại kiềm thì ở đktc thu được khí oxi và hiđro. Sản xuất khá thân thiện với môi trường, nếu chúng ta loại trừ chất kiềm mạnh và đắt tiền. Hiện nay ở các quốc gia lo ngại về quá trình khử cacbon sắp tới, bao gồm cả Nga, các nhà máy tiến hành điện phân nước sạch đã sẵn sàng. Hydro được giải phóng sau đó được đưa đến máy phát điện hóa, nơi nó phản ứng lại với oxy, tạo ra điện và nước tinh khiết về mặt hóa học. Trên thực tế, hydro trong chu trình này đóng vai trò của một chất tích lũy năng lượng của điện, chuyển nó từ nơi này sang nơi khác.
Nó có vẻ là rất thân thiện với môi trường? Không đơn giản lắm.
Thứ nhất, để thu được một mét khối hydro, cần một lượng đáng kể từ 2,5 đến 8 kWh. Theo ấn phẩm Autoreview, Toyota Mirai, chiếc xe tiết kiệm hydro nhất ở thời điểm hiện tại, tiêu thụ hơn 100 mét khối khí trên 6 km. Bằng cách này, về mặt kw / h tiết kiệm hơn hai lần so với hoạt động của một chiếc ô tô điện tương tự.
Châu Âu sẽ cần rất nhiều hydro trong tương lai gần để thỏa mãn những tưởng tượng sinh thái của mình. Thứ hai, điện để điện phân nước không phải lúc nào cũng được sản xuất theo cách “sạch”. Ví dụ, nếu một dòng điện từ một nhà máy nhiệt điện được sử dụng để tạo ra hydro, thì trọng tâm này có được coi là "xanh" không? Tất nhiên là không, đó là lý do tại sao người châu Âu đang xây dựng toàn bộ khu rừng tuabin gió, nguồn điện từ đó được cung cấp cho các máy điện phân hydro. Tất nhiên, chi phí của hydro như vậy vượt quá mức hợp lý.
Mặt tài chính của vấn đề hydro nói chung là rất phức tạp.
Trong những thập kỷ gần đây, Nga thực tế đã không chi tiền cho việc phát triển các giải pháp của riêng mình trong lĩnh vực sản xuất và sử dụng hydro. Để so sánh: kể từ đầu thế kỷ này, các chính phủ Châu Âu, Nhật Bản, Hoa Kỳ và Trung Quốc đã đầu tư lên đến 600 triệu đô la hàng năm cho chủ đề hydro "xanh". Điều này không tính đến việc tài trợ theo hướng của các công ty tư nhân.
Tuy nhiên, trong "lộ trình" năng lượng hydro của Nga, được phê duyệt vào tháng 2024 năm ngoái, nước ta phải nằm trong số "các nước dẫn đầu thế giới về sản xuất và xuất khẩu." Đồng thời, trong một phiên bản trước đó của chiến lược năng lượng, Nga nên xuất khẩu ít nhất 0,2 triệu tấn hydro vào năm 2035 và đến năm 10, con số này tăng lên 2 lần. Đương nhiên, khách hàng tiêu thụ chính của khí "xanh" là châu Âu, nơi đã ở mức thử nghiệm, họ bắt đầu hiện đại hóa hệ thống truyền dẫn khí hiện có để bơm hydro. Vì vậy, rất có thể Nord Stream XNUMX sẽ sớm được thay thế để lấy nhiên liệu thân thiện với môi trường.
Nhưng có thể thu được hydro ở quy mô công nghiệp không chỉ bằng phương pháp điện phân. Để tạo ra cái gọi là hydro "xám", nó đủ để thực hiện quá trình nhiệt phân khí tự nhiên. Tổng chi phí rất ấn tượng - từ 0,7 đến 3,3 kW / h năng lượng cho mỗi mét khối khí. Nhưng trong chu trình sản xuất này, bạn phải loại bỏ các sản phẩm phản ứng - carbon dioxide và carbon monoxide. Trong trường hợp khắc nghiệt nhất, nó chỉ đơn giản là được giải phóng vào bầu khí quyển ở một nơi nào đó trên Siberia. Trong trường hợp sử dụng các khí nhà kính bên cạnh, ví dụ, trong các giếng dầu rỗng, hydro chắc chắn sẽ trở nên đắt hơn, nhưng có được trạng thái “xanh lam” thân thiện với môi trường hơn.
"Xanh", loại hydro thân thiện với môi trường nhất đã được thảo luận ở trên - nó được thu được bằng cách điện phân nước sử dụng điện từ các tấm pin mặt trời và tuabin gió. Trong trường hợp của Nga, hydro "xanh" có thể thu được bằng cách sử dụng các nhà máy điện hạt nhân - trong nước, tới 20% năng lượng tiêu thụ được bao phủ bởi nguyên tử hòa bình.
Nguyên mẫu sử dụng nhiên liệu hydro trong nước hiện đại nhất là Aurus đại diện. Có vẻ như chiếc máy này là sản phẩm của việc thực hiện các quy định trong lộ trình hydro của Nga về việc "chuẩn bị các đề xuất cho việc hình thành ở nước ngoài danh tiếng của Liên bang Nga như một nhà cung cấp hydro thân thiện với môi trường được sản xuất mà không phát thải carbon dioxide." Nguồn: autoreview.ru
Theo đúng "lộ trình" nói trên, ngành năng lượng Nga đang chờ đợi một cuộc cách mạng thực sự.
Trong ba năm, một số nhà máy thí điểm để sản xuất hydro không thải carbon dioxide sẽ xuất hiện trong nước. Nhân tiện, các nguyên mẫu đầu tiên của các thiết bị điện phân như vậy đã được tạo ra ở Chernogolovka gần Moscow. Hơn nữa, Trung tâm Năng lực của Sáng kiến Công nghệ Quốc gia "Nguồn Năng lượng Mới và Di động" trên cơ sở Viện Các vấn đề của Vật lý Hóa học đã chế tạo chiếc máy bay chạy bằng hydro đầu tiên ở Nga.
Ba năm sau, Nga sẽ có các bãi thử nghiệm để phát triển các phương pháp sản xuất hydro trực tiếp tại các mỏ khí và nhà máy chế biến khí. Đây sẽ là các đơn vị tạo hydro màu xanh lam với chu trình sử dụng khí nhà kính. Ngoài ra, trong kế hoạch còn có việc xây dựng các tuabin khí hoạt động bằng nhiên liệu metan-hydro, cũng như các đầu máy chạy bằng hydro. Nếu bạn tin vào “bản đồ chỉ đường”, thì những năm tới máy điện phân hydro sẽ xuất hiện tại các nhà máy điện hạt nhân. Tài liệu cho biết điều này:
"Phát triển một khái niệm về đảm bảo an toàn trong sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro tại các nhà máy điện hạt nhân."
Hạn chót là năm 2023. Tất nhiên, ý tưởng này rất mơ hồ - hydro cực kỳ dễ nổ bên cạnh nhiên liệu phóng xạ. Những rủi ro tiềm ẩn của một quyết định như vậy dường như rất nghiêm trọng. Tương lai hydro của chúng ta không hoàn toàn không có mây.