С учетом прогнозов экономического развития России и требований международного Парижского соглашения, направленного на регулирование мер по снижению содержания углекислого газа и других парниковых газов в атмосфере, возможно замещение поставок продукции с традиционного рынка углеводородной энергетики на водород и метано-водородные смеси (МВС). В статье описаны технологии и особенности автоматизации производства и хранения промышленного водорода и МВС, а также возникающие при этом риски. Установлено, что создание территориальных водородных кластеров полного жизненного цикла (производство – хранение – транспортировка – использование) в настоящее время возможно в районах, имеющих следующие показатели: превышение генерации энергии, значительные объемы природного газа, сеть хранения в виде истощенных месторождений или искусственно созданных емкостей, разветвленная система транспортировки углеводородов и территориальное размещение промышленных потребителей.
При отсутствии фактических данных о степени воздействия МВС на нефтегазопроводы и тем более на подземные хранилища представляется логичным ограничить использование водорода и биогаза в промышленных объемах через транспортную систему до выяснения последствий и разработки правил эксплуатации. В этой перспективе необходимо проведение научных исследований по вопросам подземного хранения неуглеводородных газов и их смесей в водоносных горизонтах и истощенных месторождениях с применением имеющихся и перспективных систем автоматизации.
Ключевые слова: природный газ; водород; экология; водородная энергетика; диверсификация; риски; подземное хранение; стратегия; кластеры; автоматизация; хроматография.
Статья подготовлена в рамках выполнения государственного задания по теме: "Научное обоснование оптимальных условий подземного хранения водорода совместно с метаном", № АААА-А19-119101690016-9.
Abstract
Taking into account the forecasts of the RF economic development and the requirements of the international Paris agreement aimed at regulating measures to reduce the content of carbon dioxide and other greenhouse gases in the atmosphere, it is possible to replace the supply of products from the traditional hydrocarbon energy market by hydrogen and methane-hydrogen mixtures (MHM). The paper describes the technologies and features of automation of production and storage of industrial hydrogen and methane-hydrogen mixtures, as well as the risks arising from this. It has been established that the creation of territorial hydrogen clusters of the full life cycle (production - storage - transportation - use) is currently possible in the areas with the following indicators: excess energy generation, significant volumes of natural gas, a storage network in the form of depleted fields or artificially created containers, an extensive hydrocarbon transportation system and the territorial location of industrial consumers.
In the absence of actual data on the extent of methane-hydrogen mixtures impact on oil and gas pipelines and moreover on underground storage facilities, it seems logical to limit the use of hydrogen and biogas in industrial volumes through the transportation system until the consequences are clarified and operating rules are developed. In this perspective, it is necessary to conduct scientific research on the issues of underground storage of non-hydrocarbon gases and their mixtures in aquifers and depleted fields using the existing and future automation systems.
Keywords: natural gas; hydrogen; ecology; hydrogen energy; diversification; risks; underground storage; strategy; clusters; automation; chromatography.
Литература
1. Barreto L., Makihira A., Riahi K. The hydrogen economy in the 21st century: a sustainable development scenario // Int. J. of Hydrogen Energy. - 2003. - Vol. 28, Issue 3. - P. 267-284. -DOI: 10.1016/S0360-3199(02)00074-5
2. Nikolaidis P., Poullikkas A. A comparative overview of hydrogen production processes //Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2017. - Vol. 67. - P. 597-611. - DOI: 10.1016/j.rser.2016.09.044
3. Барсук Н.Е., Хайдина М.П., Хан С.А. "Зеленый" газ в газотранспортной системе Европы //Газовая пром-сть. -2018. - № 10 (775). - С. 104-109.
4. Потенциал метано-водородного топлива в условиях перехода к низкоуглеродной экономике / О.Е. Аксютин, А.Г. Ишков, К.В. Романов [и др.] //Газовая пром-сть. -2017. - № S1 (750). - С. 82-85.
5. Цифровая автоматизированная система контроля качества выпускаемой продукции /Н.А. Еремин, А.Л. Пахомов, В.Е. Столяров, Я.А. Лаптев //Датчики и системы. - 2020. -№ 3 (245). - С. 52-60. -DOI: 10.25728/datsys.2020.3.7