В 2010 году тогдашний президент России Дмитрий Медведев написал «удачи» на трубе газопровода «Северный поток». Прошло 13 лет, и ситуация изменилась. Запад поссорился с Россией, и продажа газа партнерам стала под вопросом.
Изображение из открытых источников
Европа зависит от природного газа – и большая его часть поступает из России. Почти четверть австрийских домохозяйств отапливаются газом, в Германии – почти половина. Похожая ситуация в Италии и Болгарии. Промышленность также не может функционировать без природного газа. Это одна из самых больших проблем, связанных с выбросами углекислого газа и климатическим кризисом. СВО теперь является еще одним важным поводом переосмыслить зависимость Европы от российского природного газа.Выдвигается следующая идея: производить газ искусственно, вместо того, чтобы добывать его из-под земли. Это в принципе возможно. Нужно сделать 2 шага: во-первых, электролиз – он включает расщепление воды на водород и кислород с помощью электрического тока. Затем происходит так называемое метанирование: водород соединяется с CO2, в результате чего образуется метан (CH4), основной компонент природного газа.
Изображение из открытых источников
Зеленое электричествоФишка этой технологии: она позволяет хранить энергию. Фотоэлектрические и ветряные турбины производят различное количество электроэнергии в зависимости от погоды. Если вырабатывается больше электроэнергии, чем нужно в конкретный период, можно использовать ее для производства метана. Этот метан можно использовать так же, как обычный природный газ: подавать в газопроводы, применять для отопления, приготовления пищи и работы промышленных предприятий.
Изображение из открытых источников
А можно просто сохранить его и сжечь позже, чтобы снова выработать электричество. Преобразование избыточной электроэнергии в газ, теоретически может компенсировать один из самых больших недостатков альтернативных источников энергии: колебания их производительности, связанные с погодой.К сожалению, с этим есть некоторые проблемы. Прежде всего: всё это экологически безопасно только в том случае, если необходимый водород генерируется с помощью экологически чистой электроэнергии и если CO2, необходимый для метанирования, сначала удален из атмосферы – потому что именно там он в конечном итоге снова попадает после сгорания.В настоящее время водород в основном производится не посредством электролиза, а – вот в чем суть – из природного газа. Конечно, сжигать природный газ для того, чтобы затем снова получить природный газ из полученного из него водорода, не имеет смысла. Пока водород где-то все еще производится из ископаемого топлива, было бы разумнее сначала заменить это производство водорода электролизом, чем инвестировать в электролиз для получения энергии из газа.Если углерод, необходимый для метанирования, действительно был удален из атмосферы в форме CO2, то сжигание образовавшегося метана нейтрально для климата. Однако возникает вопрос: если фильтровать CO2 из воздуха, стоит ли просто сжечь его снова и выбросить обратно в воздух, или вместо этого лучше хранить его под землей? Или навсегда удалить его из атмосферы?Если хранить электрическую энергию в виде газа, часть энергии всегда теряется. И если снова сжечь газ для получения электроэнергии, снова будут потери. Поэтому было бы лучше найти способы разумного использования электроэнергии, когда ее много – например, запуская определенные промышленные процессы, которые не критичны по времени, именно тогда, когда доступно много электроэнергии.Если использовать системы преобразования энергии в газ только с избытком электроэнергии, когда солнце и ветер обеспечивают высокую электрическую мощность, возникает другая проблема. Система работает только с перерывами и в целом используется недостаточно, что снижает эффективность и увеличивает затраты.Зеленый метан является парниковым газомВозможно, самый убедительный аргумент против искусственного производства метана заключается в том, что метан — это парниковый газ. Он наносит вред климату гораздо больше, чем CO2. Неважно, природный ли это газ или «зеленый метан»: если даже небольшая его часть попадет в атмосферу несгоревшей, это катастрофично для климата. И всегда остается немного отходов.Конечно, электрическую энергию можно хранить и в форме других газов – например, можно просто хранить водород и отказаться от метана. Однако аргумент о том, что все существующие потребители природного газа могут снабжаться зеленым метаном без каких-либо технических изменений, больше не применим.Означает ли это, что переход от электроэнергии к газу — плохая идея? Необязательно. Вполне возможно, что хорошо спроектированные системы преобразования энергии в газ станут частью сложной энергетической сети будущего. Но сохранить газовую инфраструктуру, просто заменив природный газ «зеленым газом», а также компенсировать связанные с погодой колебания в работе возобновляемых источников энергии, нереалистично.Переход от энергии к газу может иметь смысл только в том случае, если сначала будет расширено использование фотоэлектрических и ветровых технологий. В любом случае это должно быть первым шагом, независимо от того, планируется ли переход от электроэнергии к газу или нет. Европе следует поторопиться с переходом, но это займет время.