Важнейшая роль водорода в энергетическом переходе

Низкоуглеродный водород сегодня занимает ничтожную долю мирового энергетического рынка. Инвесторы, однако, делают ставку на долгосрочный потенциал этого супер-универсального энергоносителя. Зеленый водород, полученный электролизом воды с использованием возобновляемых источников энергии, — это то, что создает сейчас больше всего шума.

Большинство разработчиков и инвесторов все еще находятся на очень ранних стадиях разработки водородной стратегии. Бен Галлахер, ведущий аналитик по новым технологиям в Forbes, видит резкий политический сдвиг в последние несколько месяцев. Объявление целевых нулевых показателей Китаем (2060 год), Японией, Южной Кореей и Канадой (все 2050 год), а также подтверждение администрацией Байдена приверженности США Парижскому соглашению показывают, что политический импульс в борьбе с глобальным потеплением теперь не остановить. Мир поворачивается к декарбонизации, и это позитивно для технологий с нулевым содержанием углерода, таких как зеленый водород.

Прошлым летом ЕС опубликовал свою водородную стратегию, нацеленную на 6 гигаватт (ГВт) мощности к 2024 году и увеличение до 40 ГВт к 2030 году. В прошлом году Германия, Испания, Португалия, Нидерланды, Финляндия, Швеция, Польша и Канада опубликовали национальную водородную стратегию. Вскоре за ними последуют и многие другие.

Начинают складываться экономические аргументы в пользу зеленого водорода. Капитальные затраты снизятся с массовым расширением мощностей электролизеров и связанных с ними цепочек поставок – во многом так же, как мы видели в других технологиях с нулевым выбросом углерода, таких как солнечная энергия. Затраты на электроэнергию тоже должны снизиться – процесс электролиза очень энергоемкий. Затраты на сырье составляют от 60% до 80% совокупных затрат на производство, почти все это электроэнергия.

Зеленый водород будет конкурировать с водородом на ископаемом топливе на нескольких рынках к 2028-2033 годам, предполагая, что в 2030 году цена электроэнергии составит 30 долларов США за мегаватт-час. Именно тогда мы увидим, что рынок действительно начнет взлетать.

Также впереди гигантская задача по наращиванию поставок. Мощность растет в геометрической прогрессии даже сейчас – проектный трубопровод вырос с 3,5 ГВт год назад до 26 ГВт сегодня. Около двух третей из них находится в Европе с крупными проектами также в Саудовской Аравии и Австралии.

Это только верхушка айсберга: к 2050 году миру потребуется почти 1000 ГВт мощности электролизеров, чтобы удовлетворить прогнозы спроса. И это только для зеленого водорода, который будет составлять 75% мирового производства к 2050 году. Значительную роль также должны будут играть CСS, поддерживающие водород на основе газа или угля, а также другие предварительно коммерциализированные методы производства.

Электролиз в таком масштабе поглотит эквивалент 12% мировых поставок электроэнергии. Это больше, чем годовое предложение на весь энергетический рынок США. Возобновляемые источники энергии должны строиться параллельно, и будет довольно сложной логистической задачей обеспечить надежную и экономичную электроэнергию электролизерам с помощью прерывистой солнечной или ветровой энергии. Накопление энергии или сетевая энергетика также должны быть включены в этот микс.

Капитальные затраты на производство водорода до 2050 года составят около одного триллиона долларов — в 2020 году затраты едва ли составили 100 миллионов долларов США. Пока что правительства коллективно планируют выделить 153 миллиарда долларов США на развертывание и инфраструктуру водорода, скорее всего, в виде грантов и займов на ранних этапах разработки. Они надеются «втиснуть» частный рисковый капитал на ранних стадиях развития. Есть много сдерживаемого интереса со стороны крупных нефтяных компаний, коммунальных предприятий, специалистов по энергетическим технологиям, венчурного капитала, прямых инвестиций, институциональных инвесторов и банков.

Самый большой риск для инвесторов заключается в том, что спрос разочарует. Существующий рынок на 99% углеродоемкий, структурированный вокруг использования в нефтепереработке, аммиаке и метаноле. Это цели в области низкоуглеродного водорода в этом десятилетии, те, которые уже знают и используют водород и которые изо всех сил пытаются декарбонизировать.

Главный приз — потенциал водорода для декарбонизации труднодоступных секторов. Но рынки с крупными выбросами углерода, такими как сталь, судоходство, природный газ (водородная смесь) и автомобильные рынки, далеки от того, чтобы переключиться. С появлением новых технологий в некоторых из этих возможностей можно было бы даже отказаться от водорода и просто электрифицировать.

Производство экологически чистого водорода наберет обороты после 2030 года (LHS) и начнет проникать в труднодоступные сектора

Пилотные проекты, реализуемые в области стали (должны начаться в декабре 2027 года), газа и судоходства, могут продемонстрировать доказательства коммерциализации в течение 2020-х годов, проложив путь для более широкого внедрения во всем мире в течение следующих двух десятилетий. Крупнейшими рынками будут Китай и США. В более долгосрочной перспективе водород может подорвать авиационный, тепловой и энергетический секторы.

Зеленый водород не станет сенсацией в одночасье или «новой нефтью» в ближайшее время. Но он сыграет значительную роль в энергетическом переходе, обеспечив к 2050 году 7% мирового конечного спроса на энергию. Некоторые, в том числе Водородный совет, думают, что он может быть намного больше.

В этом десятилетии появятся контрольные признаки, показывающие, находится ли водород на пути к выполнению своих огромных обещаний.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ