Перспективы водородной экономики


В большинстве регионов мира уже к 2050 году водород (Н2) может производиться с помощью солнечной и ветровой энергии, говорится в докладе «Перспективы водородной экономики» (Hydrogen Economy Outlook), подготовленном специалистами компании BloombergNEF. В документе отмечается, что потенциал нового рынка огромен, и через 30 лет 24% мировых потребностей в энергии будет покрывать водород, а его цена снизится до уровня сегодняшних цен на газ.

Снижение стоимости производства Н2, получаемого с помощью энергии ветра и солнца, позволит сократить количество загрязняющих атмосферу выбросов, прежде всего в наиболее зависимых от ископаемого топлива секторах экономики, таких как сталелитейная отрасль, производство цемента, судоходство и тяжелые транспортные средства. Уже разработаны экономически эффективные крупные проекты с использованием чистого водорода в промышленных масштабах.

Перспективы для промышленности и транспорта

Развивая водородный сегмент, можно декарбонизировать большую часть отраслей и секторов промышленности. Для этого необходимо ввести углеродный налог.

Согласно исследованию экспертов BloombergNEF, к 2050 году для сталелитейной промышленности такой налог может составить $50 за тонну CO2. Для получения цемента — $60 за тонну CO2. При производстве химикатов, в том числе аммиака, потребуется $78 за тонну CO2. При использовании водорода в качестве судового топлива  углеродный налог может взиматься в размере $145 за тонну CO2.

Авторы доклада несколько скептически относятся к перспективам водорода в транспортном секторе в целом. При этом отмечается, что использование возобновляемого водорода, скорее всего, будет ограничено такими отраслями как судоходство и транспортные перевозки тяжелыми грузовиками. Водородные грузовики станут конкурентоспособны с дизельными в 2031–2034 годах. К 2031 году стоимость заправки тяжелых грузовых автомобилей, которые в качестве топлива используют водород, будет обходиться дешевле, чем  для грузовиков с дизельным двигателем.

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

Стоимость производства

Как утверждают эксперты BloombergNEF, чистый водород может быть использован в ближайшие десятилетия, чтобы сократить до 34% глобальных выбросов парниковых газов от ископаемого топлива и промышленности. При этом речь идёт о приемлемых затратах при переходе на новый вид энергии. Для этого нужно, чтобы на уровне правительств были приняты соответствующие меры, способствующие расширению масштабов технологий и снижению издержек.

В докладе отмечается возможность производства водорода во многих странах до 2050 года, при этом его стоимость составит $0,8-$1,6 за килограмм. Это соответствует текущим ценам на природный газ в энергетическом эквиваленте $6–12 за млн британских тепловых единиц (БТЕ), что делает его конкурентоспособным по сравнению с текущими ценами на природный газ в Бразилии, Китае, Индии, Германии и Скандинавии на основе энергетического эквивалента.

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

Эксперты отдела промышленной декарбонизации BloombergNEF считают, что у водорода имеется достаточный потенциал, чтобы стать новым топливом для экономики. В ближайшие годы его можно будет производить по низкой цене с использованием энергии ветра и солнца, при необходимости хранить под землей в течение нескольких месяцев, а затем транспортировать по трубам.

Водород можно использовать в качестве альтернативы углю, нефти газу в различных отраслях промышленности. Для того чтобы это приносило экологическую выгоду, его нужно получать из чистых источников, а не из ископаемого топлива, подчёркивается в докладе.

Возобновляемый водород можно получить путем расщепления воды на водород и кислород, используя электричество, вырабатываемое с помощью энергии ветра или солнца. За последние пять лет стоимость технологии электролизера упала на 40% и будет дальше снижаться, если произойдёт увеличение мощностей. Электролизер — это технологическое оборудование, которое используется для получения некоторых видов газов, и, в частности, Н2.

Инвестиционная необходимость

Хранение и транспортировка водорода является сложной задачей. Для того чтобы водород получил широкое использование, каким сегодня является природный газ, необходима программа модернизации и строительства инфраструктуры. Например, к 2050 году потребуется построить в 3–4 раза больше объектов инфраструктуры хранения стоимостью $637 млрд, обеспечив при этом такой же уровень энергетической безопасности, как и при использовании природного газа.

Сегодня водородная отрасль характеризуется незначительными масштабами, точнее минимальными, поэтому себестоимость производимой продукции является высокой. Для ее снижения необходимо создание сетевой инфраструктуры снабжения. Это требует не только координации между правительствами разных государств, но и частных инвестиций в размере $150 млрд в течение следующего десятилетия.

Такие затраты могут показаться пугающими на первый взгляд, но, как отмечается в докладе BloombergNEF, во всем мире в настоящее время правительства ежегодно тратят вдвое больше на субсидии для потребления ископаемого топлива.

Если говорить о сегодняшнем дне, то перспективы водородной экономики пока еще не определены, поскольку не выработана политика поддержки инвестиций и расширения промышленности.

В целом, при наиболее благоприятном сценарии развития, отмечают эксперты BloombergNEF, в грядущие 30 лет потребуется инвестиций в размере более $11 трлн для создания инфраструктуры, необходимой для обеспечения водородом 24% потребления энергии на Земле в 2050 году. Ежегодные продажи водородного топлива по всему миру достигнут $700 миллиардов.

Для обеспечения чистым водородом 24% глобальных потребностей в энергии потребуется 60 тыс. ТВт·ч годовой выработки электроэнергии на основе ВИЭ (это без учёта мощностей гидроэлектростанций), из которой 31,3 тыс. ТВт·ч будет направляться непосредственно на питание электролизёров. Сегодня выработка ВИЭ составляет 3 тыс. ТВт·ч, а всё производство электричества на Земле не превышает 30 тыс. ТВт·ч.

Хранение водорода в больших количествах будет одним из наиболее серьезных вызовов для будущей водородной экономики, полагают авторы доклада. В частности, они обращают внимание на то, что стоимость использования альтернативных технологий хранения может превышать стоимость производства самого водорода.

Источник: ЦДУ ТЭК