Переходный этап — «голубой» водород

— Главная проблема чистого водорода — его стоимость и энергоемкость производства. Какие пути решения этой дилеммы сегодня считаются наиболее реалистичными: «голубой» водород с улавливанием CO2 или все же прорыв в зеленом электролизе?

Андрей Травянов, к.т.н., директор Института технологий НИТУ МИСИС, в интервью «Ъ-Науке»: Наиболее перспективным остается «голубой» водород с улавливанием и утилизацией CO2. Он позволяет использовать существующую газовую инфраструктуру и относительно быстро масштабироваться. Но это компромиссное решение, поскольку углеродный след хоть и снижается, но не обнуляется. «Зеленый» же водород — стратегическая цель, однако его трудно получать из-за высокого потребления электроэнергии и капиталоемкости электролизеров. Прорыв возможен, но он потребует, чтобы сошлось множество факторов: удешевление ВИЭ, рост эффективности электролиза и развитие сетей накопления энергии. Поэтому, пока мы пытаемся достичь «зеленого» водорода, на практике будем использовать «голубой» как своего рода переходный этап.

— Что происходит с железной рудой, если вместо CO восстанавливать ее H2? Меняется ли структура губчатого железа? Нужно ли полностью перепроектировать плавильные печи?

Андрей Травянов: При переходе от CO к H2 меняются термодинамика и кинетика процесса. Так как водород — более «чистый» восстановитель, продуктом реакции становится водяной пар. При этом структура губчатого железа действительно меняется: как правило, возрастает пористость, меняются морфология пор и распределение остаточных оксидов. Полного перепроектирования агрегатов не требуется, если речь идет о модернизации установок прямого восстановления (ПВЖ). Но для доменного передела да, потому что тут задействованы другие технологии.

— Водород охрупчивает металл. Как технология прямого восстановления решает проблему контакта водорода с получаемым железом? Есть ли риск, что «зеленая» сталь будет менее надежной?

Андрей Травянов: Проблема водородного охрупчивания хорошо известна, но в контексте ПВЖ она некритична. Дело в том, что губчатое железо после восстановления проходит стадию плавления, где водород в значительной степени удаляется из металла. Контроль газонасыщенности — стандартная задача металлургии. Риски есть, но они управляемы за счет контроля температурных режимов, скорости охлаждения, вакуумирования и рафинирования расплава. Говорить о том, что «зеленая» сталь будет менее надежной, некорректно. При правильной технологии она по свойствам не уступает традиционной.