Одна большая проблема с зеленым водородом

Из редко упоминаемого, скромного члена семьи возобновляемых источников энергии в приманку для громких объявлений, водород быстро превратился из опоры в звезду. Для этого есть веская причина: самый распространенный химический элемент во Вселенной может быть использован для производства и хранения энергии, не опасаясь нехватки поставок. И его можно даже полностью производить из возобновляемых источников, что делает его почти идеальным.

Почти, потому что зеленый водород имеет свою цену. Согласно отчету Wall Street Journal, несколько коммунальных предприятий США раскрыли большие планы по созданию экологически чистого водорода. NextEra Energy и Dominion Energy входят в их число, и они планируют инвестировать в производство водорода из солнечной и ветровой электроэнергии, хотя это один из более дорогих способов производства водорода, который, в свою очередь, будет использоваться для производства электроэнергии.

«Расходы пойдут в одном направлении, и это будет снижение», — сообщил старший вице-президент Dominion Energy . — «Вопрос только в том, как далеко они собираются зайти».

В самом деле, это самый важный вопрос, от которого зависит будущее зеленого водорода. Аналитики Wood Mackenzie недавно написали в отчете, что они ожидают, что к 2040 году затраты на производство зеленого водорода упадут на 64%, а в некоторых местах — даже раньше.

«В среднем, затраты на производство зеленого водорода будут равны водороду на основе ископаемого топлива к 2040 году. В некоторых странах, таких как Германия, это произойдет к 2030 году. Учитывая масштаб, который мы наблюдали до сих пор, 2020-е годы, вероятно, станут десятилетием водорода», — написал автор отчета, старший аналитик Бен Галлахер, добавив: «Рост цен на ископаемое топливо повысит экологическую конкурентоспособность, еще больше укрепив аргументы в пользу этой технологии в ближайшие годы». 

Европа уже делает большие ставки на экологически чистый водород, и под большими мы подразумеваем планы по созданию не менее 40 ГВт электролизных мощностей к 2030 году, из которых 6 ГВт должны быть запущены к 2024 году. Электролиз — это процесс, используемый для производства водорода с помощью разложение воды на составляющие ее атомы кислорода и водорода. Хотя в нем используются возобновляемые источники энергии и дешевое сырье, этот процесс остается намного более дорогостоящим, чем процесс производства водорода с использованием природного газа.

Однако Европа настроена на экологичность и использование водорода. Она хочет получить раннее конкурентное преимущество на водородном рынке, который, по прогнозам аналитиков Reuters, к 2050 году вырастет до 1,2 триллиона долларов. И, похоже, готова платить все, что нужно, чтобы получить это преимущество или достичь своих нулевых амбиций 2050 года, несмотря на цену.

Чтобы сделать водород основным топливом, нужна инфраструктура для производства и распределения, а также для хранения. Распределительная часть в Европе относительно проста: водород можно перекачивать по трубопроводам, ранее использовавшимся для транспортировки газа, но этого было бы недостаточно. С хранением немного сложнее, поскольку водород легко воспламеняется. Производство также непросто, учитывая стоимость электролиза с нулевым уровнем выбросов. В глобальном масштабе все становится еще сложнее.

Reuters цитирует смету Barclays на производственное оборудование, необходимое для производства зеленого и синего (с использованием технологии улавливания углерода) водорода во всем мире, и это составит 500 миллиардов долларов в течение следующих трех десятилетий. Но, отмечает банк, необходимые инвестиции в инфраструктуру хранения и распределения могут увеличить счет до 1 триллиона долларов. По словам Галлахера из Wood Mac, проблема водородной инфраструктуры может стать самой большой среди всех технологий декарбонизации за последнее десятилетие или около того.

На сегодняшний день производство зеленого водорода обходится в три-шесть раз больше, чем производство серого или синего водорода, по словам старшего аналитика Guidehouse. Это серьезный сдерживающий фактор для внедрения технологии, но стремление к чистому нулю все это меняет. По словам Дэна Хана из Guidehouse, стоимость производства зеленого водорода довольно скоро начнет снижаться благодаря инвестициям в его развитие.

Между тем, аналитики, похоже, согласны с тем, что в ближайшие десятилетия стоимость ископаемого топлива вырастет, уравновешивая правила игры с водородом. Например, Галлахер из Wood Mackenzie ожидает, что стоимость серого водорода, который производится с использованием угля и газа, к 2040 году вырастет на 82 процента из-за ожидаемого роста цен на природный газ. Стоимость голубого водорода, который производится с использованием природного газа в сочетании с улавливанием и хранением углерода, к 2040 году вырастет на 59 процентов, опять же из-за роста цен на природный газ.

Похоже, что конкурентоспособность зеленого водорода во многом зависит от цен на природный газ. Если цены не вырастут, как ожидают аналитики, эта конкурентоспособность может быть поставлена ​​под угрозу, независимо от того, сколько миллиардов энергетических компаний инвестируют в технологию. С другой стороны, при снижении стоимости возобновляемой электроэнергии стоимость производства водорода с использованием солнечной и ветровой энергии может продолжать неуклонно снижаться, особенно с учетом избыточной энергии, производимой солнечными и ветряными электростанциями.

NextEra, например, планирует использовать избыточную энергию, производимую солнечными фермами, для производства водорода, который затем будет использоваться на электростанции, которая в настоящее время работает на газе. Водород заменит часть этого газа. Этот поэтапный подход к использованию водорода может быть лучшим способом приблизиться к нему, позволяя снизить затраты и в то же время сократить выбросы.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ