Перспектива «зеленого» водорода

Мир все больше обращается к зеленому водородному топливу, чтобы значительно сократить выбросы парниковых газов и решить проблему глобальных климатических изменений.

Ведущие страны постепенно отказываются от ископаемых видов топлива, в частности угля. Вместо этого — топливом будущего должен стать водород. Его можно производить прямо из воды, никакого вреда природе. Водород стал приоритетом для стран ЕС.

За 30 лет Европа планирует прекратить выбросы углекислого газа в атмосферу. В Евросоюзе уже сейчас ищут, откуда импортировать водород. И среди вариантов – Украина, обладающая мощной газотранспортной системой.

Специалисты отмечают: для Украины это отличный шанс построить целую новую отрасль экономики, а в перспективе, перейти к экономике замкнутого цикла.

Постараемся проанализировать существующее положение с развитием водородного направления, и воспользуемся анализом существующего положения в США, опубликованного в журнале MIT technology Review.

«В климатических планах кандидатов в президенты США предусмотрены исследовательские программы производства чистого вида газа, который будет достаточно дешевым, чтобы сжигать в электростанциях в течение десятилетия. Так же Япония, Южная Корея, Австралия, Новая Зеландия и Европейский Союз опубликовали дорожные карты водорода, на которых возлагаются надежды, чтобы ускорить сокращение парниковых газов в энергетическом, транспортном и промышленном секторах. Между тем, все большее количество компаний во всем мире строит все больше заводов зеленого водорода или исследуют его потенциал для производства стали, создание нейтрального углеродного авиационного топлива или предоставления резервного источника питания для агрокомплекса.

Привлекательность очевидна: водород, самый распространенный элемент во Вселенной, мог бы заправлять наши транспортные средства, питать электростанции и обеспечивать способ хранения возобновляемой энергии без выбросов углекислого газа, что вызывает изменения климата или других загрязняющих веществ (единственный его побочный продукт от автомобилей — вода) . Но, хотя исследователи десятилетиями преследуют обещание "водородной экономики", она пока не может обойтись без ископаемого топлива, которое в свою очередь в производственных процессах присжигании наносит ущерб экологии.

Грандиозные планы водородной экономики сдерживаются высокими затратами на создание чистой версии водорода, большими инвестициями в транспортные средства, машины и трубы, которые могут понадобиться для использования, и в конкурентоспособных альтернативах, накопителях энергии, таких как аккумуляторы.

Итак, что стимулирует интерес к водороду?

С одной стороны, экономика быстро меняется. Мы можем получать водород непосредственно путем расщепления воды в процессе, известном как электролиз, но это в значительной степени дорого, поскольку он требует больших расходов электроэнергии. Поскольку цена на солнечную и ветровую энергию стремительно снижаться, в перспективе, электроэнергия от возобновляемых источников позволит гораздо дешевле производить электролиз.

«В то же время, поскольку большинство стран занимаются мероприятиями по снижению вредных выбросов от промышленного производства, то в ближайшие десятилетия зеленый водород все больше кажется решающей альтернативой ископаемому топливу», — говорит Джоан Огден, директор программы энергетического пути устойчивого транспорта в университете Калифорния, Дэвис. Это гибкий инструмент, который может помочь очистить массив секторов, в которых до сих пор нет доступных и готовых решений, таких как авиация, доставка, производство удобрений и долговременное хранение энергии для электросети.

Падение расходов на возобновляемые источники энергии

На сегодняшний день, чистый водород в большинстве ситуаций слишком дорог. Специалисты подсчитали, что, при использовании солнечной энергию для запуска электролизеров, расщепляющих воду, затраты в шесть раз выше, чем процесс природного газа, известный как паровой реформинг метана.

Есть много экспертов по энергетике, которые утверждают, что дополнительные расходы и сложности изготовления, хранения и использования чистого водорода означают, что это не будет выгодно в ближайшей перспективе.

Но хорошая новость заключается в том, что электроэнергия сама по себе составляет огромную долю расходов — на 60% или больше — и, опять же, расходы на возобновляемые источники энергии падают быстро. Между тем расходы на электролизеры, как предполагается, резко снизятся, поскольку производители увеличивают производство, а различные исследовательские группы разрабатывают передовые версии технологии.

В опубликованном документе Nature Energy, в начале прошлого года сказано, что если тенденции рынка будут продолжаться, зеленый водород может быть экономически конкурентоспособным в промышленных масштабах в течение десятилетия. Аналогично Международное агентство энергетики планирует, что стоимость чистого водорода до 2030 года упадет на 30%.

Завод "Зеленый водород" Voestalpine H2H2FUTURE в г.. Линц, Австрия.

Зеленый водород уже может быть почти доступным в некоторых местах, когда периоды чрезмерной генерации возобновляемых источников приводят к снижению затрат электроэнергии почти до нуля. В исследовательской записке прошлом месяце аналитики Morgan Stanley писали, что размещение водородных сооружений рядом с большими ветроэлектростанциями на Среднем Западе и Техасе может сделать стоимость топлива конкурентоспособной в течение двух лет.

В июньском исследовании Национальной лаборатории возобновляемой энергетики США было установлено, что это может быть ближе к середине века, прежде чем водород станет самой доступной технологией для длительного хранения в электросети. Но когда нестабильные возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветряная, становятся доминирующим источником электроэнергии, коммунальным предприятиям нужно будет накопить достаточное количество энергии, чтобы сеть надежно работала не только несколько часов, но и дней и даже недель в течение определенных месяцев, когда эти ресурсы востребованы.

Водород в таком сценарии станет выгодней по сравнению с другими технологиями хранения, так как добавление мощностей сравнительно дешевое, подтверждает Джошуа Эйхман, старший научный сотрудник лаборатории и соавтор исследования. Чтобы увеличить продолжительность времени, когда батареи могут надежно обеспечивать электроэнергией, нужно накапливать их все больше и больше, умножая стоимость каждого дорогого компонента внутри них. С помощью водорода нужно просто построить большой резервуар или использовать глубокую подземную пещеру, говорит он. (в качестве такого резервуара в Украине можно использовать выработки соляных шахт, авт.)

Введение водорода в употребление

Чтобы перспектива зеленого водорода была оправдана, и он полностью заменил топливо, выбрасывающего углекислый газ при сжигании, нам понадобится капитальный ремонт нашей инфраструктуры для его транспортировки, хранения и использования. Нам придется производить транспортные средства и корабли с топливными элементами, которые превращают водород в электричество, а также заправочные станции вдоль портов и дорог. И нам понадобятся топливные элементы, строить или модернизировать электростанции, чтобы использовать топливо для прямого электроснабжения».

По материалам источника:

Спасибо за прочтение. smileyЕсли вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару строк своего мнения