Весь водород горит одинаково, различные методы его получения дали красочные прозвища. Давайте посмотрим на то, что говорит нам цвет водорода.
Коричневый водород
Небольшие городские газовые заводы производили водород из угля в течение сотен лет, но теперь промышленные производители называют его как «коричневый водород».
Используя воду и тепло, уголь может подвергаться «газификации». В этом процессе химические вещества внутри угля реагируют, образуя то, что было известно как «городской газ». Теперь известный как синтез-газ, он содержит смесь диоксида углерода (CO₂), монооксида углерода (CO), водорода, метана и этилена, а также небольшое количество других газов.
Первые два из этих газов не имеют никакого применения в производстве электроэнергии. Это делает процесс очень загрязняющим, по сравнению с другими методами. Однако химические компании могут дистиллировать водород из этой смеси относительно просто.
По мере того как мусоросжигательные заводы становятся все более распространенными, они все чаще используют аналогичные процессы для получения коричневого водорода. Аналогичный процесс может привести к получению синтез-газа из биомассы и нефтехимических продуктов. Несмотря на это, по данным Higman Consulting, большая часть синтез-газа поступает из угля.
Глобальный Совет по технологиям синтез-газа сообщает на своем веб-сайте: «Проекты газификации становятся как более крупными, так и более мелкими, и региональное распределение газификации значительно изменилось за последние четыре года. Газификационные установки были довольно равномерно распределены между Азией и Австралией, Африкой и Ближним Востоком, а также Северной Америкой. Потенциал газификации – как действующей, так и строящейся – в Азиатско-австралийском регионе в настоящее время превышает весь остальной мир вместе взятый».
«Люди предполагают, что цена серого водорода останется низкой»
Большая часть водорода в настоящее время поступает из природного газа, но этот процесс также создает много углеродных отходов.
Большинство химических веществ в природном газе содержат большое количество углеводородов — водорода, химически связанного с углеродом. Катализаторы могут разорвать эти связи, но избыток углерода затем создает CO₂.
Несмотря на использование ценного ресурса, председатель исследования водорода Международного энергетического агентства (МЭА) Ноэ ван Халст сказал в прошлом году, что серый водород был самым дешевым.
Однако он продолжил: «Слишком часто люди предполагают, что цена серого водорода останется на этом относительно низком уровне в обозримом будущем. Это игнорирует прогноз МЭА о структурном росте цен на природный газ из-за рыночных сил. И что еще более важно, он не учитывает потенциальную волатильность цен на газ, как это было продемонстрировано в Европе».
Газовые рынки пережили стремительное падение в течение 2020 года, поэтому низкая цена остается верной. Однако снижение стоимости производства возобновляемой электроэнергии означает, что зеленый водород вскоре может превысить ее.
Синий водород — больше технологий, меньше загрязнений
Синий водород основан на том же процессе, что и серый водород, наряду с улавливанием и хранением углерода (CCS). Это устраняет выбросы серого водорода, улучшая воздействие водорода на окружающую среду.
Рост синего водорода остается медленным, так как он ждет развития более масштабных установок CCS. Ван Халст говорит, что как только это произойдет, цена синего водорода, скорее всего, снизится.
Синий водород позволяет избежать потенциальной будущей стоимости углеродных тарифов в обмен на фиксированную стоимость использования CCS. Поскольку многие проекты CCS формируются вокруг старых нефтяных и газовых месторождений, существующая инфраструктура и совместимость синегоо водорода делают его более привлекательным для производителей, чем некоторые другие.
Есть некоторые планы по использованию синего водорода для изменения состава газа в национальных сетях. Смешивание водорода с бытовым газом может помочь обезуглероживанию промышленности, но среди подключенных европейских газовых сетей существуют значительные дебаты о наилучшем составе поставок газа.
Почему «зеленый водород» является конечной целью?
Зеленый водород полностью отсекает загрязняющие химические вещества. Он требует воды и электричества, которые создают водород с помощью электролиза.
Электролиз — это химическая реакция, при которой электрический ток проходит через металлические проводники, известные как электроды, в воде. При этом вода разделяется на составляющие ее элементы — водород и кислород. Использование электричества, первоначально вырабатываемого возобновляемыми источниками, делает этот водород безуглеродным и, следовательно, «зеленым» по цвету.
В результате правительства сделали здесь большие инвестиции. Германия поставила перед собой цель производства 5 ГВт водорода до 2030 года, а к 2035 году может быть произведено еще 5 ГВт. МЭА говорит, что мощность мирового зеленого водорода увеличилась с 1 МВт в 2010 году до 25 МВт в 2019 году.
По прогнозам, мировое производство зеленого водорода станет в 22 раза больше к 2030 году, после увеличения использования транспортных средств, работающих на водороде, и систем хранения энергии.
Однако большая разница в инфраструктурных потребностях означает, что переход на зеленый водород не гарантирован. В то время как производство CCS и синего водорода может быть построено вокруг существующих газовых терминалов, производство зеленого водорода уводит возобновляемую генерацию от национальных энергетических сетей.
Кроме того, водородная инфраструктура и транспорт остаются недостаточно развитыми в большинстве районов. Именно это привело Air Products к объявлению о том, что она будет транспортировать произведенный ею водород в виде аммиака, который имеет существующую транспортную сеть.
