Технологии производства “зелёного” водорода Часть 1 | AccordТехнологии производства "зелёного" водорода

Технологии производства “зелёного” водорода

Часть 1

Сегодня в мире насчитывается только 2 технологии производства зелёного водорода, полностью освоенные и готовые к промышленному внедрению:

Электролиз воды с использованием ВИЭ

Паровой риформинг биометана

Рассмотрим особенности и технико-экономические показатели обеих технологий в свете широко дискутируемого в энергетическом сообществе потенциала экспортных поставок зелёного водорода из Украины в ЕС

Электролиз воды с использованием ВИЭ

Водород получают расщеплением молекул воды под воздействием электрической энергии в электролизёрах, в соответствии с химической реакцией 2Н2О = 2Н2 + О2. На производство 1 кг водорода расходуется, в среднем, 50 квт*ч электрической энергии. Источниками электрической энергии могут быть энергия солнца, ветра, механическая энергия движущихся потоков воды и электроэнергия, полученная путём сжигания биогаза и биомассы.

Основными используемыми технологическими процессами являются производство возобновляемой электроэнергии, перераспределение внутри-суточных её объёмов при помощи систем накопления, деминерализация используемой воды, электролиз воды, аккумуляция и компримирование (сжижение) водорода, транспортировка водорода покупателю и др.

Эффективность работы электролизёров определяется их конструкцией и зависит от КИУМ источника используемой возобновляемой электрической энергии. В качестве таких источников могут выступать внешние электрические сети, а также солнечные, ветровые и гидроэлектростанции. Водород производится в местах расположения электролизёров и должен быть доставлен зарубежному потребителю в сопровождении документов, неоспоримо подтверждающих его возобновляемое происхождение. Стоимость водорода должна быть предварительно согласована и удовлетворять обе стороны.

Оценка суммарного потенциала экспортных поставок зелёного водорода, произведенного электролизом воды, была проделана Институтом Возобновляемой Энергетики Украины и составляет более 500 млрд. куб. м в год.

а) Использование зелёной сетевой электрической энергии

Производитель зелёного водорода может использовать сетевую зелёную электрическую энергию, возобновляемое происхождение которой подтверждено признаваемой покупателем водорода документацией. При этом её стоимость для производителя водорода будет включать услуги транспортировки и не будет существенно отличаться от рыночной цены на электрическую энергию, по которой её закупают промышленные предприятия Украины. Которая составляет сегодня более $0,1 за кВт*ч. При использовании электролизёра мощностью 1 МВт в этом случае в год может быть произведено ~ 160 тонн водорода.

Для расчёта себестоимости производимого водорода примем устраивающим инвестора срок окупаемости электролизного проекта равным 10 годам. И предположим, что стоимость сетевой электроэнергии в Украине не будет увеличиваться и останется неизменной на протяжении всего 10-летнего периода.

Величина необходимых капитальных затрат будет определяться стоимостью электролизного завода под ключ, которая в соответствии с имеющимися в прессе данными по аналогичным проектам составит не менее $2 млн и которая не включает инфраструктурные затраты, связанные с последующей доставкой водорода покупателю (высокая компрессия, сжижение, подмешивание, АЗС, ёмкости и средства для транспортировки и др.)

Операционные затраты будут включать в себя себестоимость закупаемой в сети электроэнергии (часть которой будет выпрямляться и использоваться в электролизёрах, а часть - расходоваться на работу насосов, компрессионного оборудования, теплообменников и т. п.), стоимость финансовых ресурсов, расходных материалов и запасных частей, сервисного обслуживания и др.

За 10 лет работы будет произведено ~ 1 600 000 кг зелёного водорода, на производство которых будет затрачено не менее 96 млн. квт*ч зелёной электроэнергии, за которую производитель должен будет выплатить не менее $9,6 млн

Таким образом, даже без учёта необходимых капитальных затрат, стоимости денежных и водных ресурсов, расходных материалов и оборудования, стоимости сервисного обслуживания и фонда оплаты труда, себестоимость производимого водорода составит более $6 за килограмм. Найдутся ли при этом желающие такой водород производить, а тем более закупать? Даже без учёта требуемых логистических расходов?

Продолжение следует...