Газификация угля до высокоэнергетического газового состояния.
Это наиболее распространенный и технологически проработанный метод. Процесс происходит в реакторах — газификаторах, куда подают уголь, воду/пар и кислород (или воздух). В результате получается синтез-газ — смесь угарного газа (CO) и водорода (H₂) с примесями, состав которой можно регулировать. Из него затем получают целевые продукты, например, можно выделять водород (H₂) для дальнейшего использования.

Путь 1: От синтез-газа к метану и водороду
Получение метана (Синтетический природный газ, СНГ): Это классическая двухстадийная технология «газификация + метанирование». Сначала уголь газифицируют, а затем очищенный синтез-газ (CO + H₂) пропускают через реакторы с катализатором, где и образуется метан.
Получение водорода: Технология «газификация + конверсия CO». Синтез-газ обогащают водяным паром, в результате чего в ходе реакции CO + H₂O → CO₂ + H₂ почти весь углерод переходит в диоксид, а водорода становится значительно больше.
Путь 2: Прямая гидрогенизация и каталитическая газификация
Эти методы стремятся получить целевой продукт (метан или водород) более эффективно, в одну стадию.
Каталитическая газификация угля: Позволяет получать метан. В процесс добавляют катализаторы (например, на основе никеля), которые ускоряют образование метана внутри самого газификатора. Интересно, что разрабатываются и технологии совместной переработки угля с биомассой или CO₂.
Гидрогенизация угля: Это процесс взаимодействия измельченного угля с водородом при высоких температурах (800-1000°C) и давлении (5-10 МПа). Он позволяет получать смесь метана и ценных жидких углеводородов (ароматики), что дает более полную переработку сырья. Существует также технология CHARM (Coal Hydrogasification for Aromatics and Methane), которая позволяет получать как метан, так и высокоценные жидкие углеводороды, обеспечивая максимальную переработку угля.

Путь 3: Передовые технологии для повышения эффективности.
Химический цикл: Этот метод помогает получать водород с одновременным улавливанием CO₂. В нем используются переносчики кислорода (например, на основе оксидов железа), которые циркулируют между реакторами. Это позволяет получить два потока: чистый водород и концентрированный CO₂, готовый для утилизации или хранения.
Плазменная конверсия: Использование плазмы для нагрева угля до очень высоких температур. Это позволяет значительно ускорить реакции и добиться более высокой степени переработки угольного сырья.
Мембранные технологии: Процесс идет прямо в газификаторе, где установлены специальные мембраны, пропускающие только водород. Это позволяет сразу выделять чистый водород, сдвигая химическое равновесие в сторону его образования.