Российские ученые предложили альтернативу факельному сжиганию попутного газа

Ученые Московского авиационного института (МАИ) и Объединенного института высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) разрабатывают технологию, позволяющую превращать побочный продукт нефтедобычи – попутный нефтяной газ (ПНГ) – в водород и высококачественный технический углерод, которые используются в энергетике и авиации. В рамках проекта уже создана пилотная установка, которую планируют испытать непосредственно на местах добычи нефти, говорится в сообщении МАИ. 

Специалисты пояснили, что сегодня ПНГ чаще всего просто сжигают при помощи газового факела. При этом в воздух попадает большое количество углекислого газа. По данным Росстата, в 2025 г. в факелах сожгли 25,1 млрд куб. м попутного газа – на 6,8% больше, чем в 2024 г., отмечается в сообщении. Эксперты опасаются, что сжигание газа усилит парниковый эффект и ускорит глобальное потепление. Кроме того, это прямые экономические потери для компаний из-за неэффективного использования ресурсов и штрафов. «В частности, в России законодательно разрешено сжигать не более 5% от общего объема добытого ПНГ. Сжигание сверх нормы 500 млн куб. м ПНГ обойдется компаниям в десять млрд руб. штрафов, а еще восемь млрд придется выплатить в качестве компенсации вреда атмосфере», – отмечается в сообщении.

В МАИ и ОИВТ РАН предлагают не выбрасывать газ в атмосферу, а перерабатывать его под воздействием высоких температур – методом пиролиза. Для этого создана лабораторная установка, в которой используется печь с керамическим реактором. Газообразные отходы нефтяной промышленности прогоняют через нагретый до 700–1400 градусов по Цельсию реактор и получают водород и технический углерод – черную сажу.

Как рассказали ученые, ключевая проблема технологии – зауглероживание реакторного пространства, при котором поток газа перекрывается наростами образовавшейся сажи и продуктами ее спекания. Представитель МАИ рассказал, что на созданной установке команда проекта успешно протестировала способ очистки при помощи керамических шаров: во вращающейся трубе реактора они перемалывали сажу и предотвращали образование пробок. Сейчас ученые моделируют процесс пиролиза на метане – основном компоненте попутного газа, а также проводят эксперименты на имитирующей ПНГ газовой смеси, содержащей метан, этан, пропан и другие углеводороды. Изменяя состав сырья, скорость потока через реактор, температуру и тип катализатора, они оценивают, как это влияет на объем и структуру производимых веществ.

«Использование специального вещества – катализатора – облегчает процесс разложения метана, благодаря чему пиролиз можно проводить при более низких температурах, – пояснил участник проекта, аспирант МАИ Матвей Гальцов-Циенциала. – Это снижает энергозатраты и способствует образованию углеродных наноматериалов». Их введение в состав авиационных композитов, продолжил он, повышает ресурс и надежность создаваемых конструкций при одновременном снижении массы. Данные материалы применяются для создания облегченных систем молниезащиты, композитов с функциями экранирования электромагнитного излучения, радиопоглощения и др.

В основном такие материалы на рынке – импортные, отметил Гальцов-Циенциала. При этом, по его словам, они могут быть востребованы не только в авиационной, но и в энергетической, и в химической промышленности. Получаемый водород применим как топливо, а также в металлургии – для восстановления железа из руды, для производства аммиака и в других отраслях, подчеркнул ученый.