Япония пытается использовать аммиак для очистки угля

Страны с развитой экономикой взяли на себя обязательство отказаться от угля в течение следующих семи лет. Но не Япония, которая единственная настаивает на том, что может сделать уголь менее опасным для планеты.

Нигде это не проявляется так ярко, как на крупнейшей в стране угольной электростанции в Хекинане, небольшом городке в центральной Японии, где 400 000 тонн угольно-черных свай разбросаны по участку размером с 40 футбольных полей.

Начиная со следующей весны, Jera, компания, которой принадлежит площадка, хочет продемонстрировать, что она может смешивать аммиак, который не выделяет углекислый газ при сгорании, с углем в своих котлах. Использование этой новой технологии вызывает споры о том, что лучше найти более чистые способы использования угля или как можно скорее отказаться от него в пользу возобновляемых источников энергии.

В компании говорят, что аммиачный метод может снизить опасные выбросы в борьбе с глобальным потеплением. В рамках усилий, первоначально задуманных и в значительной степени субсидируемых правительством Японии, это одна из нескольких энергетических компаний, планирующих использовать аммиак в процессе, продаваемом как «чистый уголь».

С аммиаком компании могут «использовать имеющиеся у нас заводы, а не строить совершенно новые», — сказал Кацуя Танигава, генеральный директор завода Jera в Хекинане.

Япония получает почти треть своей электроэнергии из угля, одного из самых грязных источников энергии в мире. Но критики говорят, что использование аммиака просто расширяет зависимость Японии от ископаемого топлива и потенциально может увеличить выбросы углерода при производстве аммиака. При сжигании аммиака также может образовываться оксид азота, который токсичен для человека и является еще одним выбросом, с которым необходимо бороться.

«Мы должны сокращать выбросы угольных электростанций прямо сейчас, а не исследовать технологию, которая может быть или не быть осуществимой», — сказала Катрин Петерсен, старший политический советник аналитического центра E3G.

Беспокойство в Японии по поводу энергии возросло в геометрической прогрессии после того, как землетрясение и цунами вызвали тройную аварию на АЭС «Фукусима-дайчи» в 2011 году. Сразу после катастрофы Япония закрыла все свои атомные электростанции, в одночасье отключив 30 процентов энергоснабжения страны. Чтобы компенсировать это, энергетические компании страны поспешили построить новые угольные электростанции, даже когда мир отходил от ископаемого топлива.

Премьер-министр Японии Фумио Кисида недавно активизировал усилия по перезагрузке ядерной энергетической сети страны, но местные жители сопротивлялись этому.

Япония, третья по величине экономика в мире, имеет мало собственных природных ресурсов и может производить только 11 процентов своих энергетических потребностей без импорта топлива — один из самых низких показателей самообеспеченности среди самых богатых стран мира.

На встрече министров окружающей среды лидеров стран «Большой семерки» в Саппоро этой весной Япония была единственной страной, которая отказалась взять на себя обязательство сократить использование угля до нуля к 2030 году.

Правительство и энергетическая промышленность страны указывают на многочисленные препятствия для быстрого создания возобновляемых источников энергии, включая географическую изоляцию Японии, гористую местность, глубокие морские воды и ежегодный сезон тайфунов.

Наряду с Китаем, который, как недавно заявил президент Си Цзиньпин, будет следовать своим собственным «темпам и интенсивности» в сокращении выбросов углерода, японские официальные лица говорят, что у их страны также есть свой график и методы.

«Мы хотим подняться на ту же гору к одной и той же вершине», — сказал Ацуши Кодака, директор отдела энергетической стратегии Министерства торговли. «Но наш маршрут восхождения не обязательно должен быть таким же, как у всех остальных».

Энергетическая промышленность также не хочет отказываться от угля, потому что в последнее время она потратила так много на строительство новых электростанций. С 2011 года японские энергетические компании построили 40 угольных электростанций — почти четверть всей угольной сети Японии — а в прошлом месяце была введена в эксплуатацию новая электростанция Jera.

Вместе с промышленностью японское правительство выделило около 152 трлн иен (около 1,1 трлн долларов) в течение 10 лет, чтобы помочь стране достичь нулевых выбросов углерода. К 2030 году, по заявлению Министерства торговли, оно сократит угольную генерацию до 19 процентов от энергоснабжения, а аммиачная технология составит около 1 процента, и эта доля, вероятно, возрастет.

Jera знает, что ей нужно убедить потенциально скептически настроенную публику в своих планах, поэтому она размещает рекламу в кинотеатрах и раздает купоны на скидку, которые продвигают ее усилия по разработке «тепловой энергии с нулевым уровнем выбросов».

Япония также надеется в конечном итоге экспортировать эту технологию своим соседям в Азии, где в последние годы она помогла построить новые угольные электростанции.

«Мы пытаемся уменьшить зависимость от угля в таких странах», — сказал Масаси Ватанабэ, специалист по планированию природных ресурсов и энергетики в Министерстве торговли. «Совместное сжигание аммиака может быть одним из решений».

В Хекинане сварщики недавно закрепили верхнюю часть 700-тонного резервуара для хранения на обширном заводе в Йере. Несколько больших оранжевых труб валялись на земле, ожидая, когда их вставят в трубопровод, по которому аммиак будет подаваться к котлам завода.

Во время недавнего испытания компания смешала смесь 0,02% аммиака с кусками угля размером с кулак в котле, нагретом до 1500 градусов по Цельсию, более 2700 градусов по Фаренгейту. Достижение следующей цели будет более сложной задачей.

К марту компания хочет начать испытания смесей, содержащих до 20 процентов аммиака, став первой в мире, которая сделала это.

Даже если технология сработает, обеспечение стабильных, доступных и чистых поставок аммиака может значительно сократить мировые запасы соединения, необходимого для производства удобрений.

Собственная стратегия зеленого роста правительства признает, что если бы все угольные электростанции Японии использовали 20-процентный аммиак, «им потребовалось бы около 20 миллионов тонн аммиака в год», что эквивалентно всему объему аммиака, который в настоящее время продается на мировом рынке.

Такие ограничения поставок сделали план по аммиаку «практически невозможным» для выполнения, сказал Хадзиме Такидзава, исследователь климата и энергетики из Института глобальных экологических стратегий, независимой исследовательской группы, финансируемой государством. Однако правительство заявляет, что как только оно докажет, что технология работает, поставщики удовлетворят спрос.

Но для производства самого аммиака требуется электричество, которое при современных методах обычно вырабатывается из ископаемого топлива, такого как уголь или природный газ. В одном обычном процессе вода нагревается до чрезвычайно высоких температур — до 2000 градусов по Цельсию или 3632 градусов по Фаренгейту — так что атомы водорода могут быть отделены и объединены с азотом. (Посмотрите в школьных учебниках по естествознанию химическую формулу аммиака!)

Нагрев этой воды требует много энергии, и поставки аммиака, которые первоначально будут поступать в Японию, скорее всего, будут производиться с использованием так называемого серого или коричневого электричества. Таким образом, сжигание аммиака на электростанции снижает выбросы углерода в одном месте, а производство аммиака может привести к увеличению выбросов углерода в другом.

В результате метод аммиака имеет «очень небольшой потенциал смягчения последствий», — сказал Масаёси Ийода, руководитель японской команды 350.org, группы активистов по борьбе с изменением климата.

Поставщики говорят, что в конечном итоге они будут использовать возобновляемую энергию для производства аммиака или улавливания углерода, выделяемого в процессе производства, и закапывания его в землю. Аналитики говорят, что, учитывая стоимость таких методов, смешивание аммиака и угля будет более дорогим, чем простое использование возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра.

В конечном счете, говорят критики, Япония отдает приоритет технологии аммиака, чтобы защитить укоренившиеся промышленные интересы от новых поставщиков возобновляемой энергии. «Они полностью осознают, что проигрывают в этом сдвиге», — сказала Кимико Хирата, основатель Climate Integrate, исследовательской и правозащитной группы. «Поэтому они действительно стараются защищать статус-кво и корыстные интересы как можно дольше».