

Проблемы оценки жизненного цикла и углеродного следа водорода
https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-12-48-55
Аннотация
Выполнен анализ существующих методологических подходов к оценке жизненного цикла водорода для определения уровня воздействия водородных технологий на окружающую среду, включая оценку их углеродного следа. Приведены особенности определения границ системы, функциональной единицы и других аспектов оценки жизненного цикла. С учетом специфики топливно-энергетического комплекса РФ дана оценка углеродного следа водорода по 5 технологиям: паровая конверсия природного газа (метана), электролиз воды, газификация угля и биомассы, пиролиз метана. Результаты свидетельствуют о принципиальном значении способа производства электроэнергии при сравнительной оценке технологий производства водорода.
Ключевые слова
Об авторах
Е.С. ШиринкинаРоссия
канд. техн. наук, доцент
Г.В. Ильиных
Россия
канд. техн. наук, доцент
Ю.В. Мозжегорова
Россия
канд. техн. наук, доцент
В.Н. Коротаев
Россия
д-р техн. наук, профессор
Список литературы
1. A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe. [Электронный ресурс] URL: https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/hydrogen_strategy.pdf (дата обращения: 10.02.2023).
2. Global Hydrogen Review 2021. International Energy Agency. 2021. 222 с. [Электронный ресурс]. URL:https://iea.blob.core.windows.net/assets/3a2ed84c-9ea0-458c-9421-d166a9510bc0/GlobalHydrogenReview2021.pdf (дата обращения: 18.02.2023).
3. Классификация водорода по цвету. [Электронный ресурс]. URL: https://neftegaz.ru/tech-library/energoresursy-toplivo/672526-klassifikatsiya-vodoroda-po-tsvetu/ (дата обращения: 15.02.2023).
4. Hydrogen colours codes. [Электронный ресурс]. URL:https://www.h2bulletin.com/knowledge/hydrogen-colours-codes/ (дата обращения: 18.02.2023).
5. Mehmeti A., Angelis-Dimakis A., Arampatzis G. et al. Life Cycle Assessment and Water Footprint of Hydrogen Production Methods: From Conventional to Emerging Technologies. Environments. 2018. 5: 24. doi:10.3390/environments5020024/.
6. Австралия приступила к коммерческому производству водорода на проекте HESC. [Электронный ресурс]. URL: https://globalenergyprize.org/ru/2023/03/09/avstraliya-pristupilak-kommercheskomu-proizvodstvu-vodoroda-na-proekte-hesc/ (дата обращения 10.03.2023).
7. Osman A.I., Mehta N., Elgarahy A.M. et al. Hydrogen production, storage, utilization and environmental impacts: a review. Environmental Chemistry Letters. 2021. https://doi.org/10.1007/s10311-021-01322-8.
8. Dicle C., Meltem Y. Investigation of hydrogen production methods in accordance with green chemistry principles. International journal of hydrogen energy. 2017. 42. P. 23395—23401. DOI:10.1016/j.ijhydene.2017.03.104/.
9. Kim A., Lee H., Brigljevi´ B., Yoo Y., Kim S., Lim H. Thorough economic and carbon footprint analysis of overall hydrogen supply for different hydrogen carriers from overseas production to inland distribution. Journal of cleaner production. 2021. 316. P. 128326. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128326.
10. Lim D., Kim A., Cheon S., Byun M., Lim Н. Life cycle techno-economic and carbon footprint analysis of H2 production via NH3 decomposition: A Case study for the Republic of Korea. Energy conversion and management. 2021. 250. P. 114881. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114881.
11. Dincer I., Acar C. Review and evaluation of hydrogen production methods for better sustainability. International journal of hydrogen energy. 2015. 40. P. 11094—11111. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.12.035.
12. Suleman F., Dincer I., Agelin-Chaab M. Comparative impact assessment study of various hydrogen production methods in terms of emissions. International journal of hydrogen energy. 2016. 41. P. 8364—8375. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.12.225.
13. Lozanovski A., Schuller O., Faltenbacher M. Guidance Document for performing LCAs on Fuel Cells and H₂ Technologies. 2011. 139 p. [Электронный ресурс]. URL:http://hytechcycling.eu/wp-content/uploads/HY-Guidance-Document.pdf (дата обращения: 18.02.2023).
14. Frank E.D., Elgowainy A., Reddi K., Bafana A. Life-cycle analysis of greenhouse gas emissions from hydrogen delivery: A cost-guided analysis. International journal of hydrogen energy. 2021. 46. P. 22670—22683. DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.04.078.
15. Bareiß K., De la Ruaa C., Mцcklb M., Hamachera T. Life cycle assessment of hydrogen from proton exchange membrane water electrolysis in future energy systems. Applied Energy. 2019. 237. P. 862—872.
16. Koroneos C., Dompros A., Roumbas G. Hydrogen production via biomass gasification — A life cycle assessment approach. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2008. 47(8). P. 1261—1268.
17. Cetinkaya E., Dincer I., Naterer G. Life cycle assessment of various hydrogen production methods. International journal of hydrogen energy. 2012. 37(3). P. 2071—2080. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.10.064/.
18. Al-Qahtani A., Parkinson B., Hellgardt K., Shaha N., Gonzalo Guillen-Gosalbez G. Uncovering the true cost of hydrogen production routes using life cycle monetization. Applied Energy. 2021. Vol. 281. P. 115958. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115958/.
19. Susmozas A., Iribarren D., Dufour J. Life-cycle performance of indirect biomass gasification as a green alternative to steam methane reforming for hydrogen production. Int J Hydrogen Energy. 2013. 38. P. 9961—9972.
20. Динамика развития коэффициентов выбросов углерода при производстве электрической энергии в России. Европейский банк реконструкции и развития. [Электронный ресурс] URL: https://www.ebrd.com/downloads/sector/eecc/Baseline_Study_Russia_Final_Russian.pdf (дата обращения: 20.02.2023).
Рецензия
Для цитирования:
Ширинкина Е., Ильиных Г., Мозжегорова Ю., Коротаев В. Проблемы оценки жизненного цикла и углеродного следа водорода. Экология и промышленность России. 2023;27(12):48-55. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-12-48-55
For citation:
Shirinkina E., Ilinykh G., Mozzhegorova Yu., Korotaev V. Challenges in Life Cycle Assessment and Carbon Footprint of Hydrogen. Ecology and Industry of Russia. 2023;27(12):48-55. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-12-48-55