Ученые Фраунгоферовского института систем солнечной энергетики (ISE) разработали проект по производству «зеленого» водорода в открытом море. По оценке исследователей, удельные издержки на получение H2 будут обратно пропорциональны мощности ветрогенераторов, которые будут снабжать электролизную установку.
Комплекс по производству водорода будет состоять из морского ветрогенератора и подключенной к нему электролизной платформы мощностью 500 мегаватт (МВт), которая сможет производить до 50 тыс. т «зеленого» водорода в год. Морская вода будет опресняться за счет остаточной тепловой энергии электролизера и использоваться для производства газообразного водорода, который «на выходе» будет проходить очистку, «осушку» и сжатие до 500 бар (в 500 раз выше атмосферного давления), а затем — перекачиваться на судно, которое сможет перевозить до 400 тонн водорода.
Проект предполагает использование протонообменного (proton-exchange membrane – PEM) электролизера, который применяет для производства водорода твердый полимерный электролит. По оценке экспертов ассоциации «Глобальная энергия», на долю этого типа установок в 2021 г. приходилось 25 % глобальной мощности всех электролизеров, тогда как 69 % составляли щелочные электролизеры, использующие жидкий раствор электролита, а 6 % — все прочие типы установок, включая твердооксидные электролизеры, задействующие тепловую и электрическую энергию для расщепления воды на водород и кислород при температуре свыше 1000 градусов Цельсия.
Согласно подсчетам ISE, для электролизера мощностью 500 МВт потребуется ветрогенератор на 602 МВт — при таком сочетании электролизная установка сможет работать в течение 5 тыс. часов в год, а издержки на получение водорода составят 5,92 евро на кг ($6,53 на кг). В свою очередь, при мощности ветрогенератора в 490 МВт загрузка электролизера составит 4225 часов в год, а удельная стоимость H2 — 6,37 евро на кг. ($7,04 на кг). Эти значения находятся в пределах верхнего порога распространенных в отрасли издержек: по оценке Оксфордского института энергетических исследований, удельная стоимость «зеленого» водорода составляет от $3,3 до $6,5 на кг, в зависимости от типа электролизера и цены «чистой» электроэнергии.
Однако производство в открытом море может облегчить монетизацию проектов в шельфовой ветроэнергетике, которые отличаются сравнительно высокой капиталоемкостью. Если ввод 1 МВт мощности наземных ветроустановок в ЕС обходится в среднем в $1 590, то для надводных ветроустановок этот показатель составляет $3 040 на МВт. Поэтому ввод морских электролизных мощностей может помочь производителям ветровой энергии «отбивать» капитальные затраты.
