Эксплуатация природного газа приводит к значительным выбросам парниковых газов, влияние которых будет гораздо сильнее, чем влияние CO2. Пытаясь смягчить эти последствия, ученые создали газовые турбины, которые частично работают на экологически чистом водороде, что делает их гораздо менее вредными для окружающей среды. Однако технология все еще довольно ограничена, особенно по мощности, и для совместимости с существующими турбинами необходимо использовать другие вещества. Норвежские исследователи недавно обнаружили способ создания микротурбины, работающей полностью на водороде, что является впервые в мире. Хотя она все еще находится на стадии разработки, ее можно адаптировать к существующим инфраструктурам, и она обещает важные перспективы в энергетическом переходе.
Учитывая текущую климатическую ситуацию, необходимость отказа от ископаемых видов топлива является как никогда актуальной. Во всем мире происходит переход к более экологичной и устойчивой энергетике. И хотя природные газы часто считаются переходными энергоносителями - поскольку они выделяют на 30-50% меньше CO2, чем другие виды ископаемого топлива, - они по-прежнему представляют значительные экологические риски.
Однако подавляющее большинство энергоемких объектов инфраструктуры и двигателей по-прежнему работают на природном газе. Этот энергоноситель питает большинство самолетов, поездов и грузовых судов, а также городские генераторы и промышленные насосы.
При сжигании природного газа образуется водяной пар и большое количество CO2. Кроме того, часть его выбрасывается в атмосферу на каждом этапе их эксплуатации, от добычи до использования. Хотя количество выбросов относительно невелико, парниковый эффект этих газов (особенно метана) может быть в 20 раз больше, чем у CO2.
Кроме того, некоторые методы добычи газа, такие как гидроразрыв пласта, оказывают не менее вредное воздействие на окружающую среду. Помимо добавления многочисленных химикатов, для каждой добывающей скважины используются миллионы литров воды, что ставит под угрозу ресурсы питьевой воды.
Чтобы противостоять рискам, связанным с природными газами, промышленность все чаще обращается к сжиганию экологически чистого водорода, при котором выбросы CO2 значительно снижаются. Однако этот процесс все еще был довольно ограниченным, поскольку различия в физических свойствах водорода и природного газа таковы, что самые эффективные системы сжигания газовых турбин не могут быть переведены непосредственно на сжигание только водорода. Вместо этого водород смешивается с природным газом или другими веществами, чтобы быть совместимым с этими традиционными турбинами.
В мае этого года исследователи из Университета Ставингера в Норвегии заявили, что им удалось решить задачу по созданию микрогазовой турбины, работающей полностью на водороде.
"Мы установили мировой рекорд по сжиганию водорода в микрогазовых турбинах. Никому еще не удавалось произвести столько", — говорит в своем заявлении профессор Мохсен Ассади, руководитель исследовательской группы.
Благодаря микроэлектростанции, работающей на представленной системе, университет самостоятельно обеспечивает себя теплом, электричеством и горячей водой. Кроме того, избыточная энергия используется для подачи в городские тепловые и электрические сети.
При проектировании новой установки исследователи внесли изменения в существующую газовую инфраструктуру, чтобы сделать ее более совместимой с водородом. Во-вторых, были адаптированы технологии топливной системы и камеры сгорания. Сюда входит турбина, через которую происходит преобразование энергии.
Однако следует отметить, что эффективность турбин на природном газе, переведенных на водород, все же ниже, утверждают исследователи. Но они считают, что главным преимуществом является возможность использования уже существующей инфраструктуры, что позволяет снизить инвестиционные затраты. Цель данного исследования - сосредоточиться на хранении и распределении газообразного топлива. Кроме того, выбросы CO2 практически отсутствуют.
В ближайшем будущем исследовательская группа протестирует пределы возможностей новой системы, чтобы определить, как можно улучшить ее энергетические возможности.