Согласно актуальным данным 2024 года, наша страна входит в первую десятку государств по объему выбросов парниковых газов. Эти выбросы создают значительный углеродный след и способствуют повышению температуры планеты, что влечет за собой климатические изменения. В структуре российских выбросов парниковых газов доминирующую позицию занимает энергетический сектор с показателем 77,9%, за ним следует промышленность — 11,8%.
Результаты исследования представлены в авторитетном издании Ecology and Industry of Russia. Научная работа реализована в рамках государственного проекта FSNM-2023-0004, посвященного водородной энергетике, технологиям хранения и транспортировки водородного топлива.
Современные производственные процессы сопровождаются выделением парниковых газов, что увеличивает углеродный след выпускаемой продукции. Интенсивность этого следа напрямую связана с масштабом воздействия на экологическую систему. Парниковые газы создают эффект удержания тепла в приземных слоях атмосферы, что ведет к росту средних температурных показателей.
Оптимистичным фактором является то, что энергетическая отрасль поддается человеческому регулированию, что открывает возможности для минимизации вредных выбросов. Современные тенденции направлены на внедрение экологически безопасных, надежных и экономически эффективных энергетических решений. Особенно перспективным представляется использование водородного топлива, отличающегося отсутствием парниковых выбросов при сгорании. Дополнительное преимущество заключается в возможности его производства из возобновляемых источников — воды и солнечной энергии.
Даже учитывая экологическую безопасность водорода, производство оборудования для его использования оставляет определенный углеродный след. Это касается газотурбинных установок и твердополимерных топливных элементов, применяемых в энергетике и транспортном секторе.
Группа исследователей Пермского Политеха провела комплексный анализ экологического воздействия водородных энергоустановок. Объектами изучения стали газотурбинная установка мощностью 16 МВт и твердополимерный топливный элемент на 48 кВт. Учитывались массовые характеристики, материальный состав, энергозатраты и технологии производства. Обработка данных осуществлялась с помощью специализированного программного обеспечения OpenLCA 1.10.3.
Исследование выявило, что при производстве газотурбинных установок основной вклад в углеродный след вносят титановые (50,9%) и никелевые (37,6%) сплавы. При этом более половины массы установки составляет сталь. В случае с топливными элементами наибольшее влияние оказывают платина (78,1%) и углепластики (15,7%), несмотря на их небольшое содержание в конструкции.
Юлия Мозжегорова, доцент кафедры «Охрана окружающей среды» ПНИПУ, подчеркивает перспективность использования вторичных материалов для снижения углеродного следа. Этот подход позволяет существенно сократить расход ресурсов на добычу нового сырья.
Проведенное исследование убедительно показывает необходимость комплексного подхода к снижению углеродного следа энергоустановок. Помимо перехода на водородное топливо, требуется оптимизация выбора конструкционных материалов. Полученные данные существенно расширяют базу знаний о влиянии различных материалов на экологию в контексте водородной энергетики, что открывает новые возможности для создания более экологичного оборудования.
Источник: naked-science.ru
