Несомненно, водород — это будущее энергетики. Иначе зачем Европейскому Союзу в рамках своей “зеленой сделки” вкладывать 470 миллиардов евро (550 миллиардов долларов) в инфраструктуру для электролиза и использования этого вещества? Иначе зачем Китаю, Японии и Южной Корее делать свои огромные ставки на газ?
Энтузиазм по поводу водорода имеет простую причину: независимо от того, используется ли он в топливном элементе или сжигается для создания тепла, единственный “выхлоп”, который он испускает, — это чистая вода. Поэтому везде, где водород заменяет ископаемое топливо, он помогает замедлить глобальное потепление. Это объясняет всемирную гонку за доминирование в различных нишах рынка, который, по прогнозам некоторых банков, будет стоить триллионы долларов к 2050 году.
С другой стороны, возможно, это просто последний из нескольких пузырьков водорода, которым суждено лопнуть, как и всем остальным. А может быть, водород — это будущее … и так будет всегда.
У него, безусловно, есть серьезные недостатки. Да, это самый распространенный элемент во Вселенной. Но она не появляется на земле в чистом виде. Поэтому его необходимо разделить, пропустив электрический ток через воду, чтобы разделить атомы кислорода и водорода. Для этого требуется энергия, которой лучше быть “зеленой” — то есть захваченной у солнца, ветра или других возобновляемых источников энергии. Иначе какой в этом смысл?
Этот процесс делает зеленый водород дорогим по сравнению с ископаемыми видами топлива, такими как природный газ и водород, захваченный менее чистыми способами. BloombergNEF считает, что технологические усовершенствования быстро сделают его дешевле в ближайшие годы. Но даже тогда его все равно трудно транспортировать и хранить. Если он не сочетается с другими химическими веществами, его необходимо сжать до 700-кратного атмосферного давления или охладить до минус 253 градусов Цельсия. Водород тоже любит взрываться.
Эти недостатки почти полностью исключают водород из приложения, которое в настоящее время получает наибольшую шумиху: в качестве топлива для питания легковых автомобилей, фургонов и грузовиков. Почти по всем статьям автомобили, работающие на водородных топливных элементах, проигрывают своим «чистым» конкурентам-электромобилям, работающим на батарейках.
Для начала, водородные автомобили только наполовину так эффективны. Если электромобиль преобразует 86% энергии, первоначально использованной ветряной турбиной, в движение автомобиля вперед, то водородный автомобиль имеет доступ только к 45%. Автомобиль с топливным элементом также имеет больше движущихся частей и дороже в обслуживании, чем с батареей. И, в отличие от аккумуляторного автомобиля, его нельзя «перезарядить» дома.
Это плохая новость, особенно для Toyota Motor Corp., Hyundai Motor Co. и Honda Motor Co. Ltd, автопроизводителей, которые делают самые большие ставки на водород в транспорте. Случай с водородными грузовиками также слаб.
Майкл Либрайх, основатель BloombergNEF, считает, что водород даже не имеет смысла для поездов. Это просто устранило бы необходимость электрифицировать трассу, в то же время запирая более сложное и менее эффективное решение. Только в дальнемагистральной авиации или океанском судоходстве водород может превзойти электрические батареи благодаря своей более высокой плотности энергии. Батареи, чтобы доставить самолет на другой конец света, были бы слишком большими и тяжелыми.
Водород не намного лучше работает в отоплении жилых зданий: обычно проще использовать зеленое электричество для питания тепловых насосов, которые также могут быть использованы для охлаждения. В большинстве промышленных применений тепла водород также проигрывает электричеству.
Поэтому долгосрочное решение проблемы замедления глобального потепления заключается в электрификации всего, пока это электричество поступает из возобновляемых источников. Да, вот в чем загвоздка. И у нас никогда не будет солнца и ветра в достаточном количестве и надежно, чтобы держать свет включенным все время и везде.
Мы можем электролизировать водород всякий раз, когда у нас есть избыток солнца или ветра. Как предсказывает Либрайх, мы будем хранить его в массивных подземных пещерах вблизи центральных узлов наших электрических сетей, где он может быть запущен в короткие сроки во время затишья в прямой выработке электроэнергии. Таким образом, водород является подключаемой технологией, позволяющей осуществить общий проект электрификации и обезуглероживания.
Это очень важно. Это также означает, что, в то время как некоторые из сегодняшних инвестиций в водород провалятся, другие окупятся впечатляюще. И частью их возвращения может быть спасение нашей планеты.
