Қытай CO₂-ден авиациялық керосин өндіру технологиясын сынақтан өткізді. Оның бағасын не анықтайды?

Өнеркәсіптік шығарындылардан алынатын көмірқышқыл газы авиациялық отын өндіруге арналған шикізатқа айналуы мүмкін. Цинхуа университетінің командасы мен оның серіктестері Сычуань провинциясының Мэйшань қаласындағы тәжірибелік қондырғыда синтетикалық авиациялық керосин өндіру технологиясын сынақтан өткізді. Сынақтар процестің жұмысқа қабілеттілігін растады. Алайда оның коммерциялық перспективалары сутегінің құнына, энергияның қолжетімділігіне және отынның толық өзіндік құнына байланысты болады.

Өнеркәсіптік шығарындылардан авиациялық отынға дейін

Бұл технология көмірқышқыл газын көмірсутектерді синтездеуге қажетті көміртек көзі ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Кейіннен осы көмірсутектерден авиациялық отын өндіріледі. Реакторға CO₂ мен сутегі беріледі, ал катализатор химиялық реакциялардың жүруін қамтамасыз етеді. Алынған өнім кейін қажетті сипаттамаларға жеткізіледі.

Цинхуа университетінің мәліметінше, мың тонналық ауқымдағы тәжірибелік қондырғы жиынтық есеппен 2 000 сағаттан астам жұмыс істеп, толық жүктеме жағдайында 72 сағаттық сынақтан өткен. Әзірлеушілердің дерегіне сәйкес, алынған өнімнің сапасы GB 6537-2025 стандартына сай келеді.

Бұл нәтижелер технологиялық процестің ұзақ сынақтар кезінде жұмыс істей алатынын растайды. Алайда тәжірибелік қондырғының сәтті жұмыс істеуі технологияның ірі өнеркәсіптік өндіріс жағдайында экономикалық тұрғыдан тиімді екенін білдірмейді.

Сынақтар үшін аммиак пен карбамид өндірісінде жанама өнім ретінде пайда болатын CO₂, сондай-ақ өнеркәсіптік ағындардан бөлініп алынған сутегі пайдаланылды. Технологияны одан әрі дамытудың бір бағыты ретінде жаңартылатын энергия көздерінен өндірілген электр қуатын пайдаланып алынатын сутегіні қолдану қарастырылып отыр.

Неліктен сутегінің құны өндіріс экономикасын анықтайды?

Синтетикалық авиациялық отын өндірісінде екі фактор маңызды: оны өндіру мүмкіндігі және дайын өнімнің құны.

Әзірлеушілердің есептеулері бойынша, бір тонна отын өндіру үшін шамамен 3,65 тонна CO₂ және 460 кг сутегі қажет. Шикізат пен энергия ресурстарының есепке алынған бағалары жағдайында операциялық шығындар отынның бір тоннасына шамамен 8 800 юаньды құрайды.

Есепте мынадай бағалар қолданылған: жасыл сутегі — тоннасына 15 000 юань, CO₂ — тоннасына 300 юань, электр энергиясы — кВт·сағ үшін 0,25 юань, бу — тоннасына 200 юань. Бұл бағалау берілген шарттардағы ресурстарға жұмсалатын шығындарды көрсетеді, бірақ жабдықтың амортизациясы мен толық күрделі шығындарды қамтымайды.

Сутегінің үлесіне аталған соманың шамамен 6 900 юані, яғни 78%-ға жуығы тиесілі. Сондықтан сутегінің бағасы технологияның бәсекеге қабілеттілігін анықтайтын негізгі факторлардың бірі болып табылады.

Өзіндік құн есебі жасыл сутегінің бағасына негізделгенімен, сынақтардың өзінде өнеркәсіптік ағындардан бөлініп алынған сутегі пайдаланылды. Бұл — екі түрлі сценарий. Тәжірибелік қондырғы жасыл сутегіні қолдану жағдайындағы экономикалық тиімділікті растаған жоқ, ал мұндай сутегімен жұмыс істейтін өндірістің өтелу мерзімі әзірге есептік болжам деңгейінде қалып отыр.

Мұның себебі процестің табиғатымен байланысты. CO₂ құрамында көмірсутектерді синтездеуге қажетті көміртек бар, бірақ оны отынға айналдыру үшін сутегі мен энергия қажет. Сондықтан көмірқышқыл газының арзан көзінің болуы дайын өнімнің өзіндік құны төмен болады дегенді білдірмейді.

Өндіріс экономикасы бірнеше жағдайға байланысты болады: сутегінің бағасы, электр энергиясының құны, технологиялық процестің тиімділігі, шикізатты дайындау және жабдықты пайдалану шығындары. Сонымен қатар кәсіпорынның жүктемесі мен шикізат және ресурстар жеткізілімінің тұрақтылығы да маңызды рөл атқарады.

Жаңартылатын энергия көздерінен алынған сутегіні пайдалану отынның экологиялық сипаттамаларын жақсартуы мүмкін, бірақ оның бағасын міндетті түрде төмендетпейді. Коммерциялық жобаны іске асыру үшін сутегінің қолайлы бағасын және оны өндіру кезіндегі көміртек ізінің төмен деңгейін қатар қамтамасыз ету қажет.

2,5 жылда өтелу: бұл қандай шарттарға байланысты?

Әзірлеушілер жылына 100 мың тонна отын өндіретін кәсіпорынның экономикасын да есептеген. Олардың бағалауынша, салықты қоса алғанда, отынның бір тоннасы 16 100 юань бағамен сатылған жағдайда инвестициялардың қарапайым өтелу мерзімі шамамен 2,5 жыл болуы мүмкін. Бұл есепте дисконттау қолданылмайды.

Сату бағасы мен операциялық шығындар арасындағы айырма тоннасына шамамен 7 300 юаньды құрайды. Бұл маржа күрделі шығындарды, амортизацияны, қарызға қызмет көрсету шығындарын және пайданы жабуға тиіс. Алайда ашық деректер негізінде мұндай маржаның мәлімделген өтелу мерзімін қамтамасыз етуге жеткілікті-жеткіліксіз екенін бағалау мүмкін емес.

Бұл көрсеткішті өнеркәсіптік кәсіпорынның нақты жұмыс нәтижесі ретінде емес, белгілі бір болжамдарға негізделген есептік сценарий ретінде қарастырған жөн.

Экономикалық тиімділікті тәуелсіз бағалау үшін модельде қандай күрделі шығындар есепке алынғанын, жабдыққа қызмет көрсету, амортизация, қаржыландыру, логистика және басқа да операциялық шығындардың қалай ескерілгенін білу қажет. Жарияланған материалдарда толық өзіндік құнды тексеріп, инвестициялардың өтелу мерзімін есептеуді қайта жаңғыртуға жеткілікті ақпарат жоқ.

Бұдан бөлек, сату бағасының өзі бәсекеге қабілеттілікті анықтамайды. Баламалы авиациялық отынның құны, реттеуші талаптар, төмен көміртекті технологияларды қолдау тетіктерінің қолжетімділігі және авиакомпаниялардың көміртек ізін азайту үшін қосымша ақы төлеуге дайындығы да маңызды.

Мәлімделген өтелу мерзімі белгіленген алғышарттар жағдайында жобаның әлеуетті тартымдылығын көрсетеді. Бірақ оның коммерциялық тұрғыдан өміршең екені туралы қорытынды жасау үшін анағұрлым толық деректер қажет.

Синтетикалық отын және климатқа әсері

CO₂-ден отын өндіру көмірқышқыл газына қосымша сұраныс қалыптастырып, авиация саласы үшін шикізат көздерін кеңейтуі мүмкін. Алайда CO₂ пайдалану алынған отын автоматты түрде климатқа бейтарап болады дегенді білдірмейді.

Авиациялық керосин жанған кезде көміртек атмосфераға қайта оралады. Сондықтан экологиялық нәтиже бүкіл өндірістік тізбекке байланысты: көміртектің қайдан алынатынынан және сутегінің қалай өндірілетінінен бастап, отынды синтездеу мен өңдеуге жұмсалатын электр энергиясына дейінгі барлық кезең ескерілуі керек.

Еуропалық авиациялық қауіпсіздік агенттігі (EASA) тұрақты авиациялық отынның экологиялық сипаттамаларын бағалау кезінде шикізаттың шығу тегі мен энергия көзінің маңыздылығын атап көрсетеді.

Егер сутегі көміртек ізі жоғары электр энергиясын пайдаланып өндірілсе, синтетикалық отынның экологиялық артықшылықтары айтарлықтай төмендеуі мүмкін. Ал көміртек ізі төмен электр энергиясын және қолайлы көміртек көздерін пайдалану қорытынды нәтижені жақсарта алады.

Шығарындылардың қысқару көрсеткіштері нақты отынның өмірлік цикліне жүргізілген талдау арқылы расталуға тиіс. Қолда бар материалдар осы қондырғы үшін шығарындылардың нақты қанша пайызға қысқаратынын растауға мүмкіндік бермейді. Мұндай қорытынды жасау үшін толық өмірлік цикл талдауы қажет.

Технология әлі нені дәлелдеуі керек?

Қытайлық әзірлеме өнеркәсіптік CO₂-ні авиацияда қолдануға жарамды, белгіленген сапа талаптарына сәйкес келетін өнімге айналдыру мүмкіндігін көрсетеді. Алайда тәжірибелік қондырғыдан ауқымды өнеркәсіптік өндіріске көшу үшін үш негізгі міндетті шешу қажет.

Біріншісі — технологияның ұзақ уақыт бойы тұрақты әрі сенімді жұмыс істейтінін және өндіріс көлемі ұлғайған кезде тиімділігін сақтайтынын растау.

Екіншісі — сутегі, электр энергиясы, күрделі шығындар және жабдыққа қызмет көрсету шығындарын ескере отырып, отынның толық өзіндік құнын көрсету. Дәл осы кезеңде технологияның арзан энергетикалық ресурстарға қаншалықты тәуелді екені анықталады.

Үшіншісі — көміртек көзінен бастап бүкіл өндірістік тізбекке дейінгі процестерді қамтитын өмірлік цикл талдауы арқылы экологиялық тиімділікті растау.

Егер осы шарттар орындалса, синтетикалық авиациялық керосин өндірісі авиация саласының шикізат көздерін әртараптандырудың қосымша тәсілдерінің біріне айналуы мүмкін. Әзірге сынақ нәтижелері технологияның перспективалы екенін көрсетеді, бірақ оның коммерциялық бәсекеге қабілеттілігін дәлелдемейді.