Дискуссии вокруг водорода: газовики против электроэнергетиков
Очертания светлого водородного будущего, в которое сломя голову ринулось человечество, пока расплывчаты. Большинство считает, что водородной экономике быть, но, по понятным причинам, размеры этой экономики и масштабы применения водорода в том или ином секторе пока точно определить невозможно. Можно рисовать сценарии и строить предположения, чем куча экспертов успешно занимается.
Поскольку водород нужно производить из чего-то имеющегося / добытого, он относительно дорог. Соответственно, логично применять его в первую очередь там, где ему нет альтернатив.
Делаются попытки сделать классификацию секторов с точки зрения целесообразности использования в них водорода:
Другой вариант можно посмотреть в докладе Agora Energiewende.
В то же время экономика устроена сложно, в ней множество актеров с разными интересами, каждый из которых «тянет одеяло на себя». Поэтому «конечная» конфигурация водородной экономики зависит не только от «объективной» целесообразности, но и от веса того или иного участника.
Одной из спорных сфер применения водорода является сектор теплоснабжения (отопления) недвижимости.
Большинство экспертов сходится в том, что тратить на это водород неразумно, водород для отопления зданий – плохой вариант декарбонизации теплоснабжения.
Однако существует газовая отрасль, газотранспортные и газораспределительные предприятия с огромной инфраструктурой. Если на смену газовым котлам в дома придут тепловые насосы, то большая часть этой инфраструктуры станет «потерянным активом».
Поэтому газораспределительные компании уже вовсю взялись за тестирование использования водорода в жилых домах.
На днях в Германии был выпущен обстоятельный доклад компании Frontier Economics под названием «Ценность водорода на рынке тепла», подготовленный по заказу Ассоциации газотранспортных операторов Германии (FNB Gas — Vereinigung der Fernleitungsnetzbetreiber Gas e.V.). Напомню, газотранспортные компании ЕС при активном участии FNB настойчиво продвигают переделку газовых сетей под транспортировку водорода.
Природный газ – это основа теплоснабжения немецких домохозяйств. На сегодняшний день примерно половина всех жилых домов (квартир) в Германии отапливается природным газом. [Производство тепла является основным потребителем природного газа в стране. Примерно 30% природного газа, потребляемого в ФРГ, используется непосредственно в домашних хозяйствах. Доля электроэнергетики в потреблении природного газа является незначительной].
Основная мысль доклада: полностью электрифицировать теплоснабжение быстро невозможно [ФРГ хочет стать углеродно-нейтральной уже к 2045 году]. Потребление энергии на отопление и горячее водоснабжение в ФРГ составляет 800 ТВт*ч в год. Это больше, чем потребляется в транспортном секторе (770 ТВт*ч) и намного больше, чем потребление электроэнергии (550 ТВт*ч).
Пиковая нагрузка в электроэнергетике составляет сегодня примерно 80 ГВт. В то же время газовая инфраструктура обеспечивает 230 ГВт тепловой мощности. Даже при ускоренной санации жилого фонда (повышения энергоэффективности), комплексная электрификация теплоснабжения с помощью тепловых насосов потребует дополнительной пиковой мощности в размере 86-124 ГВт.
Согласно исследованию, существует риск, что темпы расширения генерирующих мощностей будут слишком медленными, чтобы покрыть предполагаемый дефицит предложения из-за растущего спроса, в то время как мощности «традиционных» электростанций (угольных, атомных) выводятся их эксплуатации. Проблема дефицита касается не только ВИЭ-генерации, но и необходимой электроэнергетической инфраструктуры, включая сети и системы накопления энергии.
Соответственно, предлагается использовать существующую газовую инфраструктуру для транспортировки и распределения водорода. В таком случае не потребуются столь масштабные изменения в электроэнергетике.
В докладе говорится, что нынешнее газовое оборудование (газовые котлы) может работать без переналадки с долей водорода в 10% газовой смеси, а устройства нового поколения «без существенных дополнительных затрат» с долей в 20-30% H2. Кроме того, говорится, что промышленность будет готова поставлять на рынок водородные отопительные / водогрейные котлы, работающие на «чистом» водороде, с 2025 года.
Но откуда брать водород? Авторы полагаются на импорт из стран, богатых солнечными и ветровыми ресурсами. Напомню, что Германия уже выстраивает отношения с такими потенциальными поставщикам, как Австралия или Намибия.
Как мы отмечали выше, далеко не все согласны с обозначенным в докладе подходом. Недавно мы публиковали выдержки из интервью с генеральным директором итальянского энергетического концерна Enel Франческо Стараче. Он говорит, что за использование водорода для транспорта и отопления выступают только те, кто заинтересован в сохранении инфраструктуры, обслуживающей ископаемое топливо. «Понятно, что у защитников нефти и газа возникает искушение сказать, что невозможно обеспечить электричеством транспорт и отопление, потому что это противоречит их интересам, но, к сожалению для них, «это сверхвозможно».