Организация Energy Transitions Commission (ETC), в которую входят многие ключевые игроки водородного сектора, включая нефтегазовые компании, выпустила большой доклад о перспективах водородной экономики “Making the Hydrogen Economy Possible: Accelerating Clean Hydrogen in an Electrified Economy”.
Сегодня основная масса потребляемого водорода производится из природного газа. Этот водород, называемый “серым”, сегодня намного дешевле “зеленого”, производимого из воды с помощью возобновляемых источников энергии.
Авторы доклада считают, что стоимость зеленого водорода в текущем десятилетии будет быстро снижаться по мере того, как стоимость возобновляемой энергии и электролизеров упадет. Снижение будет настолько сильным, что зеленый водород сможет конкурировать по стоимости с серым водородом даже без платы за выбросы углерода.
Ожидается, что к 2030 году зеленый водород будет стоить менее 2 долларов за килограмм в большинстве регионов, а в благоприятных регионах с очень дешевыми возобновляемыми источниками энергии даже меньше. Например, в таких регионах как Австралия, к 2030 году стоимость зеленого H2 может упасть до 1 доллара за кг, а к 2050 году приблизится к 0,5 доллара.
Стоимость производства серого водорода из природного газа или угля, которое сегодня связанно с эмиссией примерно 830 миллионов тонн CO2, составляет от 0,70 до 2,20 доллара за кг (зависит, в основном, от цен на природный газ или уголь). Ожидается, что в текущем десятилетии эта стоимость практически не изменится.
По расчетам ETC, стоимость синего водорода – производимого из природного газа или угля с улавливанием и хранением углерода (CCS) – составляет сегодня 1,3-2,9 доллара США за кг, и эта цена лишь незначительно снизится к 2030 году, благодаря масштабированию технологий CCS.
“В результате затраты на зеленый водород, вероятно, упадут ниже стоимости синего водорода в некоторых регионах до 2030 года, а в большинстве – к 2050 году”, – говорится в отчете. “Во многих местах будущая стоимость зеленого водорода может быть ниже сегодняшней стоимости серого водорода, в результате чего конечная стоимость декарбонизации производства водорода будет очень низкой и потенциально даже отрицательной”.
Поэтому вполне вероятно, что долгосрочной перспективе зеленый водород будет основным средством декарбонизации, хотя синий водород может играть значительную роль в переходный период и в определенных местах, где стоимость природного газа очень низка. “Доступ к дешевому природному газу и инфраструктуре CCS будет способствовать производству синего, в то время как дешевая, крупномасштабная возобновляемая генерация и недорогое электролизному оборудованию будет способствовать производству чистого водорода (например, в Чили, Австралии, Китае)”.
Базовый сценарий исследования предполагает, что к 2050 году 85% чистого водорода будет зеленым и только 15% синим.
Это можно рассматривать как серьезный удар по нефтегазовой отрасли, которая надеется декарбонизировать свои газовые операции с помощью синего водорода. В то же время ETC указывает, что годовой спрос на синий водород к середине века будет немного выше, чем сегодняшнее производство серого водорода – 120 млн. тонн против 115 млн.
Во всех сценариях доклада синий водород, вероятно, будет играть важную роль в 2020-х годах, в частности, за счет перепрофилирования нынешнего производства серого водорода на выпуск водорода синего. “Однако строительство новых объектов по производству синего водорода, вероятно, замедлится в 2030-х годах, поскольку зеленый водород станет более дешевым вариантом в большинстве мест”.
К 2050 году мировой спрос на чистый водород достигнет 500-800 миллионов тонн в год и составит 15-20% от общего конечного потребления энергии (включая производные H2, такие как аммиак и синтетическое авиационное топливо).
Для этого потребуется до 30000 ТВт-ч электроэнергии с нулевым выбросом углерода, помимо предполагаемых 90000 ТВт-ч, необходимых для прямой электрификации, как указано в параллельно выпущенном отчете ETC “Как сделать чистую электрификацию возможной” [в настоящее время все производство электроэнергии на Земле составляет менее 30000 ТВт-ч ].
В отчете говорится, что чистый водород “весьма вероятно” потребуется для хранения энергии, авиации, судоходства и производства стали. Но перспективы его использования в теплоснабжении зданий, производстве высокотемпературного тепла для промышленных целей, не связанных со сталелитейным производством, и в автомобильных перевозках на большие расстояния до сих пор неясны.
ETC прогнозирует, что в 2050 году на чистый водород будет приходиться 80% потребности судоходной отрасли в энергии (в основном в форме зеленого аммиака), и 60% конечного потребления авиационного сектора (в основном в форме синтетического топлива).
В отчете также говорится, что к 2050 году чистый водород будет составлять 50% конечного потребления энергии в сталелитейной промышленности, 30% в цементном производстве, 20% в тяжелом транспорте и в химической промышленности, 15% в теплоснабжении, 10% в железнодорожном транспорте. В то же время для легкого транспорта использование H2 будет “минимальным”.
Как минимум 100 миллионов тонн зеленого водорода будет производиться ежегодно для долгосрочного хранения энергии – из “излишков” выработки электроэнергии на основе переменных ВИЭ.
Но приоритет, говорится в отчете, состоит в том, чтобы “как можно быстрее” заменить существующий серый водород, который используется в основном для производства аммиачных удобрений и метанола, а также для переработки сырой нефти.
Большая часть (60% +) спроса на чистый водород до 2030 года “должна быть обусловлена декарбонизацией существующих видов использования водорода в сочетании с ранним расширением ключевых новых видов использования водорода в сфере мобильности (например, для морских перевозок, грузовых перевозок на дальние расстояния, авиации) и промышленности (например, сталелитейная промышленность)”, – отмечается в докладе.
Авторы подчеркивают, что “раннее и рентабельное развитие может лучше всего происходить в рамках [промышленных] кластеров, которые поддерживают одновременное и самоусиливающееся развитие производства и конечного использования водорода”.
В отчете говорится, что для создания водородной экономики потребуется почти 15 трлн. долларов инвестиций, из которых 12,5 трлн. долларов пойдут на необходимое увеличение выработки электроэнергии для производства зеленого H2.
Оставшиеся $2,5 трлн. пойдут на инвестиции в электролизеры, производство голубого водорода и инфраструктуру транспортировки и хранения H2.
Целая глава в докладе ETC посвящена ключевыми мерам политики, которая должна быть реализована для стимулирования роста чистого водорода.
Основные меры:
– Установление цен на выбросы углерода для создания широких стимулов для декарбонизации;
– Отраслевая политика по созданию спроса на низкоуглеродные технологии и механизм финансовой поддержки инвестиций для преодоления проблемы “зеленой надбавки”;
– Постановка целей по развитию крупномасштабного электролизного производства и установки электролизеров;
– Государственная поддержка и частно-государственное партнерство по выводу на рынок ключевых технологий;
– Создание кластеров водородной промышленности для одновременного развития производства, хранения, транспортировки и конечного потребления водорода, снижение рисков для всех вовлеченных игроков;
– Установление правил и стандартов по безопасности обращения с водородом и касающихся чистоты и интенсивности выбросов парниковых газов в связи с производством и использованием водорода.
Ранее сообщалось, что Shell, Gasunie и RWE планируют первый морской трубопровод для зеленого водорода. (ЭлектроВести/Энергетика Украины и мира)