Пиролиз метана, также известный как метановый пиролиз, теоретически может казаться одним из наименее сложных путей производства водорода с низким уровнем выбросов, поскольку он разделяет метан с помощью тепла, а не сжигания. В результате образуются водород и твёрдый углерод вместо водорода и концентрированного потока диоксида углерода. Однако анализ Michael Barnard, опубликованный 29 августа 2026 года, приходит к выводу, что при промышленном масштабировании главная проблема заключается не в доказательстве химической осуществимости процесса, а в поиске постоянного рынка для большого объёма образующегося углерода.
Отсутствие потока диоксида углерода, возникающего в процессе, может устранить необходимость в цепочке улавливания, сжатия, транспортировки и геологического хранения, связанной с проектами производства голубого водорода. Hazer Group также перевела свою каталитическую технологию от лабораторной химии к действующему демонстрационному заводу и инженерным работам коммерческого масштаба в сотрудничестве с KBR. Однако совершенствование процесса не устраняет фундаментальную связь между двумя продуктами: каждая тонна водорода образует примерно три тонны твёрдого углерода.
Углерод — не небольшой побочный продукт
Это означает, что завод, производящий 300 тысяч тонн водорода в год, будет образовывать около 900 тысяч тонн твёрдого углерода, то есть почти 2 500 тонн в день. Hazer работает над разработкой применений графитового углерода в производстве стали, батареях, асфальте, бетоне и других областях. Однако наличие таких применений автоматически не означает, что они способны поглощать объём производства при необходимых количестве, характеристиках, расположении и цене.
Barnard рассматривает сценарий, который выглядит одним из наиболее благоприятных: сталелитейный завод использует водород для прямого восстановления железа и одновременно может применять часть графитового углерода в электродуговых печах. Это может включать регулирование конечного состава, восстановление оксида железа, образование пены в шлаке и обеспечение части энергии процесса.
Однако при сопоставлении материального баланса с металлургическим заводом масштаба Stegra производство водорода, необходимое заводу, выпускающему 2,5 миллиона тонн стали в год, приведёт к образованию примерно от 340 тысяч до 365 тысяч тонн графита. В то же время завод сможет потребить лишь от 45 тысяч до 63 тысяч тонн углерода. Даже это сравнительно благоприятное сочетание водорода и углерода оставляет около 80–90% графита, которому потребуются другие покупатели.
Почему эта новость важна?
Проблема заключается не в отсутствии рынков для углерода, а в несоответствии между способом формирования предложения и способом возникновения спроса. Традиционные производители углерода увеличивают или сокращают выпуск в ответ на спрос на углерод, тогда как спрос на водород при пиролизе метана определяет объём образующегося углерода. Поэтому углерод может производиться в больших количествах даже тогда, когда рынку он в данный момент не нужен.
Кроме того, транспортировка водорода обходится дорого, что стимулирует его производство вблизи потребителя. Это означает, что расположение спроса на водород может определять не только объём, но и место появления углерода. В таком случае предприятию придётся хранить и перерабатывать углерод, сертифицировать его для конкретных применений и постоянно доставлять достаточному числу клиентов. На практике водородное предприятие перестаёт быть просто газовым заводом и одновременно становится компанией по производству углеродных материалов и логистике.
Коммерческие ограничения и условия успеха
Новые углеродные материалы конкурируют с нефтяным коксом, антрацитом, природным графитом, синтетическим графитом, а также с биоуглём. Для аккумуляторной промышленности необходим графит с точно заданными уровнями чистоты, размером частиц, структурой и электрохимическими характеристиками. Асфальт и бетон могут использовать углеродные добавки, однако углерод не является их основным компонентом в количествах, приближающихся к предполагаемому объёму производства.
Анализ не считает пиролиз метана заведомо плохой идеей. Отдельные проекты могут быть успешными, если они объединяют подходящий источник биогаза, стабильный промышленный спрос на водород и находящихся поблизости потребителей углерода высокой стоимости. Экономическая целесообразность может повыситься, если производителю удастся заместить синтетический графит, кокс или другие виды ископаемого углерода с более высокой интенсивностью выбросов.
Однако практический вывод для инвесторов и политиков заключается в том, что углеродный поток нельзя автоматически считать дополнительной выручкой, сопутствующей водороду. Его необходимо моделировать как отдельный рынок с проверкой марки и характеристик, процедурами квалификации, конкуренцией с существующими материалами, затратами на хранение и транспортировку, стоимостью замещения и риском насыщения рынка. Когда сопутствующий продукт в три раза тяжелее основного продукта, его рынок становится частью экономической целесообразности самого процесса.