В ПНИПУ оценили углеродный след производства энергетических установок
Оценку углеродного следа у конструкционных материалов энергоустановок, которые используют в качестве топлива водород, провели ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 10 февраля сообщает пресс-служба вуза.
Углеродным следом называют совокупность всех выбросов парниковых газов, которые прямо и косвенно производит отдельный человек, компания или страна. Парниковые газы в атмосфере нагревают Землю, изменяя климат, что приводит к опасным последствиям для окружающей среды.
Согласно статистике 2024 года, Россия входит в число десяти стран — крупнейших источников выбросов парниковых газов. А по данным РБК, в России наибольший вклад в выбросы парниковых газов вносят энергетический сектор (77,9%) и промышленные процессы (11,8%).
Снизить углеродный след энергетического сектора можно за счет перевода его на возобновляемые источники энергии, а также водородное топливо, так как при его сжигании парниковые газы не образуются. Кроме того, при производстве водородного топлива можно использовать неисчерпаемые ресурсы воды и энергии солнца.
Ученые ПНИПУ провели исследование в рамках проекта «Водородная энергетика. Материалы и технология хранения, транспортировки и применения водорода и водородсодержащих смесей». Его результаты показывают, что для наиболее экологически безопасного производства энергоустановок, работающих на водороде, необходимо изменить состав конструкционных материалов, из которых они изготавливаются.
Статья пермских исследователей «Оценка углеродного следа производства конструкционных материалов, используемых в водородной энергетике» была опубликована в журнале «Экология и промышленность России» № 11 за 2024 год.
Ученые Пермского Политеха оценили в ней негативное воздействие на окружающую среду установок с использованием водорода. Они провели исследование состава конкретных энергоустройств — газотурбинной установки (ГТУ) мощностью 16 МВт и твердополимерного топливного элемента (ТПТЭ) мощностью 48 кВт.
Зная массу устройств, используемые в конструкции материалы, источник энергии, используемый при производстве этих материалов, метод изготовления и т. д., политехники внесли все эти данные в OpenLCA 1.10.3, компьютерную программу по оценке жизненного цикла продуктов и материалов. Полученные результаты они пересчитали в процентные значения.
О результатах исследования рассказала доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, кандидат технических наук Юлия Мозжегорова:
«При создании ГТУ основное воздействие на углеродный след оказывают титановые (50,9%) и никелевые (37,6%) сплавы. При этом установка более чем на 50% состоит из стали. В ТПТЭ значительный вклад вносят платина (78,1%) и углепластики (15,7%), наименьшие по содержанию в составе. Это наглядно показывает, что несмотря на меньшее количество определенных материалов, они могут выделять больше парниковых газов, чем те, содержание которых выше».
Она пояснила, что в глобальном масштабе для сокращения углеродного следа устройств, использующих водород, желательно при их производстве использовать металлолом. Тогда не нужно будет тратить топливо, электроэнергию, воду и др. на добычу нового сырья, что будет способствовать сокращению выбросов парниковых газов.
Таким образом, исследование ученых Пермского Политеха показывает, что оптимального снижения углеродного следа при переходе на водородное топливо можно добиться, только если при производстве энергоустановок, использующих водород, заменить в них используемые в настоящее время конструкционные материалы на имеющие меньший углеродный след.
Результаты анализа пермских исследователей расширили существующую информационную базу об углеродном следе материалов, используемых в водородной энергетике. Ее использование при проектировании оборудования и устройств этой отрасли поможет снизить выбросы парниковых газов при производстве энергоустановок.
