Исследователи Манчестерского университета оценили, как химическое циклирование может одновременно производить водород и отделять углекислый газ. Результаты исследования опубликованы 19 октября 2026 года в журнале Carbon Capture Science & Technology. В расчётах рассмотрели установки мощностью 2 и 600 МВт. Для наиболее эффективных схем тепловая эффективность достигала 75%, а доля улавливаемого CO₂ составляла 90–99%.

Как работает циклический процесс

При химическом циклировании твёрдые материалы-переносчики кислорода перемещают его между последовательными реакциями. Выделившееся тепло используют, чтобы превращать метан и пар в газовую смесь с водородом. CO₂ отделяется непосредственно в ходе производства, однако расчётные показатели ещё не доказывают, что промышленная установка покажет такую же эффективность.

Команда изучила систему на трёх уровнях: реактора, технологической схемы и всей установки. В расчёты включили работу реактора, клапанов, передачу тепла между частями системы и требования безопасности. В нескольких вариантах образовывался избыток пара, который можно было бы передавать для внешнего использования. Для крупных установок авторы также сообщили о преимуществе перед обычными технологиями риформинга по отдельным показателям эффективности при сохранении высокого уровня улавливания CO₂.

Расчётные масштабы заметно различались: установку мощностью 2 МВт рассматривали для небольших децентрализованных промышленных объектов, а вариант на 600 МВт связывали с крупным спросом на водород. Представим предприятие, где есть метан и нужен водород. Такая система могла бы одновременно выпускать водород и отделять большую часть образующегося CO₂. Это условная иллюстрация принципа, а не описание испытанного предприятия.

Оценка основана на моделировании, а не на измерениях, полученных на построенной промышленной установке. В доступном материале нет подробных исходных данных и допущений расчёта, а также диапазонов неопределённости. Не сообщается и о длительных испытаниях. Поэтому эффективность до 75% и улавливание 90–99% следует считать расчётными максимальными показателями, а не уже подтверждёнными результатами эксплуатации. Авторы отмечают, что выбор технологии зависит от местной энергетической системы, инфраструктуры и политических условий.

Описание исследования: подготовка научных статей.

Схема принципа химического циклирования: переносчик кислорода участвует в последовательных реакциях, тепло помогает преобразовать метан и пар в газ с водородом, а CO₂ отделяется в ходе процесса.

Фото: Nikolai Kolosov / Pexels