Биометан и зелёный водород. Экономика против изменений климата Часть 3 | AccordБиометан и зелёный водород. Экономика против изменений климата
Биометан и зелёный водород. Экономика против изменений климата
Часть 3
4.2 Становление рынка зелёного водорода
Зелёный водород - это возобновляемый газообразный энергоноситель, которому отводится одна из основных ролей в построении безуглеродной экономики будущего.
Извлечение энергии из водорода осуществляется путём его сжигания в котельном оборудовании, газотурбинных и газопоршневых двигателях, а также с использованием топливных ячеек.
Зелёный водород может использоваться в качестве технического газа для сокращения углеродного следа во многих отраслях промышленности.
Зелёный водород - наиболее "чистое" транспортное топливо, единственным продуктом использования которого является дистиллированная вода ( при сжигании водорода в двигателях внутреннего сгорания образуются окислы азота в ничтожно малых объёмах)
Основной способ производства зелёного водорода - электролиз воды - чрезвычайно энергозатратен и требует больших объёмов электроэнергии возобновляемых источников. Один кубический метр водорода содержит ~ 3,6 киловатт-часов энергии, а на его получение требуется 4-6 киловатт-часов электрической энергии. Электролиз водорода производится из предварительно очищенной воды в устройствах, именуемых электролизёрами. При использовании совместно с солнечными или ветровыми электростанциями коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) электролизёра не может превышать КИУМ присоединённой к нему и наиболее эффективно работающей ветровой или солнечной электростанции. Средний КИУМ электролизёров в Европе составляет сегодня менее 50% (~ 4000 часов работы с установленной мощностью в год). Для повышения эффективности работы электролизёров может использоваться потребление возобновляемой электроэнергии из сети. Себестоимость производимого зелёного водорода при этом остаётся практически неизменной, а необходимые на строительство солнечных или ветровых электростанций капитальные затраты замещаются постоянными операционными затратами на приобретение возобновляемой сетевой электроэнергии.
Согласно принятой Европейским Союзом стратегии перехода к 100% безуглеродной экономике, необходимые для этого количества зелёного водорода превышают потенциальные возможности входящих в него стран. Недостающие объёмы планируется закупать у стран - партнёров, одним из которых официально заявлена Украина. Огромная заслуга в этом по праву принадлежит энергетической ассоциации Украинский Водородный Совет и Институту Возобновляемой Энергетики НАН Украины, проделавшим колоссальную подготовительную работу.
Согласно информации, озвученной Президентом Украинского Водородного Совета Александром Репкиным, с 2024 года ЕС ожидает от Украины и готов закупать зелёный водород в ежегодном объёме 500 000 тонн в год, по цене не выше $4 за килограмм. После 2030 года - 3 млн тонн ежегодно
Основные возникающие при этом вопросы и короткие ответы
1. Возможно ли производить в Украине, начиная с 2024 года, 500 000 тонн зелёного водорода в год? Да
2. Смогут ли потенциальные инвесторы найти необходимые финансовые ресурсы? Да
3. Можно ли добиться низкой себестоимости зелёного водорода в ближайшие годы? Нет
4. Возможно ли будет доказать его возобновляемое происхождение? Да
5. Сможем ли транспортировать указанные объёмы водорода в указанные сроки в Европу? Нет
6. Реально ли создать внутренний рынок зелёного водорода, наличие которого является одним из обязательных условий партнёрского соглашения? Нет
Техническую возможность производить необходимые объёмы зелёного водорода убедительно доказали исследования, проведенные учёными Института Возобновляемой Энергетики НАН Украины.
Предоставить необходимые кредитные ресурсы обещают представители ЕС.
Возможность производить зелёный водород с себестоимостью менее $3 за килограмм, чтобы сделать такие проекты экономически привлекательными для инвесторов, рассмотрим ниже.
Создать систему международной торговли с ЕС возобновляемыми газами, в том числе зелёным водородом, до конца 2023 года представляется теоретически возможным.
Реальность и целесообразность создания в Украине внутреннего рынка зелёного водорода рассмотрим ниже.
Как, и возможно ли вообще, транспортировать водород в требуемых объёмах в Европу, рассмотрим ниже.
4.2.1 Производство зелёного водорода с себестоимостью не более $3/кг
Себестоимость производства зелёного водорода электролизом воды включает затраты на возобновляемую электроэнергию, либо амортизацию капитальных затрат на проект строительства собственных ветровых и/или солнечных электростанций, амортизацию капитальных затрат на электролизёр и сопутствующее оборудование (компрессия, очистка и транспортировка воды), сервисное обслуживание оборудования, расходы на погашение стоимости кредитных ресурсов и др.
На получение 1 кг зелёного водорода требуется не менее 40 (а на практике 50-60 )киловатт-часов возобновляемой электроэнергии. Которая в Украине сегодня стоит ~ $0,10 за киловатт-час. Приведенные данные убедительно показывают практическую нереальность достижения в Украине необходимого ценового показателя в $3 за килограмм зелёного водорода в ближайшие годы. Хотя гипотетическая возможность этого существует в будущем, при условии существенного снижения существующих в Украине биржевых цен на электрическую энергию (~ 50 евро за мегаватт-час) до средне-европейского показателя (~ 25 евро за мегаватт-час) и капитальных затрат на электролизёры (сегодня ~ $1000 за 1 кВт установленной мощности).
4.2.2 Реальность и целесообразность создания в Украине внутреннего рынка зелёного водорода
Одним из условий международного сотрудничества Европейского Союза с Украиной в сфере водородной энергетики является создание ею за счёт собственных финансовых ресурсов внутреннего рынка производства и потребления зелёного водорода, произведенного электролизом воды, с суммарной установленной мощностью электролизёров примерно 2,5 ГВт.
Для строительства ветровых ( а где это более целесообразно - солнечных) электростанций указанной суммарной мощности сегодня и в ближайшие годы потребуется не менее 4-5 миллиардов долларов. И это - только для производства самого водорода. Сколько требуется для создания необходимой инфраструктуры для его транспортировки, хранения и использования - не скажет никто. Для использование на транспорте - требуется сеть специальных заправочных станций и соответствующие автопарки водородного транспорта. Для использования в коммунальном секторе - полная или частичная реконструкция газовых сетей, котельного оборудования, работающих на природном газе приборов и т.п. Для использования на металлургических заводах требуется их коренная реконструкция. Для использования в энергетике - строительство новых водородных электростанций. Есть ли хоть кто-либо, кто верует в финансовые возможности и желание наших государственных структур осуществить подобные фантазии? Лично я - категорически не верю.
4.2.3 Как транспортировать зелёный водород из Украины в Европу?
Продолжение следует …