Подводная система производства водорода из Чёрного моря
В 2025 году в "Американском Журнале Современной Энергии" вышла статья "A Subsea System for Hydrogen Production from the Black Sea" о технико-экономической проработке схемы «оффшорной установки» для добычи водорода из H₂S Чёрного моря.
Чёрное море является уникальным морем, поскольку оно относится к числу наиболее изолированных морей в мире. Оно также является крупнейшим в мире морем, содержащим слои H₂S, начиная с глубин около 200 м [1–6]. В данном исследовании рассматривается инновационный подход к использованию этого неосвоенного ресурса для устойчивого производства энергии, с акцентом на извлечение H₂S и его преобразование в водород. Исследование включает всесторонний анализ всего процесса — от извлечения H₂S до генерации водорода, а также учитывает присутствие и потенциал изотопов водорода в Чёрном море.
Предлагаемая система включает новый метод термического разделения для извлечения воды, обогащённой H₂S, с глубин порядка 500 м без нарушения деликатной стратификации моря. Специально разработанная погружная камера, оснащённая усовершенствованными нагревательными элементами и механизмами сбора газа, обеспечивает эффективное извлечение и концентрирование H₂S. Подробные расчёты, основанные на законе Генри и первом законе диффузии Фика, позволяют оценить теоретические и практические скорости генерации H₂S.
На основе процесса извлечения рассматривается преобразование H₂S в водород с использованием технологии суперaдиабатического реактора, разработанной Институтом газовых технологий (GTI). Этот инновационный подход обещает более высокие коэффициенты конверсии и снижение воздействия на окружающую среду по сравнению с традиционными методами. Анализ включает экономическую оценку с использованием расчётов приведённой стоимости электроэнергии (LCOE) для оценки жизнеспособности проекта.
Кроме того, в работе рассматривается присутствие изотопов водорода — дейтерия и трития — в Чёрном море [7–9]. Анализируются их распределение, поведение и потенциал извлечения на основе данных океанографических станций. Также исследуется осуществимость применения сульфидного процесса Гирдлера для производства тяжёлой воды с учётом сценариев как глубоководной, так и поверхностной эксплуатации.
Интеграция этих аспектов позволяет представить целостное видение потенциала устойчивого производства энергии за счёт запасов H₂S Чёрного моря. Такой многоаспектный подход охватывает не только технические проблемы извлечения и преобразования, но и более широкие вопросы экологической ответственности, экономической осуществимости и научного прогресса в области изотопных исследований.
В данной работе также представлено производство пресной воды путём термического разделения без подъёма воды с больших глубин на поверхность. Предлагается процедура создания конвекции глубоководной воды, обогащённой H₂S, для его извлечения. Эта вода нагревается в камере в процессе протекания. Водород отделяется в подводном аппарате, после чего поднимается для дальнейшей обработки.
Полный текст статьи на русском языке:
Оригинальная статья на английском языке:
Комментарии