Водород – одна из самых горячих тем в современной энергетике. Ни дня не проходит без новости о новом водородном проекте. В мире опубликованы сотни работ о роли водорода в энергетическом переходе, о будущем «водородной экономики».

В то же время сегодня остаётся неопределенность в основных вопросах – сколько будет стоить зеленый (и синий) водород, и каким будет объем рынка. С учётом того, что рынок формируется в значительной степени искусственно, формируется игроками, имеющими разные интересы, интрига получается нешуточная.

Одна из ключевых дилемм: электрификация или синтетическое газообразное/жидкое топливо? Это не выбор «или-или», а определение пропорции, степени распространения водорода.

Классическая позиция электроэнергетики: для декарбонизации нужно построить много мощностей солнечной и ветровой энергетики, электрифицировать всё, что можно, а водород, производимый с помощью избытков ВИЭ-электроэнергии (или синтетическое топливо, произведенное на основе водорода – e-fuel) направлять туда, что электрифицировать невозможно. Позиция рациональная.

Однако на рынке есть другая сила, и очень серьёзная – специалисты по газам и жидкому топливу. Они хотят «запихнуть» водород куда только можно, чтобы по максимуму задействовать свои компетенции и имеющуюся инфраструктуру в климатически-нейтральной экономике.

Отсюда возникают проекты по замене обычных газовых котлов водородными и отеплению жилых домов с помощью водородом. Проекты, которые с энергетической точки зрения просто-таки абсурдны.

Научно-исследовательский Потсдамский институт изучения климатических изменений опубликовал небольшую работу «Потенциал и риски использования водородного топлива, производимого с помощью электроэнергии (hydrogen-based e-fuels), для смягчения последствий изменения климата», в которой показано, что синтетические виды топлива на основе водорода целесообразно использовать только в тех секторах, которые «нельзя электрифицировать», поскольку их производство все еще «слишком неэффективно и дорого». Они не могут в целом заменить ископаемое топливо в автомобилях или теплоснабжении домов.

Для большинства секторов прямое использование электроэнергии, например, в электромобилях или тепловых насосах, имеет больший экономический смысл. «Повсеместная зависимость от водородного топлива и сохранение технологий сжигания грозит закрепить зависимость от ископаемого топлива», — утверждают авторы.

«Топливо на водородной основе может быть прекрасным экологически чистым носителем энергии, но при этом велики и его стоимость, и связанные с ними риски. Топливо на основе водорода в качестве универсального решения для климата может быть несколько обманчивым. Хотя эти виды топлива универсальны, не следует ожидать, что они широко заменят ископаемое топливо».

Топливо на водородной основе «вероятно, будет дефицитным и неконкурентоспособным в течение как минимум следующего десятилетия». «Ставка на его широкое использование, вероятно, увеличит зависимость от ископаемого топлива… Это может поставить под угрозу краткосрочные и долгосрочные климатические цели».

«Поскольку международные и национальные климатические цели требуют немедленного сокращения выбросов, с точки зрения климата прямая электрификация должна идти в первую очередь, чтобы обеспечить безопасное будущее для всех».

Учёные считают, что основанное на водороде топливо должно быть в приоритете для дальнемагистральной авиации, химического производства, производства стали и ряда высокотемпературных промышленных процессов, которые «мы вряд ли сможем электрифицировать напрямую».

Один из авторов исследования отмечает, что мы пока далеки от того, чтобы использовать 100% возобновляемую электроэнергию. «Низкая энергоэффективность обуславливает хрупкую климатическую эффективность», — отмечает он.

Для получения того же объёма конечной энергии использование синтетического топлива на основе водорода потребует в 2-10 раз больше электроэнергии, чем прямая электрификация:

«Если бы производство водородного топлива производилось с использованием нынешней структуры электроэнергетики, оно увеличило бы, а не уменьшило бы выбросы парниковых газов».

Например, если основываться на структуре электроэнергетики Германии (2018 год), использование водородного топлива в автомобилях, грузовиках и самолетах приведёт к большей эмиссии парниковых газов, чем при использовании ископаемого топлива.

С ростом цен на выбросы CO2 основанное на водороде топливо может стать конкурентоспособным по стоимости, вероятно, к 2040 году, считают авторы. «Это слишком поздно для тех секторов, где существуют альтернативы в виде прямой электрификации, учитывая безотлагательность сокращения выбросов парниковых газов для стабилизации нашего климата».

На сегодняшний день такое синтетическое топливо может стать конкурентоспособным только при цене на выбросы СО2 в размере 690 евро за тонну СО2 (для жидкого топлива) и 920 евро (для газов).

«Несмотря на неопределенность в отношении будущих затрат, основанное на водороде топливо может стать вспомогательной технологией для замены всех оставшихся ископаемых видов топлива примерно в 2040–2050 годах. Однако реализация зависит от существенной крупномасштабной политической поддержки, фактически от субсидий в течение примерно двух десятилетий, прежде чем экономическое обоснование может быть обеспечено исключительно за счет повышения цен на углерод».

https://renen.ru