Водородная экономика больше не является несбыточной мечтой

Пятый Всемирный энергетический форум, организованный Атлантическим советом в рамках Недели устойчивого развития в Абу-Даби, прошел практически в конце прошлого месяца. В связи с этим Атлантический совет выпустил первое издание «Глобальной энергетической повестки дня» с результатами недавних опросов «мировых лидеров энергетики».

На вопрос, в какие безуглеродные энергетические технологии в 2021 году будет наблюдаться наибольший рост инвестиций, большинство респондентов (31%) ответили, что водород, а затем аккумуляторы (23%), что побудило аналитический центр предположить, что 2021 год может стать «годом водорода».

Эксперты и предприниматели, выступавшие на панели под названием «Ускорение водородной экономики», также выразили осторожный энтузиазм. Они поделились своими взглядами на то, как перевести водород из зарождающейся технологии в масштабную, и искали переломные моменты.  

Молекулы против электронов

Ожидается, что водород станет универсальным посредником в безуглеродной энергетической системе, энергоносителем в виде «зеленых молекул», получаемых из электроэнергии, производимой ядерными, гидроэнергетическими, возобновляемыми и другими неуглеродными и низкоуглеродными источниками. Ожидается, что ископаемое топливо, оснащенное системой улавливания углерода для производства так называемого «голубого водорода», также будет играть важную роль.  

Водородный Совет, коалиция ведущих энергетических, транспортных и промышленных компаний, обязался к 2030 году выработать 40 ГВт зеленого водорода в Европе. Это серьезное обязательство по «зеленым молекулам», которые соединят различные части энергетической системы.

Марко Алвера, генеральный директор оператора энергетической инфраструктуры Snam SpA, привел веские аргументы в пользу зеленых молекул, особенно для баланса систем хранения и энергоснабжения.

«Поскольку на повестке дня появляется чистый ноль, вы вынуждены смотреть на молекулы, а когда вы смотрите на молекулы, вы смотрите на водород, и в то же время, конечно, на падающую стоимость батарей», — сказал он.

«Нам понадобится много зеленых молекул, чтобы декарбонизировать не только секторы, в которых трудно бороться, но и огромную сезонность, необходимую для отопления с нулевым выбросом углерода».

Микаэла Кендалл, генеральный директор британского производителя топливных элементов Adelan, предсказала хорошее десятилетие для водорода в 2020-х годах, когда в этом секторе будет наблюдаться резкое снижение затрат, подобное тому, которое наблюдалось в солнечной фотоэлектрической батарее в течение последних десяти лет.  

«Через десять лет у нас будет четкая глобальная нормативно-правовая база», — сказала она. «У нас, вероятно, появятся новые компании, которые будут главными игроками, они будут расти экспоненциально, потому что это такая фаза роста».

Кендалл видит рост производства в массовом производстве топливных элементов для водородных автомобилей. 

«Вы сможете увидеть водородные автомобили в каждом городе, и даже автобусы», — считает она.  

Масакадзу Тойода, председатель и главный исполнительный директор Японского института экономики энергетики, заглянул на двадцать лет вперед, предсказывая критическую роль водорода в его стране с ограниченными ресурсами. Через 20 лет он хочет иметь 30% первичной энергии в водороде.

«В Японии, Корее, Тайване … у нас нет энергии ветра, возобновляемые источники энергии ограничены, в первую очередь мы прилагаем усилия, чтобы снизить стоимость голубого водорода, но если зеленый водород может быть дешевле, мы будем приветствовать это», — сказал он.

Тойода видит преимущество водорода в его универсальности: его зеленые молекулы используются для выработки электроэнергии, транспорта, отопления и промышленности, в то время как зеленые электроны возобновляемых источников энергии и ядерной энергии предназначены в первую очередь для выработки электроэнергии.  

Предупреждение поступило от Мишель Фиорентино, исполнительного вице-президента энергетической компании Baker Hughes. Он посмотрел на долгосрочную перспективу, отметив, что согласно новому плану ЕС в 2050 году будет установлено 500 ГВт водородных мощностей, в то время как самая высокая электрическая нагрузка, когда-либо зарегистрированная для всей Европы, составляет около 550 ГВт.

«Итак, мы говорим о создании такого количества водородной энергии, которое когда-либо потребляла вся Европа, это говорит вам, сколько инфраструктуры, сколько регулирования, сколько системного развития должно произойти», — сказал он.

«Чем больше водорода вы добавляете, тем больше возобновляемых источников энергии вам нужно, тем больше энергии вам нужно, тем больше интеллектуальных систем управления сетями вам нужно, тем больше интеграции вам нужно», — продолжил он. «На самом деле ничего из этого не произойдет, если не будет комплексного решения энергетической проблемы, которое будет включать в себя ряд векторов».

Фиорентино считает, что при взгляде на 30 лет перспектива должна быть больше на всей энергетической системе, а не на конкретном продукте или технологии. Он видит роли ветра, солнца, газа и некоторой ядерной энергии.  

«У вас будет чрезвычайно взаимосвязанный мир, в котором электроны и молекулы будут смешиваться, чтобы создать интегрированную энергетическую систему», — говорит он.

Переломные моменты

«Мы запустили зеленую водородную катапульту», — говорит Марко Альвера из Snam. «Мы стремимся производить экологически чистый водород из возобновляемых источников энергии по цене ниже 2 долларов за кг в течение пяти лет, мы думаем, что это переломный момент».

Snam и Baker Hughes объединились для разработки турбины, работающей на водороде, которая будет сжимать и перемещать водородные топливные смеси через сеть передачи Snam. Новая турбина под названием NovaLT12, которая начнет работать в Италии в этом году, является важной частью того, что потребуется для адаптации существующих трубопроводных сетей к использованию 10% водорода или выше.  

Альвера преуменьшил важность транспортабельности водорода, настаивая на том, что большая часть трубопроводной инфраструктуры, существующей в настоящее время в Европе, пригодна для этого. Он сказал, что трубопроводная сеть Snam, которая является крупнейшей в Европе за пределами России, изготовлена ​​из стали такого качества, которая может пропускать 100% водород.

Транспортировка водорода также касается стоимости. Альвера рискнул сказать, что если в 2040 году производство зеленого водорода с помощью солнечной энергии в Северной Африке будет стоить 0,08 доллара США за килограмм, то его транспортировка в Германию по трубопроводу будет стоить 0,02 доллара за килограмм. Низкая стоимость транспортировки по трубопроводу показывает, почему водород — это прекрасная возможность. 

«Вот почему здесь, в Милане, мы сжигаем газ из Сибири… стоимость трубопровода такая низкая», — сказал он.

Однако все участники дискуссии согласились с тем, что достижение таких переломных моментов, когда происходит резкое снижение цен, потребует некоторой формы налога на выбросы углерода. Еще одним важным фактором станет сертификат происхождения зеленого водорода, который позволит международному рынку процветать.

Роберт До, генеральный директор SGH2 Energy, считает, что цвет водорода не так важен, как мера его углеродоемкости. Это важный фактор для его компании в Калифорнии.

«Мы должны показать точный путь, экологический жизненный цикл того, как вы обрабатываете (водород)», — сказал он. «К тому времени, когда мы его произведем, государство подтвердит это, прежде чем будет утверждена интенсивность выбросов углерода».

Он видит переломный момент в цене в пользу транспорта, который будет доминирующим сектором рынка экологически чистого водорода в течение следующих десяти лет, а промышленный и энергетический секторы — еще дальше.  

SGH2 Energy, входящая в группу компаний Solena, обладает запатентованной технологией плазменного нагрева для производства биогаза, обогащенного водородом, из отходов. Полученный водород сжимается, хранится и транспортируется под высоким давлением в автоцистернах. Компания строит завод в Ланкастере, Калифорния, для поставки водородных заправочных станций для легких и тяжелых автомобилей на топливных элементах. 

«В настоящее время мы строим предприятие, производящее 10 000 кг/день, это распределенная система, мы будем строить еще», — сообщил он. «Наш водород имеет отрицательные выбросы (зеленый водород), что означает, что у нас меньше выбросов углерода, чем при зеленом электролизе, потому что он улавливает отходы биомассы, которые обычно отправлялись бы на свалку… мы захватываем этот метан, поэтому у нас есть отрицательная эмиссия».

«Мы сможем обеспечить автомобили и автобусы на топливных элементах в 2024 году».

До говорит, что ведет переговоры с властями Лос-Анджелеса о поставках водорода для 1000 автобусов на топливных элементах. Он сотрудничает с японской промышленной группой, которая строит 90 водородных заправочных станций в Калифорнии в течение следующих пяти лет. Для этого потребуется 90 000 тонн в день, что является огромной возможностью для его компании.  

«Сегодня мы производим водород по цене около 2 долларов за кг», — сказал он. «(Что касается) транспорта, мы сегодня почти конкурентоспособны с точки зрения цены на водород».

Метод компании не полностью доказан и не бесспорен. Однако его присутствие показывает, что «водородная экономика» — это не только арена для крупных корпораций.  

«Я думаю, что есть много места для малых и средних предприятий», — говорит Микаэла Кендалл. «Сейчас они не так заняты, как могли бы».

«Я бы хотела увидеть намного больше, потому что именно там находится цепочка поставок», — добавила она.  

«Вовлечение существующих цепочек поставок, взятие этих активов и быстрое их развертывание, что ускорит этот процесс».

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ