Biotexnologiya

1.2. Mahsulotlar va xom~ashyolar tavsifi
Gazli vodorodni -253 ° C (-423 ° F) dan pastgacha sovutish orqali suyultiriladi. Vodorod suyultirilgandan so'ng, uni yirik izolyatsiya qilingan idishlarda suyultirish zavodida saqlash mumkin. Vodorodni suyultirish uchun energiya kerak bo'ladi - bugungi texnologiyadan foydalangan holda, suyultirish vodorod tarkibidagi energiya tarkibining 30% dan ko'pini iste'mol qiladi va qimmatga tushadi. Bundan tashqari, saqlanib qolgan vodorodning bir qismi bug'lanish natijasida yo'qoladi yoki suyultirilgan vodorodni "qaynatib yuboradi", ayniqsa nisbati katta bo'lgan kichik tanklardan foydalanganda. Suyultirish texnologiyasini takomillashtirish bo'yicha tadqiqotlar, shuningdek, miqyosning tejamkorligi yaxshilangan energiya va xarajatlarni kamaytirishga yordam berishi mumkin.

Barcha vodorodlar bir xil yoqiladi, lekin ular ishlab chiqarish usullari ko`ra turli rangli nomlar bilan nomlanadi. Vodorod asli rangsiz, hidsiz ko`rinmas gaz bo`lsa-da “rangdor” kelajakka ega. Ko`pchilik uni kelajakning ekologik toza yoqilg`isi deb biladi. Quyida rangdor vodorodning qay tarxda yuzaga kelganini ko`rib chiqamiz.

Vodorod ishlab chiqarishning eng tarixiy usuli sifatida e`tirof etilishi mumkin bo`lgan yoqilg`i turi. Ko`p yillar davomida kichik shaharlarda sanoat korxonalari ko`mirdan vodorod ishlab chiqarishdi, ammo hozirda bu vodorod turi jigarrang vodorod nomi bilan mashxur. Suv va issiqlik yordamida ko'mir "gazlashtirish" jarayonidan o`tadi. Bu jarayonda, ko'mir ichida kimyoviy moddalarning hosil qilgan jarayoni sanoat tilida "shahar gaz"deb nomlanuvchigazni hosil qilish bilan kichadi. Endi syngas deb nomlanuvchi, bu gaz turi boshqa gazlarning kichik miqdori bilan birga karbonat angidrid (CO₂), uglerod oksidi (CO), vodorod, metan va etilen qorishmasini ham o'z ichiga oladi. Ushbu gazlarning dastlabki ikkitasi elektr ishlab chiqarishda foydalanmaydi. Bu jarayonni boshqa usullarga nisbatan tabiatni ko`proq ifloslantiradi. Biroq, kimyoviy kompaniyalar bu aralashmadan vodorodni nisbatan soddaroq usulda ishlab chiqarishlari mumkin.

Syngasni shuningdek, biomassa va neftdan ham olish mumkin. Lekin, Xigman Consulting ma`lumotlariga ko`ra jigarrang vodorodning asosiy manbasi ko`mir hisoblanadi.

Global Syngas Technologies (Xalqaro Singaz Texnologiyalari) kengashi o`z ijtimoiy sahifalarida shunday yozadi: “Gazlashtirish loyihalari juda kata maqsadlarni kozlagan va shuningdek, o`z miqyosida kamayib ham bormoqda. So`nggi to`rt yil davomida gazlashtirishning mintaqaviy taqsimoti sezilarli darajada o`zgargan. Gazlashtirish zavodlari Osiyo, Avstraliya, Afrika, Yaqin Sharq va Shimoliy Amerikada ham ko`plab qurilgan.

Kulrang vodorod turi – asosan tabiiy gazdagi uglevod asosida yaratiladi. Uning no`jo`ya ta`siri shundaki unda ortiqcha CO₂ vujudga keladi.

Manbasining qimmatligiga qaramay xalqaro energetika agentligi ma`lumotlariga ko`ra kulrang vodorod yoqilg`isi eng arzon vodorod turi sifatida etirof etiladi. Shuningdek ba`zi insonlar yaqin kelajakda kulrang vodorodning yanada arzonroq bo`lishiga umid bog`lamoqdalar.

Gaz bozorlarida narxlarning 2020-yilda tushib ketishi, kulrang vodorod narxiga ham kuchli tasir ko`rsatdi. Biroq bu tur narxining pasayishi, yashil vodorodning oshishiga sabab bo`lishi ham mumkin.

Ko`k vodorod ishlab chiqarish ham kulrang vodorod singari bo`lib, u ekologik jihatdan ancha mabul yo`l bo`lib, ko`plab texnologiyalardan foydalanilishiga qaramay, ifloslantirishni kamayishiga sabab bo`ladi. Ko`k vodorod sanoati rivojining sustlashishiga sabab keng ko`lamli CCS (uglerodni tutilishini saqlash) o`simliklarning rivojlanishini kutadi. Van Hulst ning fikriga ko`ra, ko`k vodorod garchi ekologik toza bo`lsa ham, yuqoridagi omil uning qiymatini pasaytirib yuboradi. Ko'plab CCS loyihalari eski neft va gaz konlari atrofida shakllanganligi sababli, mavjud infratuzilma va ko'k vodorodning mosligi uni ishlab chiqaruvchilarga boshqalardan ko'ra ko'proq jalb qiladi. Milliy tarmoqlarda gaz aralashmasini o'zgartirish uchun ko'k vodoroddan foydalanish rejalari bor. Vodorodni ichki gaz bilan aralashtirish sanoatni dekarbonlashtirishga yordam beradi, ammo gaz ta'minotining asosiy ta`minlovchi Yevropa gaz sanoati bilan bu borada ko`plab ziddiyatli munozaralar mavjud.

Vodorodning elektroliz usulida suvdan ajratib olinishi yashil vodorod deb nomlanadi. Elektroliz-elektrod deb nomlanuvchi metall o'tkazgichlardan suvda elektr toki o'tadigan kimyoviy reaksiyadir. Bu suvni tarkibiy elementlariga: vodorod va kislorodga ajratadi. Dastlab qayta tiklanadigan manbalar tomonidan elektr hosil qilishda foydalanish, bu vodorod uglerodini-erkin hamda rangli jumladan "yashil" qiladi. Natijada hukumatlar bu yerga katta sarmoyalar kiritdi. Germaniya 5GW vodorod ishlab chiqarishga mo`ljallangan stansiyani 2030-yilga qadar ishga tushirishni oldiga maqsad qilib qo`ygan. IEA dunyo bo'ylab yashil vodorod quvvati 1MW dan oshdi deya xabar beradi, 2010-yildan to 2019-yilga qadar esa 25MWga yetgan.

Butun dunyo bo`ylab 2030-yilga qadar yashil vodorod juda rivojlanib, boshqa barcha yoqilg`I turlarining avlodi sifatida saqlanishi kutilmoqda. Shu sababli ham ko`plab olimlar, vodorod kelajagiga kata umid bog`lashgan.

Amerikalik milliarder va injiner, Tesla elektro avtomobil ishlab chiqarish kompaniyasi direktori Ilon Mask o`zining 2020-yil 12-iyunda bergan intervyusida, vodorod yoqilg`isi bilan harakatlanuvchi avtomashinalar iqtisodiy jihatdan elektromobillarga nisbatan ancha qimmatga tushishini aytib o`tdi.

Inverse nashriyoti muhbiri Bloomberg, Hyundai kompaniyasining vodorod bo`lim boshlig`i Kim Saehun bilan Janubiy Koreya kompaniyasining nima uchun vodorod yoqilg`isiga pul tikayotganini tushuntirib bergan intervyusini e'lon qildi. Avvalo, gap avtomobillarning muhim qatorida va tez yonilg'i quyishida - faqat ushbu ko'rsatkichlar bo'yicha lityum-ion batareyalar orqada qolmoqda, deb yozadi Inverse. Ammo vodorodning ham kamchiliklari bor. Masalan, ishlab chiqarishdagi texnologiyalarning ko`pligi.

"Vodorod endi o'g'it ishlab chiqarish va neftni qayta ishlashning qo'shimcha mahsuloti sifatida ishlab chiqarilmoqda", deb tushuntirdi Kim. Janubiy Koreya shamol va quyosh energiyasi uchun ideal emas. Koreya qayta tiklanadigan manbalardan imkon qadar ko'proq mahsulot ishlab chiqaradi, ammo bu yetarli emas. Qolganlari qayta tiklanadigan energetikaga ega bo'lgan hududlardan import qilinishi kerak. Janubiy Koreya va Yaponiya Avstraliyadan vodorod sotib olish niyatida ".

Tesla rahbari va elektrlashtirish bo'yicha asosiy apologlardan biri Ilon Mask bu pozitsiyani "hayratlanarli darajada ahmoqona" deb atagan. Bu tushunarli - uning kompaniyasi lityum batareyalarga faol sarmoya kiritmoqda. Shunga qaramay, shuni ta'kidlash kerakki, elektromobillar asta-sekin bozorni zabt etayotgan bir paytda, vodorodli mashinalar hanuzgacha begona bo'lib qolmoqda.

Mask bu texnologiyani birinchi marta tanqid qilayotgani yo'q. 2014 yilda u yonilg'i xujayralarini "hayratlanarli darajada ahmoq" va "aql bovar qilmaydigan darajada ahmoqona" g'oya deb atagan. 2015 yilda o'tkazilgan matbuot anjumanida u asosiy muammo vodorodni qayerdan olish kerakligini tushuntirdi - masalan, uni suvdan olish, bitta vodorod atomini bitta kislorod atomidan ajratish uchun elektrolizni talab qiladi. Suv molekulasini parchalash uchun quyosh panelidan foydalanish va undan keyin vodorodni yoqilg'i sifatida ishlatish, bu jarayonni to'g'ridan-to'g'ri quyosh batareyalaridan olish bilan solishtirganda, unumdorligini taxminan yarmiga kamaytiradi.

CleanTechnica bu borada o'z tadqiqotlarini olib bordi va Maskning haqligini isbotladi: akkumulyatorlarda ishlaydigan elektr transport vositalarining umumiy samaradorligi 73%, vodorod esa atigi 22%. An'anaviy benzinli transport vositalari 13% ga ega.

Daimler shuningdek, vodorod transportini foydasiz deb tan oldi. Konsern endi yonilg'i kamerali yo'lovchi tashiydigan avtomobillarni ishlab chiqarmaydi. Kompaniya ushbu texnologiyani 30 yildan ortiq vaqt davomida ishlab chiqardi, ammo oxir-oqibat u juda qimmat degan xulosaga keldi.

Yuqoridagi manbalarning barchasi vodorod yoqilg`isini elektr olishning boshqa muqobil yo`llariga qaraganda qimmatligini aytsa-da, Ilon Mask karbonat angidridni yoqilg`iga aylantirish ixtirosi uchun 100 mln dollar mukofot pulini va`da qilgan. Bu haqida Reuters nashriyoti xabar beradi. Garchi u o`z intervyularida vodorodni ahmoqona yoqilg`i turi sifatida e`tirof etgan bo`lsa ham ammo kelajak uchun xavfsiz va ekologik toza yoqilg`i ishlab chiqarishni yo`lga qo`yish niyatida, ammo ishlab chiqarishning yangicha, intensivroq usullari yordamida, iqtisodiy jihatdan arzon va logic o`ylaganda elektr bilan qiyoslashlik bo`lishi zarur.

Biroq, infratuzilma ehtiyojlari katta farq yashil vodorod harakat kafolatlangan emas, degan ma'noni anglatadi. CSS va ko'k vodorod ishlab chiqarish mavjud gaz terminallari atrofida qurilgan bo'lishi mumkin bo'lsa-da, yashil vodorod ishlab chiqarish milliy elektr tarmoqlari yuz qayta tiklanadigan avlodi bo`ladi.

Bundan tashqari, vodorod infratuzilmasi va transport ko'p sohalarda kam rivojlangan bo'lib qolmoqda. Bu havo mahsulotlarini ishlab chiqarilgan vodorodni ammiak sifatida tashishini e'lon qilish uchun olib keldi , bu mavjud transport tarmog'iga ega.

Vodorod ko’proq savdo bozorida tashkil etilgan. 23,000dan ortiq davlatda, jumladan, Amazon va Walmart muassasalarida AQSh bo’ylab omborlar va tarqatish markazlarida ishlaydigan 40dan ortiq yonilg’i xujayrasi bilan ishlaydigan forkliftlar mavjud. Ogayo foydalanish yoki rejalashtirilgan yoqilg’i hujayra avtobuslar o’nlab bor, bular Michigan, Illinoys va Massachusets, shuningdek Kaliforniya shtatlaridur.

Butun dunyoda iste’molchilarning vodorodli yonilg’i quyish stansiyalari ko’paymoqda. Toyota va Honda bu yil Monrealda vodorod infratuzilmasini qurish uchun Kvebekdagi hukumat bilan birlashmoqda va hatto neftga boy Saudiya Arabistoni birinchi stantsiyani oladi.

Toyota, dunyodagi ikkinchi yirik avtomobil, vodorod yoqilg’i hujayra avtomobillar uchun AQSh iste’mol bozorida eng yirik kompaniyadir. Uning Mirai-vodorod yoqilg’i hujayra oila avtomobili kuzda joriy etildi, va 2015-yilda 5000 xaridorlarni topdi. Toyota ekologik va ilg’or texnologiyalar guruhining vakili Russ Koblening aytishicha, kompaniya savdo-sotiqni yanada ko’proq yoqilg’i quyish shoxobchalari ochishi kutilmoqda. “Toyota uzoq vodorod yoqilg’i hujayra texnologiyasi avtomobil turlari keng spektri bo’ylab nol-emissiya hal bo’lishi mumkin, deb saqlab qoldi”, deydi. Toyota vodorod yoqilg’i hujayra texnologiyasi ham Tesla qiziqtirgan boshqa sohada Kaliforniya texnik-iqtisodiy tadqiqotlar uchun ikki yarim trailer yuk mashinalari olib kelindi.

Honda ham vodorodga katta majburiyat qo’ygan. AQShda yo’lda hozirda qariyb 1,100 Honda Clarity yoqilg’i uyali vositalari mavjud, deydi Honda matbuot kotibi nataliya Kumarente. Honda faqat ijara uchun Kaliforniyada tiniq yoqilg’i hujayra taklif etadi-bu ijara yoki sotish uchun batareya elektr va avtomobil gibrid versiyalarini taklif etadi. 20,174 umumiy Claritys sotilgan yoki 2018 yilda ijaraga Out, 624 yoqilg’i hujayra varyantlar edi, 948 batareya-elektr edi, va 18,602 plagini gibrid edi.

Honda va Toyota Kaliforniyada yangi vodorod yonilg’i quyish stantsiyalarini qurish uchun Shell Oil sho`ba korxonasi bilan birlashdilar. Kumaratnening aytishicha, ikkitasi hozirgacha qurilgan va beshtasi ishlamoqda. Kompaniya Northeastern Qo’shma Shtatlaridagi stansiyalarni qo’llab-quvvatlamoqda. “Boshqa vodorod yoqilg’i hujayra ishlab chiqaruvchilari va sanoat ta’sir bilan hamkorlik mantiqiy jihatdan yaxshi fikrdir. Barchamizning o’yinda o`z o`rnimiz bor”, - deydi u.

Tesla asoschisi va bosh direktori Elon Mask vodorod yoqilg’isi hujayralarini “aql-idrokli ahmoqona” fikr deb rad etdi va bu texnologiya haqida gapirishga majbur bo’lgan yagona salbiy narsa emas. U “ahmoq xujayralari” va “axlat yuk” dan boshqa narsa emas va muvaffaqiyatga erishishi shunchaki mumkin emas”, deb bir yillik yig’ilishida yil oldin Tesla aktsiyadorlariga aytdi.

Elon Mask Tanaka Reuters agentligiga bosh muhandisi Yoshikazu Mirai “Ammo Toyota ijrochi vodorod benzinga muqobil alternativ ekanligini qo’shimcha qildi. Toyota Tokio auto show da Reuters, "Biz, albatta, EV (elektr avtomobil batareya quvvatlanadi)" nol-sh. b " munosabatlarni ko'rmayapman.va vodorod avtomobil ertasiga dushman” – deydi. Bunga javoban Tayota raisi Takeshi “Biz vodorod elektr yoqilg’isi-hujayrali texnologiyadan umuman voz kechmoqchi emasmiz” deb aytib o`tdi.

Avto sanoati, umuman, Maskning batareya yoki vodorod kelajagini ko’rmadi. KPMG tomonidan o’tkazilgan 1,000 katta auto rahbarlari a 2017 tadqiqot ular vodorod yoqilg’i hujayralari elektr avtomobillar ko’ra yaxshiroq(78 foiz). uzoq muddatli kelajagi bor vakili bo’ladi. Avto rahbarlari asosiy afzalligi sifatida faqat bir necha daqiqa qisqa yonilg’i quyish vaqt qiladi. Oltmish ikki foiz KPMGGA infrastruktura muammolari batareyada ishlaydigan elektr avtomobil bozorining kengayishiga olib keladi.

Kaliforniyada, munozara yoqilg’i hujayra bozor yonilg’i quyish stantsiyalari va foyda yo’qligi cheklangan foydalanish tomonidan hukm sifatida investitsiya qaytarib to’langan o’tish-boshlash uchun davlat tomonidan taklif subsidiyalar yoki yo’qligini ustida davom etmoqda. Kaliforniya sobiq Gov. Jerri Braun tomonidan 900 tomonidan 200 vodorod stantsiyalari, shu jumladan, elektr avtomobil zaryadlash infratuzilmasi uchun $2025 million nol emissiya vositalari rejasi va moliyalashtirishni o’z ichiga olgan qayta tiklanadigan energiya tashabbuslarini moliyalashtirish uchun harakat qilmoqda.

“Litiy-ionli batareyalardan to’rt barobar kam xarajat qiladigan, shuningdek, ancha uzoq oraliqni ta’minlovchi vodorod yoqilg’isi hujayrali sistemalarni ko’rishimiz mumkin.” – deydi Dovud Antonelli.

GM iste’mol bozori uchun yoqilg’i uyali vositasini chiqarmadi, lekin Honda bilan Michigan zavodida yoqilg’i xujayrasi g’aramini ishlab chiqarish uchun Qo’shma korxona mavjud, 2013da boshlangan va 2017-da kengaytirilgan shartnoma, ikkala kompaniya ham Michigan zavodining yoqilg’i g’aramlari 2020-dan boshlab avtomobil ishlab chiqarishi mumkin.

Ford Focus va Fusion avtomobillarining yonilg’i xujayrasi variantlari, shuningdek, Edge krossoveri bilan tajriba o’tkazdi, ammo bunday vositalarni sotish uchun taklif qilmaydi.

“Qayta tiklanadigan energiyalarning barqaror o’sib borayotgan ulushi bilan vodorod yoqilg’isi hujayralari kelajakda rol o’ynashi mumkin”, dedi Ford vakili. “Keng tarqalgan bozor ishga tushirilishi jihatidan, ammo, batareya yoqilg’i hujayra ustun holatda bo`lishi hozircha mumkin emas, chunki iqtisodiy vaziyat va mavjud infratuzilmalar bunga yo`l qo`ymaydi. Vodorod rivojlanishi kuzatar ekanmiz, ishimiz elektrlashtirishga qaratiladi. Bizda vodorod yoqilg’i hujayrasini transport vositalariga taklif qilishning joriy rejalari mavjud.”

Fiat Chrysler AQShda sotuvga yonilg’i hujayra avtomobillarini chiqarmadi, lekin 15 yil davomida u professor David Antonelli boshchiligida olib borilgan tadqiqot qo’llab-quvvatladi, Buyuk Britaniya Lancaster universiteti jismoniy kimyo kafedrasi, bu texnologiya uchun kam xarajatlarini keltirishi mumkinligini aniqladi. Uning jamoasi yoqilg’i tanklarini mavjud vodorod yoqilg’isi texnologiyalari va batareyaga ega transport vositalariga qaraganda kichikroq, arzon va energiya zich bo’lishiga imkon beruvchi material bilan ishlaydi.

“Bizning materialimizni ishlab chiqarish narxi juda past va u saqlashi mumkin bo’lgan energiya zichligi lityum-ion batareyasidan ancha yuqori, biz lityum-ion batareyalaridan to’rt barobar kam bo’lgan vodorod yoqilg’i hujayra tizimlarini ko’rishimiz mumkin”, dedi Antonelli.