Исследовательская компания BloombergNEF (BNEF) опубликовала доклад «Перспективы водородной экономики» (Hydrogen Economy Outlook).

В нём утверждается, что до 2050 года в большинстве регионов мира водород может производиться с помощью солнечной и ветровой энергии 

BloombergNEF считает, что падение цен может способствовать тому, чтобы водород обеспечивал к 2050 году 24% мировых потребностей в энергии

до 2050 года в большинстве регионов мира водород может производиться с помощью солнечной и ветровой энергии по цене 0,8 до 1,6 долларов США за килограмм (см. график выше). Это примерно соответствует текущим ценам на природный газ в энергетическом эквиваленте ($6-12 за млн БТЕ). Стоимость может быть еще ниже в богатых возобновляемыми источниками энергии странах.

Если учесть стоимость хранения и транспортной инфраструктуры, стоимость возобновляемого водорода с доставкой в Китай, Индию и Западную Европу может упасть примерно до $2 / кг ($15 / млн БТЕ) в 2030 г. и $1 / кг ($7,4 / млн БТЕ) в 2050 г.

BloombergNEF считает, что падение цен может способствовать тому, чтобы водород обеспечивал к 2050 году 24% мировых потребностей в энергии, и сократил глобальные выбросы от ископаемого топлива в промышленности на треть. Однако для этого придётся выполнить ряд условий.

Необходима большая политическая поддержка, которая, по мнению аналитиков BloombergNEF, в настоящее время невелика, несмотря на то, что водород является «горячей темой». В отчете указывается, что до 2030 года потребуется 150 миллиардов долларов субсидий, чтобы стимулировать расширение рынка.

Столь существенное расширение применения водорода будет невозможно без введения углеродного налога. BloombergNEF публикует удачный график, показывающий, при каком размере платы за выбросы зелёный водород стоимостью $1 за килограмм становится конкурентоспособным в соответствующих секторах экономики.

Скажем, для сталелитейной промышленности углеродный налог должен составить $50 за тонну CO2, для производства цемента $60, химикатов, в том числе аммиака, потребуется $78, а для использования водорода в качестве судового топлива 145 долларов.

Необходимо колоссальное расширение возобновляемой энергетики. По оценке BloombergNEF, обеспечение зеленым водородом 24% глобальных потребностей в энергии потребует годовой выработки 60000 ТВт*ч электроэнергии на основе ВИЭ (без ГЭС), из которой 31320 ТВт*ч будет направляться непосредственно на питание электролизёров. Сегодня выработка ВИЭ составляет 3000 ТВт*ч, а всё производство электричества на Земле не превышает 30000 ТВт*ч.

«Хранение водорода в больших количествах будет одним из наиболее серьезных вызовов для будущей водородной экономики. Количество недорогих крупномасштабных вариантов, таких как соляные каверны, ограничено, а стоимость использования альтернативных технологий хранения часто может превышать стоимость производства самого водорода».

В целом, по оценке BNEF, к 2050 году потребуется более 11 триллионов долларов США инвестиций для создания инфраструктуры, необходимой для обеспечения водородом 24% конечного потребления энергии на Земле в 2050 году.

BloombergNEF довольно скептически относится к перспективам H2 в транспортном секторе. В докладе отмечается, что использование возобновляемого водорода, скорее всего, будет ограничено судами и тяжелыми грузовиками. Водородные грузовики станут конкурентоспособны с дизельными в 2031-2034 годах.

Для легковых и легких грузовых автомобилей, а также автобусов в большей степени будет применяться электрический привод с аккумуляторами, поскольку это будет более дешевым вариантом.

E.ON и ThyssenKrupp связывают производство водорода с рынком электроэнергии

Крупномасштабные электролизные установки производства ThyssenKrupp станут выступать в качестве буфера для стабилизации электроэнергетической системы. Они выводятся на энергетический рынок для оказания системных услуг путём их включения в «виртуальную электростанцию» Е.ON. То есть с помощью этого «виртуального объекта» электролизёры, точнее их владельцы/операторы, смогут легитимно работать на энергетическом рынке.

Принцип известен: при высоком спросе на электроэнергию, установка прекращает производство водорода. И наоборот, производство водорода будет наращиваться, если в системе будет отмечаться избыток электроэнергии, вырабатываемой ветровыми и солнечными электростанциями.

ThyssenKrupp заявляет, что её запатентованная технология электролиза воды для производства зеленого водорода отвечает критериям участия в первичном регулировании.

Thyssenkrupp и E.ON провели необходимые испытания на действующей установке, работающей в рамках проекта Carbon2Chem в Дуйсбурге. Было показано, что электролизеры thyssenkrupp могут увеличивать и уменьшать производство со скоростью, требуемой для участия в рынке первичных резервов. Условием является возможность набора полной мощности в течение максимум 30 секунд и поддержание её не менее 15 минут.

В конце прошлого года ThyssenKrupp Steel Europe начала на своём заводе в Дуйсбурге серию испытаний, направленных на сокращение выбросов CO2 при производстве стали путём замены угля в доменной печи водородом.

В начале июня компания объявила о значительном расширении производства электролизёров, пообещав довести выпуск до одного гигаватта в год. Возможность участия в энергетическом рынке является дополнительной опцией, которая может стимулировать продажи устройств.

Виртуальная электростанция E.ON — платформенное решение, специально разработанное для управления децентрализованными энергетическими ресурсами — объединяет около 150 энергетических установок разных типов в Германии и Великобритании и продает электроэнергию и гибкость этих станций. Объём портфеля составляет около 600 мегаватт.

Equinor представил план крупнейшего в Европе завода по производству синего водорода

Норвежский энергетический гигант Equinor объявил о плане строительства первого в Европе крупномасштабного предприятия по производству синего водорода на северо-востоке Англии, «при условии политической поддержки Великобритании».

Объект H2H Saltend будет расположен в Химическом Парке Saltend недалеко от города Халл. На первом этапе он будет включать в себя автоматический тепловой риформер (ATR) мощностью 600 мегаватт, оснащённый технологией улавливания углерода, и станет «крупнейшим в своем роде предприятием в мире» по конверсии природного газа в «синий» водород. Это позволит промышленным потребителям в Парке полностью перейти на водород, а местной газовой электростанции перейти на смесь водорода (30%) и природного газа. В результате, выбросы из химического парка Saltend сократятся почти на 900 000 тонн CO2 в год.

Метод ATR обеспечивает более стабильный поток CO2, чем стандартный процесс парового риформинга метана (SMR), позволяя улавливать и хранить около 95% выбросов углекислого газа по сравнению с 80%, достигаемыми с помощью SMR.

Начало производства запланировано на 2026 год.

Уловленный CO2 будет по трубопроводу отправляться на хранение в подземные хранилища в Северном море.

Equinor отмечает, что на более поздних этапах проект H2H Saltend может быть расширен, чтобы обслуживать других промышленных потребителей в Парке и по всему региону, в котором заняты 55 000 человек только в производственном секторе. Так может быть сформирована крупномасштабная водородная сеть, открытая как для синего водорода, так и для зеленого (получаемого в результате электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии), а также система транспортировки и хранения уловленных выбросов CO2.

Вполне естественно, что нефтегазовая компания прорабатывает проект производства «чистого» водорода из природного газа. При этом нужно учитывать, что синий водород будет всегда дороже «серого» по понятной причине. В процесс производства H2 вводится дополнительная (и весомая) статья расходов: улавливание и хранение СО2.

Правительство ФРГ приняло водородную стратегию — детали

Правительство ФРГ приняло «Национальную водородную стратегию» (Nationale Wasserstoffstrategie). Германия должна стать «номером один в мире» в водородных технологиях, заявил министр экономики Петер Альтмайер (ХДС) после решения кабинета министров. Водород «будет ключевым сырьем для успешного энергетического перехода». Он «крайне важен для декарбонизации основных отраслей Германии, таких как сталелитейная и химическая промышленность, а также транспортного сектора». Кроме того, водородные технологии могут стать ключевым экспортным товаром.

«Зелёный» или «синий» водород?

Ведущиеся вокруг проекта Стратегии оживлённые дискуссии по поводу «зелёного» и «синего» (а также «бирюзового») водорода завершились следующим образом. «С точки зрения федерального правительства, только водород, который был произведен на основе возобновляемых источников энергии («зеленый» водород), является устойчивым в долгосрочной перспективе. Поэтому задача федерального правительства — использовать зеленый водород, поддержать быстрое увеличение его рынка и создать соответствующие производственно-сбытовые цепочки», — говорится в тексте документа. В то же время, водородный рынок в Европе будет развиваться и в краткосрочной перспективе, в ближайшие десять лет, и на этом рынке также будет продаваться CO2-нейтральный (например, «синий» или «бирюзовый») водород. В связи с тесной интеграцией Германии в европейскую инфраструктуру энергоснабжения, CO2-нейтральный водород также будет играть роль в Германии и, при его наличии, временно использоваться [«синий» водород — водород, производимый из ископаемого топлива (природного газа) с улавливанием СО2; «бирюзовый» водород — водород, производимый с помощью пиролиза метана].

Экономика

В Стратегии признаётся, что в нынешних условиях производство и использование водорода во многих секторах пока нерентабельно. Использование ископаемого топлива, для которого не применяются дополнительные надбавки на выбросы CO2, значительно дешевле. Чтобы водород стал экономичным, необходим эффект масштаба. Поэтому важной задачей является быстрое наращивание объемов, обеспечение необходимой критической массы водорода для замены топлива в первых секторах, в которых водород «близок к рентабельности».

Сильный внутренний рынок — залог успеха

В качестве первого шага для развития мирового рынка водородных технологий жизненно важно создание сильных и устойчивых производств и использование водорода на внутреннем рынке. Сильный внутренний рынок является сигналом, стимулирующим внедрение водородных технологий за рубежом, и одновременно создаёт задел для их экспорта.

Потребность ФРГ в водороде оценивается в 90–110 ТВт*ч к 2030 году. Для того чтобы удовлетворить часть её, в стране должны быть построены генерирующие установки (электролизёры) общей мощностью до 5 ГВт до 2030 года, которые будут снабжаться от морских и наземных ВИЭ. Они смогут вырабатывать до 14 ТВт*ч экологически чистого водорода, для чего будет затрачиваться до 20 ТВт*ч возобновляемой электроэнергии в год. По возможности, дополнительные 5 ГВт электролизёров будут добавлены до 2035 года, самое позднее к 2040 году.

Импорт водорода

Будущие потребности Германии не могут быть покрыты только за счет местного производства зеленого водорода. Поэтому большая часть этого газа должна будет импортироваться. ФРГ будет ориентироваться в первую очередь на ЕС, в котором есть регионы, где можно получать дешёвую возобновляемую электроэнергию и, соответственно, имеется большой потенциал производства дешевого зеленого водорода. Федеральное правительство будет работать над тем, чтобы задействовать этот потенциал и наращивать мощности по производству электроэнергии. С этой целью будет активизировано сотрудничество с другими государствами-членами ЕС, особенно в районе Северного и Балтийского морей, а также в южной Европе. Использование офшорной ветроэнергетики играет особую роль. Федеральное правительство вместе с соседними морскими государствами будет стимулировать производство водорода с помощью надежной нормативно-правовой базы в этом секторе.

В среднесрочной и долгосрочной перспективе Германия также будет импортировать значительное количество водорода. Поэтому вместе с другими будущими импортерами она заинтересована в скорейшем создании мирового рынка. У нынешних производителей и стран-экспортеров ископаемого топлива, принимая во внимание их потенциал для развития ВИЭ, есть также привлекательные возможности переформатировать свои цепочки поставок на использование возобновляемых источников энергии и водород и, таким образом, стать потенциальными поставщиками водорода, отмечается в документе. Для Германии и ЕС диверсификация источников сырья и транспортных маршрутов — вопрос энергетической безопасности.

План действий

В заключительной главе Стратегии описаны действия, мероприятия по её реализации. Всего 38 мероприятий. Они сгруппированы по следующим направлениям: производство водорода, области применения (транспорт; промышленность; теплоснабжение; инфраструктура/снабжение; исследования, образование и инновации; европейское сотрудничество; международный рынок водорода и внешнеэкономические партнёрства).

В дополнение к ранее выделенным на водородные технологии средствам правительство предоставит 7 млрд евро на запуск рынка водородных технологий в Германии и 2 млрд евро для развития международных партнёрских отношений.

Управление стратегией

Для контроля за реализацией и дальнейшего развития стратегии создается «гибкая и ориентированная на результаты структура управления».

Формируется «Комитет по водороду» из высших чиновников ряда министерств, который будет следить за реализацией стратегии. Федеральное правительство назначает Национальный совет по водороду, в который войдут 26 высокопоставленных экспертов из бизнеса, науки и гражданского общества, которые не являются государственными служащими. Задача Национального совета по водороду состоит в том, чтобы консультировать и поддерживать государственный «Комитет по водороду» предложениями и рекомендациями относительно действий по реализации и дальнейшему развитию водородной стратегии.

https://renen.ru/zelenyj-vodorod-mozhet-obespechit-24-konechnogo-potrebleniya-energii-na-zemle-k-2050-g/

https://renen.ru/pravitelstvo-frg-prinyalo-vodorodnuyu-strategiyu-detali/

https://renen.ru/energeticheskij-kontsern-e-on-predlagaet-vvesti-kvotu-na-zelyonye-gazy/