Водородная бомба Мир нашел новую альтернативу нефти и газу. Она обойдется в сотни миллиардов долларов: Госэкономика: Экономика: Lenta.ru
Бум на зеленую энергетику уже давно сопровождается попытками найти замену привычным, но совершенно не экологичным углеводородам. Одним из кандидатов на эту роль стал водород. На него делают ставку Европейский союз, Китай, США, Япония и многие другие страны. Суммарная стоимость всех проектов, реализуемых сегодня в области водородной энергетики, достигла уже 90 миллиардов долларов. Объем планируемых инвестиций в последующие 30 лет только лишь от ЕС — до 470 миллиардов евро. В то же время на пути водородной революции пока немало препятствий — в частности, дороговизна производства, нехватка чистой воды и неразвитость систем доставки. Перспективы h3 как главного топлива будущего — в материале «Ленты.ру».
Главная проблема любого ископаемого источника энергии — ограниченность его объемов. Рано или поздно закончатся и нефть, и газ, и уголь. Существующие возобновляемые источники энергии — ветер, солнце и вода — пока не могут в достаточной степени заменить углеводороды.
Водород научились получать еще в начале XIX века, но до конца XX века повсеместно использовать водород в качестве устойчивого источника энергии было невозможно. Газогенераторные установки были массивными и требовали топлива для работы. Вторая проблема — такой водород нельзя назвать чистым, так как газогенераторы оставляют углеродный след.
Фото: Public Domain / Wikimedia
Важный шаг к превращению водорода в распространенный источник энергии произошел в 1959 году — американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company создала трактор с силовой установкой, работавшей на так называемых топливных элементах. Принцип работы такой установки прост: запасенный в баллонах водород вступает в химическую реакцию с кислородом, в результате чего выделяется электричество, которое питает электромотор.
Помимо этого топливные элементы выделяют в атмосферу побочные продукты, безвредные для окружающей среды, — тепло и водяной пар.
Топливные элементы можно использовать для получения электроэнергии в промышленных масштабах, а выделяемое в процессе реакции тепло — для обогрева зданий. Кроме того, они гораздо компактнее газогенераторной установки, поэтому их можно установить на борту любых транспортных средств. Теоретически топливные элементы могут сделать водород основой топливно-энергетического комплекса (ТЭК), но для этого нужно решить две проблемы.
Фото: Kim Hong-Ji / Reuters
Первая — углеродный след при получении водорода. Топливные элементы обеспечивают нулевой выброс лишь в процессе получения электричества, но для их работы нужен водород. Эту проблему можно решить с помощью электролиза воды: под воздействием электрического тока дистиллированная вода распадается на кислород и водород. Процесс вообще может быть замкнутым: полученное в топливных элементах электричество используется в том числе для получения водорода.
При этом водород, полученный путем электролиза, еще и подразделяют на «желтый» и «зеленый»: для производства первого используется атомная энергия, второго — возобновляемые источники энергии. Таким образом, по-настоящему экологичным водородом многие страны признают лишь «зеленый» подвид.
Второе серьезное препятствие на пути повсеместного внедрения топливных элементов — их высокая цена. На рубеже XX и XXI веков свои автомобили на топливных элементах показали BMW, General Motors, Honda, Hyundai, Toyota и даже «АвтоВАЗ», но о серийном производстве речи еще не шло. В 2008 году Honda выпустила небольшую партию седанов FCX Clarity с водородными топливными элементами, которую сдавали в лизинг (одновременно и аренда, и аналог целевого кредита) в Калифорнии за 600 долларов в месяц. При этом производство каждого автомобиля обходилось Honda в миллион долларов.
Материалы по теме
00:02 — 30 сентября 2020
На обочине
Конкурента Tesla обвинили в грандиозной лжи. Слава и миллиарды соперника Илона Маска тают на глазах
00:02 — 13 января
Опомнились
Запад решил отказаться от нефти и газа и уже нашел им замену.
Готова ли к этому Россия?
В 2014 году Toyota начала продажи Mirai — первого в мире серийного автомобиля на водородных топливных элементах. Два года спустя в продажу поступило второе поколение Honda FCX Clarity, но объемы продаж оставались скромными. Toyota за все время производства реализовала около десяти тысяч Mirai.
Параллельно топливные элементы начали использовать и в других видах транспорта. В 2017 году в Германии на маршрут вышел пассажирский поезд на водородных топливных элементах Coradia iLint. Причем работает он на линиях, которые не электрифицированы, — поезд на топливных элементах заменил дизельные тепловозы. С 2008 года по Альстеру, притоку Эльбы, ходят суда на водородных топливных элементах. Существуют и прототипы самолетов с аналогичными силовыми установками.
Однако и Toyota, и другие производители уверены, что в ближайшем будущем себестоимость автомобилей на топливных элементах будет не выше, чем у машин с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). В 2020 году японский автогигант представил второе поколение модели и планирует увеличить продажи в десять раз.
Сразу несколько игроков включились в борьбу за рынок тяжелых грузовиков на топливных элементах. Hyundai в рамках программы Hydrogen Mobility к 2025 году планирует поставить клиентам в Европе 1600 грузовиков на топливных элементах. Toyota совместно с Kenworth начала испытания водородного грузовика еще в 2017 году, а два года спустя поставила несколько машин в порт Лос-Анджелеса. Наконец, одним из главных генераторов новостей стал американский стартап Nikola, который занимается разработкой грузовиков на топливных элементах. Компания обещала начать их производство к 2023 году.
Исследовательский центр Bloomberg New Energy Finance (BNEF) оценивает все реализуемые сегодня проекты в области водородной энергетики в сумму свыше 90 миллиардов долларов. Институт экономики энергетического сектора и финансового анализа (IEEFA), в свою очередь, насчитал десятки строящихся установок электролиза на базе ВИЭ суммарной мощностью 50 ГВт и стоимостью 75 миллиардов долларов.
Главным инициатором отказа от ископаемых источников энергии и перехода на водород выступают страны Большой семерки, которые в 2015 году, еще до подписания Парижского соглашения, договорились полностью избавиться от ископаемого топлива к концу века.
Фото: Bernd von Jutrczenka / Getty Images
В июле 2020 года Еврокомиссия представила «Водородную стратегию для климатически нейтральной Европы». Она предусматривает конкретные шаги по развитию водородной энергетики. Приоритетным направлением станет именно «зеленый» водород. Но на первом этапе, чтобы быстрее уменьшить выбросы парниковых газов, будет использоваться и низкоуглеродистый водород — произведенный на основе ископаемого топлива, например, каменного угля, но с улавливанием углерода.
К 2030 году, согласно стратегии, на территории Евросоюза будут работать электролизеры суммарной мощностью 40 ГВт для производства «зеленого» водорода, а еще 40 ГВт будут производить электролизеры в соседних странах для экспорта водорода в ЕС.
Не менее амбициозные планы у Китая: в стране надеются, что к 2040 году водород будет составлять 10 процентов всей китайской энергосистемы. На протяжении долгих лет КНР была мировым лидером по производству водорода и занимала около одной трети мирового рынка. Но речь идет о высокоуглеродистом водороде, который получают из угля и нефти без улавливания углерода. Это приводит к тому, что цена килограмма водорода в Китае одна из самых низких в мире — около 9 юаней (1,15 евро).
Для сравнения: ориентировочная стоимость ископаемого водорода в ЕС сегодня составляет около 1,5 евро за килограмм. Предполагаемые затраты на ископаемый водород с улавливанием и хранением углерода составляют около 2 евро за килограмм.
Однако обязательство стать климатически нейтральным к середине века заставляет Китай переориентироваться на производство экологически чистого водорода. К тому же, по расчетам Института Роки-Маунтин (RMI), американской некоммерческой организации, консультирующей по вопросам энергетического перехода, Китай может стать углеродно-нейтральным к середине века без ущерба для экономического роста. Институт утверждал, что «Китай имеет хорошие возможности для получения технологического конкурентного преимущества от перехода к чистым нулевым выбросам», и призвал страну поддержать электролиз водорода.
Электролизер
Кадр: Realstrannik.com
Соседи — Южная Корея и Япония — также намерены развивать водородную индустрию. Первая планирует наладить производство топливных ячеек общей мощностью 40 ГВт, а также выпустить более 6 миллионов водородных автомобилей к 2040 году. Вторая уже построила «зеленую» водородную фабрику в Фукусиме, одну из крупнейших в мире.
А Саудовская Аравия при технологической поддержке американской компании Air Products строит в своем «городе будущего» Неоме гигантскую зеленую электролизную установку стоимостью 5 миллиардов долларов и производительностью 650 тонн водорода в сутки.
Вероятно, крупнейший водородный проект современности реализуется в настоящее время в Австралии. В «Азиатском хабе возобновляемой энергии» в горнопромышленном центре Пилбара строятся солнечные и ветровые электростанции общей площадью 6,5 тысячи квадратных километров. Они будут производить более 50 тераватт-часов зеленой энергии, большая часть которой пойдет на производство водорода. Проект стоимостью 16 миллиардов долларов планируется запустить в 2027 году.
Что касается России, то возрастающая роль водорода в мировой энергетике на первый взгляд сулит ей потерю доли на рынке. В действительности же есть шанс не только сохранить, но и упрочить свои позиции. Министр энергетики Александр Новак заявил, что Россия уже договаривается с Германией о совместных исследованиях по производству зеленой энергии — в частности, водорода.
Действительно, «водородная стратегия» ЕС подразумевает импорт огромных объемов водорода, а у России уже есть каналы его поставки. Например, для импорта водорода в Германию можно использовать существующую сеть газопроводов — в частности, газопроводы OPAL и Eugal, сухопутные продолжения «Северного потока» и «Северного потока 2». Gascade, немецкая дочка «Газпрома», на словах подтвердила принципиальную готовность использовать свои газопроводы для транспортировки водорода.
Александр Новак
Фото: Александр Миридонов / «Коммерсантъ»
Таким образом, у России уже есть покупатель водорода и возможности по его транспортировке. Однако мощностей по производству водорода, тем более экологически чистого, в стране нет. Решить эту проблему должна дорожная карта «Развитие водородной энергетики в России» на 2020-2024 годы.
Главную роль в ее реализации должны сыграть «Росатом» и «Газпром». Уже в 2024 году «Росатом» должен запустить пилотные водородные установки на атомных станциях и построить опытный полигон для испытаний водородных поездов. «Газпром», в свою очередь, должен в 2021 году разработать и испытать газовую турбину на метано-водородном топливе, а затем изучать возможности применения водорода в двигателях различных транспортных средств и в газовых установках — газотурбинных двигателях и газовых бойлерах.
Интерес к теме водорода проявляет и «НОВАТЭК». Компания объявила о подписании меморандума о взаимопонимании в целях изучения и оценки возможностей развития производственно-сбытовой цепочки поставок водорода с немецкой компанией Uniper. Компании рассматривают возможность поставки «голубого» водорода, произведенного из природного газа с дальнейшим улавливанием и хранением CO2, а также «зеленого» водорода.
По оценкам BofA Securities, к 2050 году стоимость мирового рынка «зеленого» водорода составит 2,5 триллиона долларов.
Кроме того, будет создано не менее 30 миллионов рабочих мест. Однако не все разделяют столь оптимистичные прогнозы. Аналитики из Rystad Energy считают, что до водородного триумфа в энергетике еще далеко — лишь половина из запущенных в мире «зеленых» водородных проектов будет реализована до 2035 года. При этом подавляющему большинству проектов потребуется господдержка.
Помимо того, что чистая водородная энергетика требует огромных капиталовложений, существует проблема, связанная с недостатком ключевого сырья — чистой воды. По оценкам экспертов Oilprice, для производства одной тонны водорода методом электролиза нужно девять тонн воды. При этом она требует специальной подготовки и очистки. Например, чтобы подготовить одну тонну деминерализованной воды, пригодной для электролиза, нужно две тонны обычной воды. Таким образом, понадобится 18 тонн воды, чтобы произвести тонну водорода.
Фото: Spencer Platt / Getty Images
Также непонятно, как быть с транспортировкой водорода.
Сейчас основные объемы этого топлива перевозятся морскими танкерами, но проблема заключается в выкипании продукта, даже несмотря на использование систем охлаждения. Существенно дешевле доставлять водород по трубам, однако запускать водород в действующие газотранспортные системы можно, только смешав его с природным газом, что означает дополнительные затраты на извлечение.
Еврокомиссия признает, что «чистый» и низкоуглеродный водород еще долго будет значительно дороже водорода, полученного из ископаемых источников энергии. Из хороших новостей: за последние пять лет стоимость технологии электролиза упала на 40 процентов и продолжает снижаться. BloombergNEF прогнозирует, что к 2050 году «зеленый» водород при цене доллар за килограмм станет выгоднее газа на мировых рынках и сможет конкурировать с самым дешевым углем. Но это через 30 лет, а пока путь превращения водорода в главный энергоноситель планеты только начинается.
Эксперты рассказали, когда водородные авто станут выгоднее бензиновых
МОСКВА, 24 апр — ПРАЙМ. Автомобили на водородном топливе станут выгоднее для покупателей, чем классические авто на бензине, когда цена водорода на российском рынке достигнет 3 долларов за килограмм, заявили ПРАЙМ в Центре компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии.
"Мы сделали расчеты, которые показывают, что, если крайне высокая сейчас стоимость водорода на отечественном рынке придет к 3 долларам за килограмм, водородные автомобили станут выгоднее электромобилей на аккумуляторах. И со временем даже обычных автомобилей с ДВС (двигателями внутреннего сгорания — ред.)", — сказал руководитель Центра компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии" Юрий Добровольский. При этом эксперты не назвали текущую цену водорода в РФ, так как рынок этого топлива еще не сформирован.
Цена автомобилей складывается из разных составляющих, в том числе в нее заложена стоимость инфраструктуры. И если бензиновая инфраструктура уже давно окупила себя, то в случае с водородом расходы на нее будут включаться в стоимость машин, пояснил замруководителя Центра компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии" Алексей Паевский.
По мнению Добровольского, личный транспорт в России вряд ли скоро станет работать на водородном топливе именно из-за дороговизны заправочной инфраструктуры, а вот существенная часть городского пассажирского транспорта может перейти на водород в течение пяти лет.
"Изначально экономичнее будет использовать водород именно на городском транспорте и на муниципальном. Когда весь транспорт возвращается ночью в парк на заправку. Это позволит сделать не очень большое количество заправочных станций и это будет экономически выгодно по сравнению с бензиновым транспортом", — добавил Паевский.
Говоря о преимуществах водорода в качестве топлива перед бензином, дизтопливом и природным газом, один из собеседников агентства подчеркнул, что водород полностью экологичен.
"Водород — это абсолютно чистое топливо при использовании. А природный газ, хотя и дает выбросов меньше, чем бензин или дизельное топливо, но тем не менее он загрязняет окружающую среду, особенно в виде парниковых газов.
В случае водорода вред для природы определяется только тем, как он был произведен", — заключил Добровольский.
В России предложили упразднить потребительскую корзину
Существует условная градация водорода по цвету в зависимости от способа его производства и выделяемого при этом углеродного следа. К примеру, наиболее "чистым" водородом в отрасли считается "зеленый", получаемый за счет электролиза воды с применением энергии из возобновляемых источников (ВИЭ). Есть также "голубой" водород — из природного газа. При его производстве побочный углекислый газ улавливается и хранится в специальных хранилищах. "Серым" считается водород, при получении которого углекислый газ выбрасывается в атмосферу.
Президент РФ Владимир Путин поставил задачу к 2023 году создать в стране городской автобус, работающий на водородном топливе. Доля транспорта на водородном топливе в России в настоящее время равна нулю. "Камаз" уже заявил о начале соответствующих разработок. Как сообщили РИА Новости в пресс-службе Минпромторга РФ, первые автобусы, работающие на водородном топливе, выйдут на улицы российских городов в 2024 году.
Эксперты рассказали, когда машины на водороде станут выгоднее бензиновых
https://ria.ru/20210424/vodorod-1729741668.html
Эксперты рассказали, когда машины на водороде станут выгоднее бензиновых
Эксперты рассказали, когда машины на водороде станут выгоднее бензиновых - РИА Новости, 24.04.2021
Эксперты рассказали, когда машины на водороде станут выгоднее бензиновых
Автомобили на водородном топливе станут выгоднее для покупателей, чем классические авто на бензине, когда цена водорода на российском рынке достигнет 3 долларов РИА Новости, 24.04.2021
2021-04-24T09:28
2021-04-24T09:28
2021-04-24T09:28
россия
авто
министерство промышленности и торговли рф (минпромторг россии)
/html/head/meta[@name='og:title']/@content
/html/head/meta[@name='og:description']/@content
https://cdn25.img.ria.ru/images/150519/13/1505191376_0:197:2943:1852_1920x0_80_0_0_3448d8807a07ba2ec872386d7cf95cab.jpg
МОСКВА, 24 апр - РИА Новости.
Автомобили на водородном топливе станут выгоднее для покупателей, чем классические авто на бензине, когда цена водорода на российском рынке достигнет 3 долларов за килограмм, заявили РИА Новости в Центре компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии."Мы сделали расчеты, которые показывают, что, если крайне высокая сейчас стоимость водорода на отечественном рынке придет к 3 долларам за килограмм, водородные автомобили станут выгоднее электромобилей на аккумуляторах. И со временем даже обычных автомобилей с ДВС (двигателями внутреннего сгорания - ред.)", - сказал руководитель Центра компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии" Юрий Добровольский. При этом эксперты не назвали текущую цену водорода в РФ, так как рынок этого топлива еще не сформирован.Цена автомобилей складывается из разных составляющих, в том числе в нее заложена стоимость инфраструктуры. И если бензиновая инфраструктура уже давно окупила себя, то в случае с водородом расходы на нее будут включаться в стоимость машин, пояснил замруководителя Центра компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии" Алексей Паевский.
По мнению Добровольского, личный транспорт в России вряд ли скоро станет работать на водородном топливе именно из-за дороговизны заправочной инфраструктуры, а вот существенная часть городского пассажирского транспорта может перейти на водород в течение пяти лет."Изначально экономичнее будет использовать водород именно на городском транспорте и на муниципальном. Когда весь транспорт возвращается ночью в парк на заправку. Это позволит сделать не очень большое количество заправочных станций и это будет экономически выгодно по сравнению с бензиновым транспортом", - добавил Паевский.Говоря о преимуществах водорода в качестве топлива перед бензином, дизтопливом и природным газом, один из собеседников агентства подчеркнул, что водород полностью экологичен."Водород - это абсолютно чистое топливо при использовании. А природный газ, хотя и дает выбросов меньше, чем бензин или дизельное топливо, но тем не менее он загрязняет окружающую среду, особенно в виде парниковых газов. В случае водорода вред для природы определяется только тем, как он был произведен", - заключил Добровольский. Существует условная градация водорода по цвету в зависимости от способа его производства и выделяемого при этом углеродного следа. К примеру, наиболее "чистым" водородом в отрасли считается "зеленый", получаемый за счет электролиза воды с применением энергии из возобновляемых источников (ВИЭ). Есть также "голубой" водород - из природного газа. При его производстве побочный углекислый газ улавливается и хранится в специальных хранилищах. "Серым" считается водород, при получении которого углекислый газ выбрасывается в атмосферу.Президент РФ Владимир Путин поставил задачу к 2023 году создать в стране городской автобус, работающий на водородном топливе. Доля транспорта на водородном топливе в России в настоящее время равна нулю. "КамАЗ" уже заявил о начале соответствующих разработок. Как сообщили РИА Новости в пресс-службе Минпромторга РФ, первые автобусы, работающие на водородном топливе, выйдут на улицы российских городов в 2024 году.
https://ria.ru/20210415/vodorod-1728400459.html
https://ria.
ru/20210422/avtobus-1729392322.html
https://ria.ru/20201013/tpu-1579430871.html
россия
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2021
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn22.img.ria.ru/images/150519/13/1505191376_107:0:2838:2048_1920x0_80_0_0_e6bdb7b068ec98ab9764a9c0b5d58e4c.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
ru7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
россия, авто, министерство промышленности и торговли рф (минпромторг россии)
МОСКВА, 24 апр - РИА Новости. Автомобили на водородном топливе станут выгоднее для покупателей, чем классические авто на бензине, когда цена водорода на российском рынке достигнет 3 долларов за килограмм, заявили РИА Новости в Центре компетенций НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии.
"Мы сделали расчеты, которые показывают, что, если крайне высокая сейчас стоимость водорода на отечественном рынке придет к 3 долларам за килограмм, водородные автомобили станут выгоднее электромобилей на аккумуляторах. И со временем даже обычных автомобилей с ДВС (двигателями внутреннего сгорания - ред.)", - сказал руководитель Центра компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии" Юрий Добровольский. При этом эксперты не назвали текущую цену водорода в РФ, так как рынок этого топлива еще не сформирован.
15 апреля, 13:49
Новак рассказал о концепции развития водородной энергетики в РоссииЦена автомобилей складывается из разных составляющих, в том числе в нее заложена стоимость инфраструктуры. И если бензиновая инфраструктура уже давно окупила себя, то в случае с водородом расходы на нее будут включаться в стоимость машин, пояснил замруководителя Центра компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии" Алексей Паевский.
По мнению Добровольского, личный транспорт в России вряд ли скоро станет работать на водородном топливе именно из-за дороговизны заправочной инфраструктуры, а вот существенная часть городского пассажирского транспорта может перейти на водород в течение пяти лет."Изначально экономичнее будет использовать водород именно на городском транспорте и на муниципальном. Когда весь транспорт возвращается ночью в парк на заправку. Это позволит сделать не очень большое количество заправочных станций и это будет экономически выгодно по сравнению с бензиновым транспортом", - добавил Паевский.
22 апреля, 07:19
В Минпромторге рассказали, когда на улицах появятся автобусы на водородеГоворя о преимуществах водорода в качестве топлива перед бензином, дизтопливом и природным газом, один из собеседников агентства подчеркнул, что водород полностью экологичен.
"Водород - это абсолютно чистое топливо при использовании. А природный газ, хотя и дает выбросов меньше, чем бензин или дизельное топливо, но тем не менее он загрязняет окружающую среду, особенно в виде парниковых газов. В случае водорода вред для природы определяется только тем, как он был произведен", - заключил Добровольский.
Существует условная градация водорода по цвету в зависимости от способа его производства и выделяемого при этом углеродного следа. К примеру, наиболее "чистым" водородом в отрасли считается "зеленый", получаемый за счет электролиза воды с применением энергии из возобновляемых источников (ВИЭ). Есть также "голубой" водород - из природного газа. При его производстве побочный углекислый газ улавливается и хранится в специальных хранилищах.
"Серым" считается водород, при получении которого углекислый газ выбрасывается в атмосферу.
Заработать на водороде – Коммерсантъ Санкт-Петербург
Внедрение водородного топлива — перспективное направление и для России, и для всего мира: оно является более технологичным и экологичным. Популяризация подобных технологий связана с рядом существенных ограничений — высокой ценой топлива, необходимостью новых технологических решений для его хранения и транспортировки, а также с развитием инфраструктуры для обслуживания автомобилей.
Эксперты отмечают, что экономическая выгода водородного топлива по сравнению с остальными пока неочевидна.
В начале ноября Смольный сообщил, что в Петербурге может появиться каршеринг на водородном топливе. Соответствующий проект рассматривается городом, Минпромторгом РФ и компанией Hyundai. По словам вице-губернатора Петербурга Евгения Елина, городское правительство намерено «забежать вперед и посмотреть, как это будет работать», организовав эксплуатацию таких автомобилей. Впрочем, конкретных сроков названо не было, равно как и подробностей запуска данного проекта, касающихся потенциального оператора каршеринга и количества таких машин.
Как пояснили BG в Минпромторге РФ, речь идет о развитии нового для нашей страны направления — использования, а в будущем и создания транспорта, работающего на водородном топливе. При этом «Каршеринг на водородном топливе» может стать одним из пилотных проектов, реализуемых в мегаполисах. В ведомстве также отметили, что поставщиками водородного топлива могут стать «Газпром» и «Росатом».
Найти отличия
Для начала стоит разделить два направления использования водорода в качестве топлива. «Первый — это применение его в качестве именно топлива для двигателей внутреннего сгорания. Этот вариант старше, чем использование бензина или дизельного топлива, причем почти на век. Прообраз такого двигателя появился еще в 1806 году»,— говорят эксперты «Авито Авто». С двигателями подобного типа создавали легковые модели Mazda (причем в этом случае двигатель роторный и двухтопливный), BMW (тоже двухтопливная схема), Audi, Ford, Hyundai, Toyota, Honda — и это далеко не полный список. В настоящее время в этом направлении (но не единственном и не наиболее приоритетном) работает и производитель грузовиков и автобусов MAN. Кроме того, имели место и российские, и даже еще советские разработки, отмечают эксперты. «Одним словом, это просто одна из ветвей развития современных двигателей. Как для легковой, так и для грузовой техники, для железнодорожных локомотивов и даже для авиации»,— заключают они.
Второе направление — относительно новое и считающееся одним из наиболее перспективных — это водородные топливные элементы, то есть системы, позволяющие использовать водород во взаимодействии с кислородом (без процесса горения) для генерации электроэнергии непосредственно на борту автомобиля. «В автомобиле с водородным двигателем, как правило, есть два бака — с водородом и воздухом, при смешивании которых выделяется электричество. Его можно использовать непосредственно для питания электродвигателя»,— рассказывает Роман Абрамов, исполнительный директор «СберАвто», добавляя, что это прекрасная на первый взгляд технология, не требующая масла, поршней, двигательных элементов, не наносящая вред окружающей среде. «Водородные топливные элементы действительно достаточно перспективны. Подобные разработки — как экспериментальные, так и серийные — также имеют многие производители, среди них Toyota, Hyundai, Mercedes, Opel, Honda, Volkswagen»,— добавляют эксперты «Авито Авто». Пионером в этой области можно назвать компанию Toyota, которая несколько лет назад представила автомобиль Toyota Mirai.
«Это не концепт, а работающий продукт, который можно увидеть на улицах Японии и, думаю, в других развитых азиатских стран»,— говорит господин Абрамов. Кроме того, BMW совместно с Toyota ведет разработки для своих авто, развивают это направление Honda и Hyundai. «Какие-то попытки совершают многие производители, у Lada была "Нива" на водородном топливе. Тем не менее пока у всех, кроме Toyota, это остается на уровне экзотики и прототипов»,— указывает он.
Некоторые эксперты автоиндустрии считают, что водородный двигатель применим в первую очередь в транспортных средствах, предназначенных для коммерческого использования (например, машины такси, грузовые автомобили). В частности, такой позиции придерживается глава концерна Volkswagen Герберт Дис. «VW сделал выбор в пользу производства электромобилей, и, как отмечал Герберт Дис, одна из причин — в том, что водородный двигатель обладает большим потенциалом для использования в грузовом транспорте, чем для оснащения персональных легковых автомобилей.
Одна из возможных причин такой позиции — то, что машина на водородном топливе в производстве дороже, чем авто с электрическим двигателем»,— объясняют в «Авито Авто».
Преимущества и недостатки
Необходимость перехода на водородное топливо обусловлено и климатическими, и экологическими требованиями. «В 2019 году наша страна подписала Парижскую конвенцию по климату, которая предусматривает разработку технических решений по переходу на экологические виды топлива, так называемое "зеленое" топливо. Россия имеет высокий потенциал для производства экологически чистого водорода. К 2030 году стоимость водорода станет сопоставима со стоимостью традиционных источников энергии, но в настоящее время использование "зеленого" топлива до конечного потребителя затруднительно, в том числе с финансовой точки зрения»,— замечает ректор БГТУ «Военмех» им. Устинова Константин Иванов. При этом, по его словам, переход транспортной системы Петербурга на «зеленое» топливо потребует колоссальных инвестиций и глобальных инфраструктурных решений.
Водородное топливо — гораздо более технологичный и экологичный вид топлива, оно обеспечивает бесшумную работу, малый расход, а также полную экологичность по причине выбросов водяного пара. Такие автомобили можно очень быстро заправлять — едва ли не быстрее, чем бензиновые или дизельные, что является существенным плюсом на фоне длительной зарядки аккумуляторов. Кроме того, автомобили на топливных элементах имеют лучший запас хода.
Среди недостатков эксперты отмечают сложность и дороговизну получения водорода как топлива: в случае получения его из природных газов не снижаются углеродные эмиссии, а в случае электролиза — необходимо большое количество редкоземельных и драгоценных металлов для установки. «Однако как показало время, если развивать любую технологию, можно достичь снижения стоимости, как это было с литий-ионными батареями, стоившими сначала целое состояние»,— говорит Александр Багрецов, руководитель проектов направления «Оценка и финансовый консалтинг» группы компаний SRG.
По словам директора по административно-хозяйственной деятельности ООО «Байкал-Сервис ТК» Александра Разина, для использования водорода в качестве топлива потребуются не только энергоресурсы для его производства, но и развитая инфраструктура хранения и транспортировки — трубопроводы, железнодорожные цистерны, морские танкеры, автозаправки. «Как известно из химии, водород очень летуч и взрывоопасен. Хранение, транспортировка или использование водорода потребуют наличия высокочувствительных газоанализаторов, сверхпрочных материалов. К примеру, существующая технология водородно-воздушных топливных элементов, которая уже используется на автомобилях Honda, Toyota, Hyundai, пока не показала свою безоговорочную эффективность, так как оборудование довольно тяжелое и габаритное, а вероятность утечки чрезвычайно летучего газа снижает безопасность и требует высочайшего уровня технологий, что, безусловно, влияет на экономику проекта»,— рассуждает господин Разин.
К другим недостаткам можно отнести высокую стоимость машин, которые по своему устройству существенно сложнее бензиновых или электрических, добавляет Дмитрий Мешков, исполнительный директор ООО «Соллерс Инжиниринг».
По его словам, в обозримом будущем можно говорить лишь о реализации локальных проектов, таких как создание пассажирского транспорта на водородном топливе для крупных и богатых городов. «Однако и тут не все просто, поскольку у таких автомобилей нет очевидных преимуществ перед электрическими»,— добавляет он.
По словам вице-президента Независимого топливного союза Дмитрия Гусева, практика показывает, что рост транспорта с альтернативными двигателями возможен только при создании достаточной инфраструктуры. А на стартовом этапе развитие инфраструктуры — это долгосрочные инвестиции. «Поэтому первым шагом для развития водородных двигателей будет создание сетей водородных заправок, о чем пока даже упоминания нет в "Энергостратегии-2035"»,— поясняет господин Гусев, предполагая, что в ближайшие пятнадцать лет, если не будет существенных изменений, автомобилей и заправок на водороде не планируется.
Мария Кузнецова
что мешает продвижению автомобилей на легком газе :: Свое дело :: РБК
У водородных двигателей долгая и непростая история: еще в 1979 году BMW выпустила первый автомобиль, работающий на этом газе.
Однако нефтяные кризисы 1970-х, заставившие задуматься о разработке такого автомобиля, миновали, и вплоть до 2000-х автогиганты положили идею под сукно. Все изменилось в новом веке, когда нефть снова стала дорожать, а правительства задумались о снижении выбросов в атмосферу углекислого газа. Экологичность — один из главных плюсов водородных двигателей, ведь единственный побочный продукт их работы — обычная вода. Ни углекислого газа, ни соединений свинца.
Читайте на РБК Pro
В 2007 году BMW выпустила партию из ста автомобилей Hydrogen 7, способных работать как на бензине, так и на водороде, сопроводив это событие масштабной рекламной кампанией: за рулем таких авто появлялись голливудские звезды Брэд Питт, Анджелина Джоли, Ричард Гир, Шарон Стоун. Однако сотней машин дело и ограничилось: их технические характеристики оставляли желать лучшего. Компания выбрала тупиковый путь: гибридная модель сжигала водород в камере сгорания, и газового баллона в 8 кг хватало всего на 200–250 км.
А стоил автомобиль на уровне топовых моделей концерна.
Фото: Paul Sancya / AP
Другие компании извлекли из эксперимента BMW урок. Сейчас уже три фирмы серийно выпускают легковые автомобили на водородных топливных ячейках, использующих топливо более эффективно: в результате электрохимической реакции они вырабатывают энергию, которая подается на электрический двигатель. Первой работающей по такой схеме была машина Hyundai ix35 Fuel Cell, поступившая в автосалоны в начале 2013 года.
Годом позже в Японии стартовали продажи Toyota Mirai, а в 2015–2016 годах на японский и американский рынки вышла Honda Clarity. Еще полтора десятка компаний в последние годы объявили о скором выпуске или по крайней мере о начале разработки таких автомобилей. Совершенствование технологий позволило существенно удешевить производство: цена Hyundai ix35 Fuel Cell составляет около $53 тыс., Toyota Mirai — $57 тыс., Honda Clarity — $59 тыс.
Тем не менее цены кажутся высокими по сравнению с обычными машинами: так, Hyundai ix35 с обычным двигателем стоит от $10 тыс. до 35 тыс. Да и сам водород пока обходится дороже бензина. Но инновационные автомобили не только чище, но и потенциально выгоднее. Согласно подсчетам бывшего главного исследователя по вопросам альтернативной энергии Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) Стива Хенча использовать водород в качестве энергоносителя намного выгоднее, чем обычный бензин. Энергоемкость одного галлона (4,54 л) бензина и 1 кг водорода, эквивалентного ему по объему, почти одинакова: 130 против 130–140 мДж.
Галлон бензина в США стоит около $2,90, 1 кг водорода обойдется дороже — в $8,6. Однако если учесть, что термодинамическая эффективность бензина составляет 20–25%, а водорода — 60% и более, получится, что топливные ячейки в 2,5–3 раза эффективнее двигателя внутреннего сгорания. А значит, на том же объеме топлива водородные автомобили смогут проехать в 2,5–3 раза дольше.
Высокая энергия
В России компании также проявляют интерес к водородным технологиям. В 2006 году «Норильский никель» приобрел контрольный пакет акций американского пионера водородной энергетики Plug Power. Однако кризис 2008–2009 годов вынудил «Норникель» продать бумаги.
В 2014 году в России появился производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компании удалось найти свою нишу: она поставляет аккумуляторные системы для дронов, в том числе военных. Топливными элементами AT Energy были, например, оснащены дроны компании «АФМ-Серверс», снимавшие с воздуха Олимпиаду-2014 в Сочи.
«Оснащение дронов водородными элементами дает большой выигрыш по длительности полета, кроме того, они перестают зависеть от температуры воздуха», — говорит основатель компании Данила Шапошников.
В июне 2017 года AT Energy подписала стратегическое соглашение с АО «Линде Газ Рус», дочерней компанией производителя промышленных газов Linde Group. Партнеры будут поставлять владельцам беспилотных аппаратов баллоны с водородом производства Linde. Это поможет решить важнейшую проблему водородной энергетики для беспилотников — заправочной инфраструктуры.
Легок на поминеАжиотаж по поводу самого легкого в природе газа, стартовавший в начале 2000-х, был подхвачен политиками. В 2004 году губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер рисовал картины «водородных шоссе», которыми будет опоясан его штат всего через шесть лет. Ничего такого, конечно, не произошло. «Автомобильная отрасль консервативна: все новые технологии дорогие, требуют оптимизации моделей по массе и габаритам, испытаний на ресурс», — говорит гендиректор AT Energy Данила Шапошников.
Сказалась и экономическая ситуация. «В глобальном контексте замедление развития водородной энергетики связано с тем, что выбор технологий снижения выбросов в энергетике, транспорте, горнодобывающей промышленности и ЖКХ определяется экономической выгодой, — говорит советник по возобновляемой энергии в MoJo Energy Говард Рамсден, в 2000-х принимавший участие в разработке законодательства Европейского союза в области электроэнергетики. — Если финансовые механизмы стимулирования выбора низкоуглеродных технологий не являются существенными для стимулирования потребителя, то он либо не будет менять своих привычек, либо будет делать это очень вяло. Водородные технологии оказались слишком дороги для производителей в условиях двух глобальных экономических кризисов, где война за покупателя была жесткой».
Проблемы вызваны не только экономической конъюнктурой. Первому элементу таблицы Менделеева то и дело достается от глав технологических компаний. Так, владелец Tesla Илон Маск неоднократно называл топливные ячейки «ошеломляюще тупой технологией», противопоставляя их электрическим аккумуляторам, на которые сделала ставку его компания. Основная претензия заключается в том, что в качестве средства хранения энергии ячейки уступают аккумуляторам, поскольку преобразование химической энергии в электрическую внутри топливного элемента ведет к неизбежным потерям.
Илон Маск (Фото: Marcio Jose Sanchez / AP)
Другие критики отмечают, что водородные автомобили по умолчанию небезопасны. Водород невидим, легко воспламеняется и не имеет запаха, а значит о его утечке водитель не догадается вплоть до взрыва. Правда, и Toyota и Honda специально отмечают, что в их моделях водород хранится в герметичных и ударопрочных контейнерах из углеволокна. И все-таки никакое углеволокно не выдержит сильного удара при ДТП.
И даже подсчеты экономических выгод водорода могут быть обманчивы. «Главная проблема — высокая стоимость производства самих топливных элементов, так как водородные батареи содержат платину, один из самых дорогих металлов в мире, — напоминает Кристиан Цбинден. — Многие заблуждаются, считая водородную энергетику спасением от глобального изменения климата. На самом деле энергия из водорода — это плацебо, поскольку при производстве подобных батарей используется непропорционально большое количество электроэнергии. Поэтому «зелеными» данные технологии назвать нельзя». Самый распространенный в наши дни процесс получения водорода — паровой риформинг метана. Он требует использования углеводородов. Правда, теоретически его можно заменить электролизом воды, энергию для которого будут давать, например, солнечные батареи.
Кроме того, под водородные двигатели нужно строить специальные сети заправок. «Вопрос не столько в разработках производителей двигателей, сколько в подготовке и развитии необходимой инфраструктуры, — считает Никита Игумнов, финансовый эксперт, ранее работавший в инвестпроектах Газпромбанка, в органах управления и контроля МОЭСК и «Мосэнергосбыта». — При реализации данного направления возникнет ряд проблем, требующих решения. Среди них — высокая стоимость производства, хранения и транспортировки топлива, а также необходимость масштабного развития необходимой инфраструктуры: заправки, терминалы хранения, производственные мощности. Все эти вопросы требуют масштабных инвестиций».
Нишевой элементИ все-таки будет ошибочным считать водородную энергетику тупиковым направлением. «Например, она давно применяется в ракетостроении, но СМИ редко об этом пишут», — отмечает Шапошников. Пока автомобили на топливных элементах делают первые шаги, их меньшие братья — автопогрузчики уже вовсю переходят на самый легкий газ. В июле Walmart приобрела 55 млн акций одного из пионеров водородной энергетики — компании Plug Power, объявив о планах оснастить 30 своих центров дистрибуции водородными автозаправками, где смогут заряжаться погрузчики компании (сейчас такими заправками оснащены 22 американских магазина Walmart). В апреле этого года Amazon.com купила более 50 млн акций Plug Power, параллельно начав оснащать водородными заправками свои склады.
Компании-конкуренты считают, что водород поможет их центрам быть более эффективными. «Складская техника — это ниша, в которой водородные топливные ячейки уже прочно закрепились, — говорит Данила Шапошников. — Электрические аккумуляторы погрузчиков быстро садятся и подолгу заряжаются. Возникают большие паузы в работе. Кроме того, батареи имеют короткий срок службы. А техника на водороде надежна, неприхотлива и, кроме того, экологична — такие погрузчики могут работать в закрытых помещениях».
То, что силовые установки, работающие на водороде, практически бесшумны, делает их привлекательными для производства военной техники. Уже сейчас такими установками оснащают, например, подводные лодки. Водород служит и для нужд домохозяйств: энергетические станции мощностью от 1 до 5 кВт могут вырабатывать электроэнергию в режиме когенерации, попутно давая тепло для системы отопления и нагрева воды.
В Японии такие автономные системы получили широкое признание после аварии на «Фукусиме», когда ядерная энергетика стала восприниматься как нечто страшное. Агентство по природным ресурсам и энергетике Японии рассматривает развитие водородной промышленности как один из приоритетов, рассчитывая за три года довести число используемых домохозяйствами водородных электрогенераторов до 1,4 млн. Кроме того, правительство мотивирует промышленные компании использовать водород в качестве источника электроэнергии на заводах и фабриках. А организаторы летних Олимпийских игр 2020 года в Токио собираются превратить их в демонстрацию возможностей водородных двигателей.
Среди ниш, где водород находит себе применение уже сегодня, — стационарное резервное питание. «Топливные ячейки требуют мало обслуживания: поставил — забыл, — говорит Шапошников. — Когда напряжение в сети падает до нуля, они включаются. Небольшой баллон с газом, установленный, например, на сотовой вышке, даст ей энергии на сутки, пока ремонтная бригада устраняет проблему. Другая ниша — автономное энергоснабжение удаленных пунктов: можно раз в год наполнять газгольдер, обеспечивая электричеством и теплом небольшой поселок полярников где-нибудь в Арктике». Это решение подойдет для многих труднодоступных уголков страны.
Водородная энергетика будет развиваться даже при отсутствии прорыва в автомобильной отрасли, говорят эксперты. Согласно прогнозу Markets&Markets объем мирового производства водорода, который сейчас составляет $115 млрд, к 2022 году вырастет до $154 млрд. Но и в автомобильной промышленности этот элемент рано списывать со счетов. Да, водород высокого давления требует строительства сотен заправочных станций. Но есть более дешевая альтернатива, которую сейчас разрабатывает сразу несколько компаний, в частности один из лидеров по производству топливных ячеек — канадская Ballard Power, делающая пилотный проект для китайского Министерства транспорта. Жидкий химический состав можно будет заливать в обычные бензохранилища, которыми оснащены АЗС, и заправлять им машину как бензином. В специальном реакторе из жидкости будет выделяться газообразный водород, поступающий в топливную ячейку. Голубая мечта Шварценеггера не столь уж и несбыточна.
Как работает водородный двигатель и какие у него перспективы
Автомобили с водородными двигателями называют главными конкурентами электрокаров. Но у технологии пока что немало минусов, и, например, основатель Tesla Илон Маск называет ее «тупой и бесполезной». Прав он или нет?
С 2018 года в ЕС действует запрет на дизельные автомобили новейшего поколения в населенных пунктах [1]. Это стало поворотным моментом в развитии рынка электрокаров, а также — гибридных и водородных двигателей.
Великобритания еще в 2017-м высказывалась за полный запрет бензиновых авто к 2040 году. Тогда же, если верить исследованию Bloomberg New Energy Finance [2], на электрокары будет приходиться 35% от всех продаж автомобилей. Уже к 2030 году Jaguar и Land Rover планируют довести число электрокаров в своих линейках до 100% [3]. Часть из них тоже работает на водороде.
История развития рынка водородных двигателей
Первый двигатель, работающий на водороде, придумал в 1806 году французский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз [4]. Он получал водород при помощи электролиза воды.
Первый патент на водородный двигатель выдали в Великобритании в 1841 году [5]. В 1852 году в Германии построили двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который работал на воздушно-водородной смеси. Еще через 11 лет французский изобретатель Этьен Ленуар сконструировал гиппомобиль [6], первые версии которого работали на водороде.
В 1933 году норвежская нефтегазовая и металлургическая компания Norsk Hydro Power переоборудовала [7] один из своих небольших грузовиков для работы на водороде. Химический элемент выделялся за счет риформинга аммиака и поступал в ДВС.
В Ленинграде в период блокады на воздушно-водородной смеси работали около 600 аэростатов. Такое решение предложил военный техник Борис Шепелиц, чтобы решить проблему нехватки бензина. Он же переоборудовал 200 грузовиков ГАЗ-АА для работы на водороде.
Первый транспорт на водороде выпустила в 1959 году американская компания Allis-Chalmers Manufacturing Company — это был трактор [8].
Первым автомобилем на водородных топливных элементах стал Electrovan от General Motors 1966 года. Он был оборудован резервуарами для хранения водорода и мог проехать до 193 км на одном заряде. Однако это был единичный демонстрационный экземпляр, который передвигался только по территории завода.
В 1979-м появился первый автомобиль BMW с водородным двигателем. Толчком к его созданию послужили нефтяные кризисы 1970-х, и по их окончании об идее альтернативных двигателей забыли вплоть до 2000-х годов.
В 2007 году та же BMW выпустила ограниченную серию автомобилей Hydrogen 7, которые могли работать как на бензине, так и на водороде. Но машина была недешевой, при этом 8-килограммового баллона с газом хватало всего на 200-250 км.
Первой серийной моделью автомобиля с водородным двигателем стала Toyota Mirai, выпущенная в 2014 году. Сегодня такие модели есть в линейках многих крупных автопроизводителей: Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford и других.
Toyota Mirai 2016 года выпуска
Как работает водородный двигатель?
На специальных заправках топливный бак заправляют сжатым водородом. Он поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.
Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора (чаще всего — платиной), в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество.
Схема работы водородного двигателя
По сути, это — тот же электромобиль, только с другим аккумулятором. Емкость водородного аккумулятора в десять раз больше емкости литий-ионного. Баллон с 5 кг водорода заправляется около 3 минут, его хватает до 500 км.
Как работает водородный двигатель внутри Toyota Mirai
Где применяют водородное топливо?
- В автомобилях с водородными и гибридными двигателями. Такие уже выпускают Toyota, Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler;
- В поездах. Первый такой был выпущен в Германии компанией Alstom и ходит по маршруту Букстехуде — Куксхафен;
- В автобусах: например, в городских низкопольных автобусах марки MAN.
- В самолетах. Первый беспилотник на водороде выпустила компания Boeing, внутри — водородный двигатель Ford;
- На водном транспорте. Siemens выпускает подводные лодки на водороде, а в Исландии планируют перевести на водородное топливо все рыболовецкие суда;
- Во вспомогательном транспорте. Водород используют в электрокарах для гольфа, складских погрузчиках, сервисных автомобилях логистических компаний и аэропортов;
- В энергетике. Электростанции мощностью от 1 до 5 кВт, работающие на водороде, могут обеспечивать теплом и энергией небольшие города и отдельные здания. Например, после аварии на Фукусиме в 2018 году Япония активнее начала переходить на водородную энергетику [9], планируя перевести на водород 1,4 млн электрогенераторов;
- В смесях с обычным топливом. Например, с дизельным или газовым — чтобы удешевить производство.
Плюсы водородного двигателя
- Экологичность при использовании. Водородный транспорт не выбрасывает в атмосферу диоксид углерода;
- Высокий КПД. У двигателя внутреннего сгорания (ДВС) он составляет около 35%, а у водородного — от 45%. Водородный автомобиль сможет проехать на 1 кг водорода в 2,5-3 раза больше, чем на эквивалентном ему по энергоемкости и объему галлоне (3,8 л) бензина;
- Бесшумная работа двигателя;
- Более быстрая заправка — особенно в сравнении с электрокарами;
- Сокращение зависимости от углеводородов. Водородным двигателям не нужна нефть, запасы которой не бесконечны и к тому же сосредоточены в нескольких странах. Это позволяет нефтяным государствам диктовать цены на рынке, что невыгодно для развитых экономик.
Минусы водородного двигателя
- Высокая стоимость. Галлон бензина в США стоит около $3,1 [10], а эквивалентный ему 1 кг водорода — $8,6. Водородные батареи содержат платину — один из самых дорогих металлов в мире. Дополнительные меры безопасности также делают двигатель дорогим: в частности, специальные системы хранения и баки из углепластика, чтобы избежать взрыва.
- Проблемы с инфраструктурой. Для заправки водородом нужны специальные станции, которые стоят дороже, чем обычные.
- Не самое экологичное производство. До 95% сырья для водородного топлива получают из ископаемых [11]. Кроме того, при создании топлива используют паровой риформинг метана, для которого нужны углеводороды. Так что и здесь возникает зависимость от природных ресурсов.
- Высокий риск. Для использования в двигателях водород сжимают в 850 раз [12], из-за чего давление газа достигает 700 атмосфер. В сочетании с высокой температурой это повышает риск самовоспламенения.
Водород обладает высокой летучестью, проникает даже в небольшие щели и легко воспламеняется. Если он заполнит собой весь капот и салон автомобиля, малейшая искра вызовет пожар или взрыв. Так, в июне 2019 года утечка водорода привела к взрыву на заправке в Норвегии. Сила ударной волны была сопоставима с землетрясением в радиусе 28 км. После этого случая водородные АЗС в Норвегии запретили
Водород для топлива можно получать разными способами. В зависимости от того, насколько они безвредны, итоговый продукт называют [13] «желтым» или «зеленым». Желтый водород — тот, для которого нужна атомная энергия. Зеленый — тот, для которого используют возобновляемые ресурсы. Именно на этот водород делают ставку международные организации.
Самый безвредный способ — электролиз, то есть, извлечение водорода из воды при помощи электрического тока. Пока что он не такой выгодный, как остальные (например, паровая конверсия метана и природного газа). Но проблему можно решить, если сделать цепочку замкнутой — пускать электричество, которое выделяется в водородных топливных элементах для получения нового водорода.
Водородный транспорт в России
В России в 2014 году появился свой производитель водородных топливных ячеек — AT Energy. Компания специализируется на аккумуляторных системах для дронов, в том числе военных. Именно ее топливные ячейки использовали для беспилотников, которые снимали Олимпиаду-2014 в Сочи.
В 2019 году Россия подписала Парижское соглашение по климату, которое подразумевает постепенный переход стран на экологичные виды топлива.
Чуть позже «Газпром» и «Росатом» подготовили совместную программу развития водородной технологии на десять лет.
Главный фактор, который может обеспечить России преимущество на рынке водорода — это богатые запасы пресной воды [14] за счет внутренних водоемов, тающих ледников Арктики и снегов Сибири. Вблизи последних уже есть добывающая инфраструктура от «Роснефти», «Газпрома» и «Новатэка».
В конце 2020 года власти Санкт-Петербурга анонсировали [15] запуск каршеринга на водородном топливе совместно с Hyundai. В случае успеха проект расширят и на другие крупные города России.
Перспективы технологии
Вокруг водородных двигателей немало противоречивых заявлений. Одни безоговорочно верят в их будущее — например, Арнольд Шварценеггер еще в 2004 году, будучи губернатором Калифорнии, обещал [16], что к 2010 году весь его штат будет покрыт «водородными шоссе». Но этого так и не произошло. В этом отчасти виноват глобальный экономический кризис: автопроизводителям пришлось выживать в тяжелейших финансовых условиях, а подобные технологии требуют больших и долгосрочных вложений.
Другие, напротив, критикуют технологию за ее очевидные недостатки. Так, основатель Tesla Илон Маск назвал водородные двигатели «ошеломляюще тупой технологией» [17], которая по эффективности заметно уступает электрическим аккумуляторам. Отчасти он прав: сегодня водородным автомобилям приходится конкурировать с электрокарами, гибридами, транспортом на сжатом воздухе и жидком азоте. И пока что до лидерства им очень далеко.
С одной стороны, в Европе Toyota Mirai II стоит несколько дешевле, чем Tesla Model S (€64 тыс. против €77 тыс.) [18]. Полная зарядка водородного автомобиля занимает около 3 минут — против 30-75 минут для электрокара. Однако вся разница — в обслуживании: Toyota Mirai вмещает 5 кг водородного топлива [19] по цене $8-9 за кг. Таким образом, полный бак обойдется в $45, и его хватит на 500 км — получаем около $9 за 100 км пробега. Для Tesla Model S те же 100 км обойдутся всего в $3.
Но у водородного топлива есть существенное преимущество перед электрическими аккумуляторами — долговечность. Если аккумулятора в электрокаре хватает на три-пять лет, то водородной топливной ячейки — уже на восемь-десять лет. При этом водородные аккумуляторы лучше приспособлены для сурового климата: не теряют заряд на морозе, как это происходит с электрокарами.
Есть еще одна перспективная сфера применения водородного топлива — стационарное резервное питание: ячейки с водородом могут снабжать энергией сотовые вышки и другие небольшие сооружения. Их можно приспособить даже для энергоснабжения небольших автономных пунктов вроде полярных станций. В этом случае можно раз в год наполнять газгольдер, экономя на обслуживании и транспорте.
Основной упрек критиков — дороговизна водородного топлива и логистики. Однако Международное энергетическое агентство прогнозирует, что цена водорода к 2030 году упадет минимум на 30% [20]. Это сделает водородное топливо сопоставимым по цене с другими видами [21].
Если вспомнить, как развивался рынок электрокаров, то его росту способствовали три главных фактора:
- Лобби со стороны развитых государств: в США [22], ЕС [23], Японии [24], России [25] и других странах приняты законы в поддержку экологичного транспорта.
- Удешевление аккумуляторов: согласно исследованию Bloomberg New Energy Finance, за последние десять лет цены на литий-ионные аккумуляторы упали с $1200 до $137 за кВт·ч.
- Развитие инфраструктуры: специальные электрозарядные станции и зарядки в крупных бизнес-центрах, на парковках ТЦ и аэропортов.
Водородные двигатели ждет примерно тот же сценарий. В Toyota видят главные перспективы [26] для водородных двигателей в компактных автомобилях, а также в среднем и премиум-классе. Пока что производство не вышло на тот уровень, чтобы бюджетные модели работали на водороде и оставались рентабельными. Современные водородные машины стоят вдвое дороже обычных [27] и на 20% больше, чем гибридные.
Согласно прогнозу Markets&Markets [28], к 2022 году объем мирового производства водорода вырастет со $115 до $154 млрд. Остается главный вопрос: как быть с инфраструктурой? Чтобы водородные двигатели стали массовыми, нужны сети заправок, трубопроводы для топлива, отлаженные логистические цепочки. Все это пока только зарождается. Но и тут есть позитивные сдвиги: например, канадская Ballard Power по заказу китайского Министерства транспорта запустила пилотный проект, в рамках которого водородное топливо можно будет заливать в обычные АЗС.
Водород в баллонах по низкой цене в Екатеринбурге
Купить водород в Екатеринбурге вы можете на сайте специализированной компании «УралСпецГаз»! Мы осуществляем поставки водородных баллонов и других газов в производственные и коммерческие предприятия Свердловской области с 2002 года!
Мы отвечаем за качество нашей продукции и гарантируем вам безопасность при соблюдении всех условий эксплуатации баллона!
Кроме того, купить водород в баллонах с доставкой на сайте «УралСпецГаз» — это просто и очень быстро! Мы осуществляем доставку даже в праздничные и выходные дни!
Также вы можете купить баллон под гелий или воспользоваться услугой заправки водородом! Для этого:
Позвоните нам по телефонам:
+7 (343) 221-00-14
+7 (912) 045-81-22
Оставьте заявку на почте:
Или заполните форму обратной связи ниже.
Наш менеджер проконсультирует вас и поможет оформить заказ и доставку. Купить водородные баллоны или воспользоваться услугой доставки вы можете ежедневно с 8:00 до 19:00.
Цена технического водорода
Водород технический цена в «УралСпецГаз»
| Наименование продукции | Баллоны оборотные | Цена с НДС, в рублях. |
| Водород, марка А, 40л. | 6000 | 3150 |
Сколько стоит баллон с водородом в Екатеринбурге?
Стоимость баллонов сжатого водорода варьируется в зависимости от объёма газа в баллоне. Если в рабочем процессе вашего предприятия потребность в водороде возникает периодически или постоянно, то экономнее в этом случае приобрести баллон под водород и пользоваться услугой заправки, без повторного приобретения тары.
В этом случае, самое главное, не забывать периодически раз в 2-5 лет проверять баллон на исправность, во избежание утечек газа.
Объём водорода в баллоне на срок проверок не влияет.
Почему стоит купить водород технический в компании «УралСпецГаз»?
- Вы можете купить водород технический ГОСТ даже в нерабочие дни;
- Возможна доставка день в день;
- Баллоны соответствуют ГОСТу и проходят обязательную проверку перед заправкой;
- На технический водород цена ниже, чем у конкурентов!
- Всегда в наличии водород в баллоне 10 литров, а также объёмы 20, 40, 50 литров;
- Скидки для постоянных покупателей.
Применение газа водорода в баллонах
Водород технический газообразный применяется в пищевой промышленности, а также других многочисленных сферах производства и коммерческой деятельности. К основному виду применения водорода технического ГОСТ 3022 80 можно отнести следующие:
- Используется в нефтепереработке;
- Охлаждение генераторов тепловых и атомных станций;
- В химической промышленности для получения аммиака, метанола и пластмасс;
- При производстве стекла;
- Атомарный водород используется в процессе металлообработки и сварки;
- В электрической промышленности;
- Производство мыла;
- В качестве топлива.
Хранение водорода в баллонах
Если вы решили купить технический водород, то вам необходимо предварительно ознакомиться с правилами хранения баллонов, для соблюдения всех правил безопасности.
Самым главным и основным требованием при хранении водородных баллонов является минимизирование механических и физических повреждений сосуда.
В процессе использования важно придать баллону максимально статичное состояние, во избежании его внезапного падения и повреждения.
При соблюдении этого правила и при выборе надёжного поставщика вы можете быть уверенны в своей безопасности при использовании технического водорода.
Не знаете где купить водород? Звоните нам прямо сейчас по телефонам:
+7 (343) 221-00-14
+7 (912) 045-81-22
«УралСпецГаз» гарантирует качество и быструю доставку!
Сколько будет стоить водородная энергия?
Затраты, связанные с 40 водородными технологиями, используемыми в 35 приложениях, включая тепло и электроэнергию, могут резко упасть в течение следующего десятилетия по мере того, как продолжается наращивание объемов производства водорода, его распределения и производства оборудования и компонентов. Для некоторых применений водород может стать конкурентоспособным с другими низкоуглеродными альтернативами и даже традиционными вариантами. Таковы основные выводы углубленной оценки затрат на применение водорода в промышленности, которые Hydrogen Council - международный консультативный орган на уровне генеральных директоров - подчеркнул в январе этого года.20 - выпущенный отчет.
Полученные данные дают важную информацию о растущих усилиях по интеграции водорода в глобальную энергетическую систему. В рамках согласованных целей декарбонизации по состоянию на январь 18 правительств (экономики которых составляют 70% мирового валового внутреннего продукта) разработали подробные стратегии внедрения водородных решений. Промышленность также обращает внимание на резкое улучшение факторов затрат, связанных с производством «возобновляемого» водорода, и на разностороннюю роль, которую водород может играть в будущих энергетических системах.
Промышленный интерес к водороду растет
Водородный совет, который служит точкой сотрудничества для водородной отрасли (но также является источником стандартов безопасности и собеседником для инвестиционного сообщества), например, отметил, что его количество увеличилось с 13 компаний в 2017 году до 81 компании, поскольку середины января. «Основные» члены энергетического сектора включают генеральных директоров EDF, ENGIE, Equinor, Shell, Total, Siemens и Cummins, а «поддерживающие» члены включают ITOCHU Corp., Marubeni и Mitsubishi Heavy Industries. В 2020 году совет также учредил новую группу инвесторов, в категорию членов которой в настоящее время входят пять европейских банков.
Хотя совет активно продвигает водород как важнейший компонент будущей глобальной промышленной декарбонизации, он признает, что, несмотря на повышенный интерес и более 30 крупных инвестиций в такие сегменты, как грузовые автомобили большой грузоподъемности, железные дороги и производство стали из низкоуглеродистых или возобновляемых источников энергии. водород - новые проекты еще не санкционированы.Группа считает, что это «вероятно из-за отсутствия подходящей политики и нормативно-правовой базы» и, что немаловажно, из-за недостаточной видимости краткосрочной и долгосрочной экономической жизнеспособности и готовности отрасли. Он предполагает, что правительства могут стимулировать «водородную экономику» за счет усиления координации, стандартизации и сосредоточения внимания на инвестициях в инфраструктуру, а также предоставления стимулов.
Роль отрасли, тем временем, должна быть сосредоточена на создании рынка. Этого можно достичь за счет уменьшения неопределенности рынка, сосредоточения внимания на масштабировании приложений и развития технологий, которые создают наибольшие «улучшения для инвестиций».Например, «увеличение производства топливных элементов с 10 000 до 200 000 единиц может снизить удельные затраты на целых 45%, независимо от каких-либо крупных технологических прорывов, и может повлиять на множество вариантов конечного использования». Увеличение мощности электролиза до 70 ГВт приведет к снижению затрат на электролизер менее 400 долларов за кВт », - говорится в заявлении.
Вот почему совет выпустил свой отчет «Путь к водородной конкурентоспособности: экономическая перспектива». Отчет, который был рассмотрен независимой консультативной группой, состоящей из экспертов по водороду и энергетическому переходу, подготовлен McKinsey & Co.Усилия по сбору и анализу 25 000 точек данных от 30 компаний по всей цепочке создания стоимости водорода в США, Европе, Японии, Южной Корее и Китае. Он разбил его на 35 приложений, которые охватывают от транспорта - включая поезда на топливных элементах и вилочные погрузчики, авиацию и корабли - до промышленного сырья, тепла и электроэнергии. Кроме того, он разделяет водородное тепло и электроэнергию по приложениям для зданий, промышленности и электросети. Для каждого приложения он оценил общую стоимость владения (TOC) для «низкоуглеродного водородного решения» с 2020 по 2050 год, а затем сравнил затраты с другими низкоуглеродными решениями, такими как батареи, транспортные средства и тепловые насосы, а также традиционные технологии, такие как дизельные автомобили и газовые котлы (рис. 1).В нем говорится, что более 70% опрошенных TOC относятся к нетранспортным приложениям.
1. Водородный совет оценил, как водородные решения могут конкурировать с доступными в настоящее время низкоуглеродными (такими как батареи) и традиционными альтернативами до 2050 года. Для турбин комбинированного цикла, например, конкурентоспособность водорода зависит от наличия улавливания и хранения углерода (CCS). . Если CCS недоступен, водород является единственным способом обезуглероживания приложения, говорится в сообщении. Предоставлено: Hydrogen Council.Разрушение экономики применения водорода в энергетике
Среди его основных выводов - то, что, хотя это в значительной степени зависит от региона для энергетических приложений, конечная стоимость возобновляемого водорода имеет значение. Сегодня возобновляемый водород от электролиза стоит около 6 долларов за килограмм (кг). В целом, однако, делается вывод о том, что в краткосрочной перспективе (до 2025 года) водород может стать конкурентоспособным на транспорте, в основном для крупногабаритных транспортных средств с большой протяженностью - например, поездов и автобусов - и вилочных погрузчиков.К 2030 году, если затраты на производство и распределение водорода продолжат снижаться, водородные решения могут конкурировать с другими низкоуглеродными альтернативами в водородных турбинах простого цикла для пиковой мощности, водородных котлов и промышленного отопления. Ниже в отчете подробно описаны некоторые конкретные энергетические приложения.
Топливные элементы для комбинированного производства тепла и электроэнергии (FC-CHP). В этом приложении водород используется для выработки энергии из топливных элементов, а затем он восстанавливает и использует побочное тепло для горячей воды, отопления или охлаждения жилых и коммерческих зданий.По сравнению как с низкоуглеродными (водородные котлы и тепловые насосы с сетевым электричеством), так и с природным газом (котел плюс сетевое электричество и ТЭЦ на природном газе), FC-CHP может оказаться жизнеспособной альтернативой для дома в Северной Англии к 2030 году, когда стоимость водорода составляет около 1,9 доллара за кг.
Промышленное тепло. Электрификация останется самым дешевым вариантом декарбонизации низкопотенциального тепла, поэтому водород вряд ли будет играть значительную роль. Для получения тепла среднего и высокого качества биомасса является вариантом, но она сталкивается с ограничениями поставок, и CCS, вероятно, будет ограничиваться регионами, имеющими доступ к хранилищам углекислого газа.В отчете говорится, что там, где это невозможно, водород и электрическое отопление будут единственными решениями с низким содержанием углерода.
Генераторы. В то время как резервные генераторы в основном используют дизельное топливо или природный газ, генераторы на водородных топливных элементах могут быть жизнеспособной альтернативой, особенно в удаленных местах, где батареи и возобновляемые источники энергии нежизнеспособны из-за неоптимальных условий. Например, водородная альтернатива может сэкономить более 40% по сравнению с солнечной установкой и батареей в Эдинбурге. Тем не менее, в нем отмечается, что для обеспечения безубыточности требуется стоимость доставки водорода в очень удаленное место в размере 6 долларов за кг, «что может оказаться сложной задачей.”
В то же время на юге Испании генератор водородного топлива будет на 30% дороже, чем гибрид на солнечных батареях в 2030 году. В настоящее время двумя основными факторами, влияющими на стоимость генераторов водорода, являются стоимость топливного элемента и системы резервуаров и стоимость производства и распределения водорода. По оценкам, стоимость топливных элементов и водородных резервуаров к 2030 году снизится на 70%, что будет обусловлено увеличением объемов рынка топливных элементов и резервуаров для нескольких приложений, например, для транспортировки.Между тем, стоимость поставляемого водорода, по прогнозам, снизится примерно на 20-40% к 2030 году, что позволит отпускать водород на уровне от 4,50 до 6 долларов за кг.
Турбины для сетевой энергетики. Системы, использующие водород в качестве топлива для выработки электроэнергии, должны обеспечивать гибкую энергию для обеспечения стабильности и устойчивости. На сегодняшний день существует несколько систем преобразования энергии в газ, которые предполагают преобразование возобновляемой энергии в газообразные энергоносители посредством электролиза, но многие из них остаются небольшими по масштабу - менее 1 МВт.Однако было предложено несколько крупных проектов по «возобновляемому водороду». Вместе с тем, с 2010 года стоимость электролиза упала примерно на 60% (с 10-15 долларов за кг водорода до 4 долларов за кг), говорится в отчете. Один из приведенных в нем примеров, который касается морского электролиза с использованием ветра в Германии, предполагает, что к 2030 году затраты могут снизиться еще на 60%. Между тем, водород уже сжигался в газовых турбинах, хотя и в небольших объемах, и с так называемым «серым водородом», который получают из ископаемого топлива.Однако все основные производители газовых турбин в настоящее время разрабатывают газовые турбины, которые могут сжигать 100% водород, как для пиковой, так и для базовой нагрузки, в качестве декарбонизированной альтернативы природному газу.
Но, согласно отчету, низкоуглеродная поставка водорода будет «актуальна только в регионах, ограниченных потенциалом возобновляемых источников энергии, и в ситуациях, когда альтернативы, такие как ископаемое топливо с прямым УХУ или биомасса (древесная щепа или биогаз), не подходят». В таких случаях, отмечается в нем, «компании могут импортировать водород и использовать его для питания водородных турбин.«При предполагаемой импортной цене в 3 доллара за килограмм водорода электроэнергия, производимая водородными турбинами, может стоить около 140 долларов за МВтч. Для сравнения, проведенный Lazard за ноябрь 2019 года анализ приведенных затрат на энергию (LCOE) предполагает, что производство несубсидированного природного газа в комбинированном цикле сегодня стоит от 44 до 68 долларов за МВт-ч (рис. 2).
2. Последний ежегодный анализ приведенной стоимости энергии Lazard (LCOE 13.0) показывает, что по мере того, как стоимость возобновляемых источников энергии продолжает снижаться, некоторые технологии (например, наземный ветер и солнечная энергия для коммунальных предприятий), которые через несколько лет стали конкурентоспособными с точки зрения затрат по сравнению с традиционной генерацией. назад на основе нового строительства, продолжать поддерживать конкурентоспособность с помощью предельных затрат существующих традиционных технологий генерации.Предоставлено: Lazard. Экономика водородных газовых турбин будет лучше, если агрегаты обеспечивают краткосрочную многочасовую балансировку (например, с установкой пиковой нагрузки простого цикла) или многодневную / недельную генерацию в сочетании с генерацией в комбинированном цикле, иногда при возобновляемых поколение невысокое. «Таким образом, водород может действовать как буфер и вариант долгосрочного хранения для энергосистемы», - говорится в сообщении. Хранение больших объемов водорода будет особенно целесообразным при невысокой стоимости. Система хранения в каверне - например, проект, предложенный Mitsubishi Hitachi Power Systems в Юте - может достигнуть примерно 0 долларов.30 / кг водорода - и это означает, что по сравнению с батареями его влияние на время хранения на общую стоимость более ограничено. «Следовательно, водород должен иметь преимущества перед батареями, особенно при более длительном хранении - от пяти часов до нескольких дней или даже недель», - заключает он.
Однако ключевым недостатком этого пути «энергия-газ-энергия», если для производства водорода используется электролиз, является эффективность в оба конца, которая составляет «около 45%», - говорится в сообщении. В отчете приводится пример, иллюстрирующий штраф за МВтч, связанный с маршрутом преобразования электроэнергии в газ в электроэнергию: «Производство водорода из недорогих возобновляемых источников энергии по цене 25 долларов США / МВт-ч с коэффициентом мощности 50% дает затраты в размере 1 доллара США. .70 / кг произведенного водорода. Хранение этого водорода под землей добавит еще около 0,30 доллара за кг, таким образом, стоимость водорода составит 2 доллара за кг. Если этот водород используется для выработки электроэнергии, итоговая стоимость составит от 100 до 200 долларов за МВтч. В идеальных условиях (например, турбина ПГУ с загрузкой 60%) стоимость составляет 100 долларов США / МВтч, тогда как турбины простого цикла с загрузкой 25% будут обеспечивать мощность по 200 долларов США / МВтч ».
Тем не менее, отчет оптимистичен. Поскольку затраты на производство водорода будут составлять до 80% общих затрат на производство электроэнергии (Рисунок 3), если техническая осуществимость турбины на 100% водороде будет доказана, капитальные затраты на водородные турбины могут «конкурировать с затратами на газовые турбины к 2030 году, - говорится в нем.На данный момент, однако, «компании должны использовать водородную электроэнергию, во-первых, для гибкой генерации с высокой добавленной стоимостью, а во-вторых, базовая водородная выработка электроэнергии для глубокой декарбонизации в ситуациях с ограниченным потенциалом возобновляемых источников энергии потребует сильной политической поддержки».
3. Производство электроэнергии на основе водорода по сравнению с природным газом. Это сравнение затрат от Водородного совета предполагает, что стоимость водорода от автотермического риформинга с улавливанием и хранением углерода в 2030 году в США составит 1,1 доллара за кг; 0,17 доллара США / кг в Германии; и 1 доллар.8 / кг в Японии и Южной Корее. Предоставлено: Hydrogen Council- Сонал Патель - старший младший редактор POWER.
Для того, чтобы затраты на экологически чистый водород были жизнеспособными, необходимо снизить их более чем на 50%: S&P Global Ratings
Три причины, по которым резкий спад «возможен к 2030 году»
Одновременная поддержка CCS для увеличения объемов
Трубопровод перед сжижением
Лондон - Стоимость производства водорода из возобновляемых источников энергии должна будет снизиться более чем на 50% до 2 долларов.0–2,5 доллара за кг к 2030 году, чтобы сделать водород жизнеспособной альтернативой обычным видам топлива, сообщает S&P Global Ratings 19 ноября.
Не зарегистрирован?
Получайте ежедневные оповещения по электронной почте, заметки для подписчиков и персонализируйте свой опыт.
ЗарегистрироватьсяЭто может быть достигнуто с затратами на производство солнечной или ветровой энергии в размере 20-30 долларов США / МВтч, и если стоимость электролизеров упадет на 30-50%, говорится в новом отчете агентства «Как водород может подпитывать энергетический переход».
«Мы считаем, что к 2030 году возможно резкое снижение затрат на экологически чистый водород за счет трех факторов», - говорится в отчете.
При нормированной стоимости возобновляемой энергии, составляющей до 60% затрат на экологически чистый водород, снижение цены на электроэнергию на 10 долларов США / МВт-ч снизит стоимость водорода на 0,4-0,5 доллара США / кг.
Снижение капитальных затрат на электролизер на 250 долларов / кВт тем временем снизит стоимость водорода еще на 0,3-0,4 доллара / кг.
Наконец, увеличение коэффициентов использования производственных мощностей до 50% с 40% снизило бы стоимость водорода еще на 0 долларов.2- 0,3 $ / кг.
«Степень, в которой безуглеродная ядерная энергия может служить топливом для электролизных установок, еще предстоит увидеть, но повышение коэффициентов мощности электролиза с 50% до 90% может снизить затраты на водород на 1 доллар США / кг», - отмечается в докладе.
Синий буст
Одновременная поддержка улавливания и хранения углерода для производства голубого водорода (паровой риформинг ископаемого топлива плюс CCS) увеличит предложение низкоуглеродного водорода по более конкурентоспособной цене, говорится в отчете.
Голубой водород в настоящее время дешевле зеленого водорода, и, при условии наличия месторождений нефти и газа или соляных пещер для хранения СО2, этот метод может обеспечить большие объемы в краткосрочной и среднесрочной перспективе.
Подобный рост объемов зеленого водорода ограничен тем фактом, что большая часть мощностей возобновляемых источников энергии в следующем десятилетии будет необходима для замены традиционной генерации или удовлетворения растущего потребления электроэнергии, говорится в отчете.
По его словам, замена угольной или газовой генерации на возобновляемые источники энергии более экономична и экономична, чем использование возобновляемых источников энергии для производства водорода.
Таким образом, Европа, в частности, вероятно, будет нетто-импортером зеленого водорода из регионов с более дешевыми и распространенными возобновляемыми источниками энергии, что вызывает вопрос: как лучше транспортировать газ?
«Мы видим наибольший потенциал в трубопроводах, например, соединяющих Европу с дешевой солнечной энергией Северной Африки», - говорится в отчете.
Создание цепочки сжиженного водорода потребует много времени и может быть нереалистичным с учетом высоких начальных затрат.
Однако, даже если увеличение производства сжиженного водорода представляется маловероятным, «Япония инвестирует в пилотный проект по сжижению водорода в Австралии», - отмечается в отчете.
Сравнение цен
Сегодня потребляется около 73 миллионов тонн чистого водорода в год, около половины - в нефтеперерабатывающей промышленности и еще 40% - в производстве аммиачных удобрений.Его производство из ископаемого топлива является чрезвычайно углеродоемким: 1 кг h3 вызывает выбросы CO2 11 тонн.
«Следовательно, несмотря на то, что водород является нишевым рынком, на его долю приходится 830 миллионов тонн CO2, что эквивалентно почти 3% из примерно 33 гигатонн мировых выбросов, связанных с энергетикой, произведенных в 2019 году», - говорится в отчете.
Согласно оценкам цен на водород Platts, обычные цены на водород в октябре 2020 года составляли в среднем 1,25 доллара за кг на побережье Мексиканского залива США по сравнению с 2 долларами за кг в Калифорнии.
При использовании спотовых цен на электроэнергию в качестве исходных данных эталонные цены на водород на основе электролиза с протонообменной мембраной (PEM) будут составлять 2,8 долл. США / кг и более 4 долл. США / кг для побережья Мексиканского залива и Калифорнии соответственно.
В Нидерландах сопоставимые цены на обычный водород составляли около 1,7 долл. / Кг, 1,9 долл. / Кг для синего водорода и 4,3 долл. / Кг для зеленого водорода (PEM-электролиз).
В Японии обычные цены на водород составляли в среднем 2,7 доллара за кг, в то время как индикатор цен на водород для электролиза с помощью PEM составлял в среднем 5 долларов.3 / кг на основе спотовых цен на электроэнергию.
Анализ затрат на производство водорода| Водородные и топливные элементы
На этой интерактивной карте показаны результаты проведенного NREL анализа стоимости водорода за 2011 год. от электролиза на потенциальных объектах по всей территории Соединенных Штатов.
NREL проанализировал стоимость производства водорода с помощью ветрового электролиза воды на заводе 42 потенциальных объекта в 11 штатах по всей стране.Этот анализ включал централизованные заводов, производящих министерство энергетики (DOE), планирует производить 50 000 кг водорода на день, используя как ветровую, так и сетевую электроэнергию. Использование ветровой и сетевой электроэнергии может быть сбалансированным либо по мощности, либо по стоимости, включая или исключая покупку пикового лета электричество. Текущие ветровые стимулы, такие как налоговый кредит на производство (PTC), инвестиции Налоговый кредит (ITC) и казначейский грант - могут снизить затраты на водород примерно на 1 доллар США / кг. и имеют решающее значение для достижения целевых показателей затрат Министерства энергетики.
Используйте этот интерактивный инструмент для изучения результатов анализа NREL. Выберите анализ варианты, которые вы хотите увидеть, а затем нажмите на результаты на карте, чтобы узнать больше о экономика производства водорода с помощью энергии ветра. Для получения дополнительной информации см. Географический анализ стоимости водорода в США из бумаги для электролиза или веб-семинар по моделированию затрат на перенос энергии из ветра в водород и результатам проекта.
Просмотр текстовой версии данных карты.
1 Комбинированный эффект налогового кредита на производство (PTC), инвестиционного налогового кредита (ITC) и Казначейский грант снижают цены на ветровую электроэнергию на 0,02 доллара за кВтч. Эффект предполагается за весь 20-летний период реализации проектов в данном анализе.См .: Wiser, R., Болинджер, М., Отчет о рынке ветроэнергетики 2010 года. DOE / GO-102011-3322. Голден, КО: NREL, 2011.
2 Целевые затраты Министерства энергетики США на 2015 г. (в долларах 2007 г.) составляют 3,10 долл. США / кг для центральные водородные установки и 3,70 долл. / кг для распределенных водородных установок. См .: Многолетний план исследований, разработок и демонстраций (производство водорода).
3 Стоимость сжатия, хранения и распределения (CSD) водорода регулируется с 1 доллар.88 / кг H 2 в долларах 2005 г. до 2,00 долл. США / кг H 2 в долларах 2007 г. с использованием макроэкономических показателей США и выбросов углекислого газа Таблица. Для получения дополнительной информации о затратах на CSD см .: Genovese, J., et al. Текущая (2009 г.) смета современных затрат на производство водорода с использованием водного электролиза: Независимый обзор. NREL / BK-6A1-46676. Голден, КО: NREL, 2009.
4 Site ID ссылается на набор данных Eastern Wind или Western Wind, в зависимости от ситуации.
5 Стоимость скорректирована до долларов 2007 года с точностью до двух значащих цифр.
Будущее водорода - Анализ
Пришло время задействовать потенциал водорода, чтобы сыграть ключевую роль в обеспечении чистой, безопасной и доступной энергетики будущего. По запросу правительства Японии, председательствующей в «Группе двадцати», Международное энергетическое агентство (МЭА) подготовило этот знаменательный отчет для анализа текущего состояния дел с водородом и предоставления рекомендаций по его будущему развитию.В отчете делается вывод, что чистый водород в настоящее время пользуется беспрецедентным политическим и деловым импульсом, а количество политик и проектов во всем мире быстро растет. В нем делается вывод о том, что настало время для расширения технологий и снижения затрат, чтобы водород получил широкое распространение. Прагматические и действенные рекомендации правительствам и промышленности, которые предоставлены, позволят в полной мере воспользоваться этим растущим импульсом.
Водород может помочь в решении различных критических энергетических проблем. Он предлагает способы обезуглероживания ряда секторов, включая перевозки на дальние расстояния, химическую промышленность, а также производство чугуна и стали, где оказывается трудным существенно сократить выбросы. Это также может помочь улучшить качество воздуха и укрепить энергетическую безопасность. Несмотря на очень амбициозные международные климатические цели, глобальные выбросы CO 2 , связанные с энергетикой, достигли рекордно высокого уровня в 2018 году. Загрязнение атмосферного воздуха также остается насущной проблемой: ежегодно преждевременно умирают около 3 миллионов человек.
Водород универсален. Уже доступные сегодня технологии позволяют водороду производить, хранить, перемещать и использовать энергию по-разному. Для производства водорода можно использовать самые разные виды топлива, включая возобновляемые источники энергии, ядерную энергию, природный газ, уголь и нефть. Его можно транспортировать в виде газа по трубопроводам или в жидкой форме на судах, как и сжиженный природный газ (СПГ). Его можно преобразовать в электричество и метан для питания домов и кормов, а также в топливо для автомобилей, грузовиков, кораблей и самолетов.
Водород может позволить возобновляемым источникам энергии внести еще больший вклад. Он может помочь с переменной производительностью возобновляемых источников энергии, таких как солнечная фотоэлектрическая энергия (PV) и ветер, доступность которых не всегда соответствует спросу. Водород является одним из ведущих вариантов хранения энергии из возобновляемых источников и выглядит многообещающим вариантом с наименьшими затратами для хранения электроэнергии в течение нескольких дней, недель или даже месяцев. Водород и топливо на основе водорода могут транспортировать энергию из возобновляемых источников на большие расстояния - из регионов с обильными солнечными и ветровыми ресурсами, таких как Австралия или Латинская Америка, в энергоемкие города за тысячи километров.
В прошлом для водорода были неудачные попытки; на этот раз могло быть иначе. Недавние успехи солнечных фотоэлектрических, ветряных, аккумуляторных и электрических транспортных средств показали, что политические и технологические инновации способны создать глобальные отрасли экологически чистой энергии. В условиях постоянно меняющегося мирового энергетического сектора универсальность использования водорода вызывает все больший интерес со стороны различных групп правительств и компаний. Поддержка исходит от правительств, которые импортируют и экспортируют энергию, а также от поставщиков возобновляемой электроэнергии, производителей промышленного газа, электроэнергетических и газовых компаний, автопроизводителей, нефтегазовых компаний, крупных инженерных фирм и городов.Инвестиции в водород могут способствовать развитию новых технологий и промышленности во всем мире, создавая квалифицированные рабочие места.
Водород можно использовать гораздо шире. Сегодня водород используется в основном в нефтепереработке и производстве удобрений. Чтобы он мог внести значительный вклад в переход к чистой энергии, его также необходимо внедрить в секторах, где он почти полностью отсутствует в настоящее время, таких как транспорт, здания и производство электроэнергии.
Однако чистое и широкое использование водорода при глобальном энергетическом переходе сталкивается с рядом проблем:
- Производство водорода из низкоуглеродной энергии в настоящее время является дорогостоящим. Анализ IEA показывает, что стоимость производства водорода из возобновляемых источников энергии может упасть на 30% к 2030 году в результате снижения затрат на возобновляемые источники энергии и увеличения производства водорода. Топливные элементы, заправочное оборудование и электролизеры (производящие водород из электричества и воды) могут выиграть от массового производства.
- Развитие водородной инфраструктуры идет медленно и сдерживает широкое распространение. Цены на водород для потребителей сильно зависят от количества заправочных станций, частоты их использования и количества поставляемого водорода в день. Решение этой проблемы, вероятно, потребует планирования и координации с участием национальных и местных органов власти, промышленности и инвесторов.
- Сегодня водород почти полностью обеспечивается за счет природного газа и угля. Водород уже используется в промышленных масштабах по всему миру, но его производство обеспечивает ежегодные выбросы CO2, эквивалентные выбросам в Индонезии и Соединенном Королевстве вместе взятых. Использование этого существующего масштаба на пути к экологически чистой энергии будущего требует как улавливания CO2 при производстве водорода из ископаемого топлива, так и увеличения поставок водорода из чистой электроэнергии.
- Правила в настоящее время ограничивают развитие индустрии чистого водорода. Правительство и промышленность должны работать вместе, чтобы существующие правила не создавали ненужных препятствий для инвестиций.Торговля выиграет от общих международных стандартов безопасности транспортировки и хранения больших объемов водорода и отслеживания воздействия на окружающую среду различных поставок водорода.
МЭА определило четыре краткосрочные возможности для увеличения количества водорода на пути к его чистому и повсеместному использованию. Сосредоточение внимания на этих реальных трамплинах может помочь водороду достичь необходимого масштаба, чтобы снизить затраты и снизить риски для правительств и частного сектора.Хотя у каждой возможности есть своя цель, все четыре также взаимно усиливают друг друга.
- Сделайте промышленные порты нервными центрами для расширения использования чистого водорода. Сегодня большая часть нефтеперерабатывающих и химических производств, в которых используется водород на основе ископаемого топлива, уже сосредоточена в прибрежных промышленных зонах по всему миру, таких как Северное море в Европе, побережье Мексиканского залива в Северной Америке и юго-восточный Китай. Поощрение этих заводов к переходу на более чистое производство водорода снизит общие затраты.Эти крупные источники подачи водорода могут также использоваться для заправки судов и грузовиков, обслуживающих порты, и других близлежащих промышленных объектов, например сталелитейных заводов.
- Опирайтесь на существующую инфраструктуру, такую как миллионы километров газопроводов. Внедрение чистого водорода для замены всего 5% объема поставок природного газа в страны значительно повысит спрос на водород и снизит затраты.
- Расширить водород в транспорте через автопарк, грузовые перевозки и коридоры. Использование автомобилей, грузовиков и автобусов с большим пробегом для перевозки пассажиров и грузов по популярным маршрутам может сделать автомобили на топливных элементах более конкурентоспособными.
- Открытие первых международных судоходных маршрутов для торговли водородом. Уроки успешного роста мирового рынка СПГ можно использовать. Международная торговля водородом должна начаться в ближайшее время, если она хочет оказать влияние на глобальную энергетическую систему.
Международное сотрудничество имеет жизненно важное значение для ускорения роста производства универсального чистого водорода во всем мире. Если правительства будут работать над масштабированием производства водорода скоординированным образом, это может помочь стимулировать инвестиции в заводы и инфраструктуру, которые снизят затраты и позволят обмениваться знаниями и передовым опытом. Торговля водородом выиграет от общих международных стандартов. Как глобальная энергетическая организация, охватывающая все виды топлива и все технологии, МЭА будет продолжать предоставлять тщательный анализ и рекомендации по вопросам политики для поддержки международного сотрудничества и эффективного отслеживания прогресса в предстоящие годы.
В качестве дорожной карты на будущее мы предлагаем семь ключевых рекомендаций, которые помогут правительствам, компаниям и другим лицам воспользоваться этим шансом и позволить чистому водороду реализовать свой долгосрочный потенциал.
Стоимость производства водорода - обзор
11.7.3 Экономика электролиза
На затраты на производство водорода при электролизе влияют капитальные затраты на электролизер, его использование и (средняя) цена покупки электроэнергии во время эксплуатации. 20 Высокая загрузка электролизера снижает удельную долю капитальных затрат электролизера в затратах на производство водорода; с другой стороны, более высокий коэффициент использования увеличивает затраты на электроэнергию, поскольку в него все чаще будут включаться часы дорогостоящей электроэнергии. Следовательно, чтобы минимизировать затраты на водород, использование электролизера должно быть сбалансировано с ценой на электроэнергию.
Оптимальное использование электролизера, приводящее к наименьшим затратам на производство водорода, составляет порядка 3000–6000 ч при относительно стабильном профиле затрат в этом диапазоне.Менее чем примерно через 2000 часов работы капитальные затраты начинают преобладать над производственными затратами, делая водород от электролиза все более дорогим; следовательно, чем ниже коэффициент использования, тем ниже должны быть капитальные затраты на электролизер. Но производственные затраты также очень чувствительны к ценам на электроэнергию: например, при использовании 40–50% и средней цене на электроэнергию 40–50 евро / МВтч el затраты на электроэнергию составляют более 50% затрат на водород.
В случае применения PtG коэффициент использования электролизера становится ключевым параметром.Чтобы проиллюстрировать результирующее использование электролизеров при работе только на «избыточной» электроэнергии , полезно построить кривые продолжительности остаточной нагрузки для различных уровней проникновения прерывистых возобновляемых источников энергии. 21 На рисунке 11.4 показаны две типичные кривые продолжительности остаточной нагрузки для 30% и 80% доли выработки из периодически возобновляемых источников энергии в общем спросе на электроэнергию.
Рисунок 11.4. Примерные кривые продолжительности остаточной нагрузки для различных долей возобновляемых источников энергии.
Часть кривых ниже оси x - это остаточная нагрузка и мера количества произведенной избыточной электроэнергии, на которую нет немедленного спроса, т.е.е., когда генерация превышает нагрузку. (Часть выше оси x является мерой дефицита, который должен быть покрыт либо гибкой традиционной генерацией, либо хранением.) Очевидно, что с низкой (<30%) долей колеблющегося производства электроэнергии из возобновляемых источников количество избыток очень ограничен и составляет порядка 500–1000 часов в год. При периодической доле возобновляемых источников энергии около 80% или более значительные объемы избыточной электроэнергии могут возникать в течение 3000–4000 часов в течение года.Однако важно отметить, что эти сценарии не принимают во внимание развертывание других технологий хранения с течением времени, таких как батареи, которые уменьшили бы любые излишки, доступные для преобразования в водород.
Левая часть следующего рисунка в качестве примера иллюстрирует, как конкретные затраты на производство водорода в комплексном электролизере и подземном хранилище зависят от фактического использования электролизера; Показанная полоса пропускания указывает на колебания цен на электроэнергию (в среднем от 25 до 40 евро / МВтч) и капитальных затрат на электролизер (между примерно 1200 евро / кВт или в настоящее время и прогнозируемым уровнем в 500 евро / кВт или ).При низком использовании менее 1000 ч затраты на водород недопустимо высоки, порядка как минимум 10 евро / кг. Между 3000 и 4000 часами затраты на водород начинают выравниваться в диапазоне 2–6 евро / кг. Сравнивая этот уровень затрат с тем, что было бы коммерчески приемлемым для различных конечных пользователей (см. Правую часть), становится очевидно, что только продажа водорода транспортному сектору является положительным экономическим обоснованием (без учета цен на CO 2 или нормативных требований меры).
Поскольку может пройти некоторое время, прежде чем будут достигнуты ситуации, когда излишки значительно превышают 2000 ч, хранение излишков электроэнергии в виде водорода не представляется экономически жизнеспособным в ближайшем будущем.Увеличение количества часов работы за счет приобретения дополнительной (недорогой) электроэнергии, очевидно, улучшило бы экономику электролиза, но в зависимости от интенсивности выбросов CO 2 в сети, это может эффективно увеличить выбросы CO 2 в производимый водород. При определенных обстоятельствах электролизеры могут быть в состоянии генерировать дополнительные потоки доходов, предоставляя услуги для стабильности сети, такие как регулирование частоты, что улучшит экономику производства водорода, хотя и незначительно.
Рисунок 11.5 дополнительно иллюстрирует, что электролиз как средство преобразования возобновляемой избыточной электроэнергии в водород (с подземным хранилищем или без него) - что является непомерно дорогостоящим при низком уровне использования, т. Е. До тех пор, пока не будет достаточно высокой доли периодически возобновляемых источников энергии в структуре генерации, - остается экономически сложный маршрут даже при более высокой загрузке. В основном это связано с тем, что водород, получаемый при электролизе, изо всех сил пытается быть конкурентоспособным по стоимости с другими способами производства водорода, тем более что в отсутствие регулирования, которое позволяет монетизировать его потенциальные преимущества CO 2 (при условии, что он производится из « зеленое »электричество).
Рисунок 11.5. Диапазон фактических и допустимых затрат на производство водорода для различных конечных пользователей.
В краткосрочной перспективе, за исключением использования в качестве топлива в FCEV, никакое другое применение не приведет к положительному экономическому обоснованию для водорода из электролиза при отсутствии благоприятных мер поддержки политики или «готовности платить надбавку» со стороны конечный пользователь. В целом, то, что делает сектор мобильности экономически наиболее привлекательным рынком для водорода (из электролиза), - это тот факт, что ориентир продажных цен на водород в качестве автомобильного топлива устанавливается ценой на обычное жидкое топливо, т.е.е., бензин или дизельное топливо, и, следовательно, привязаны к цене на нефть; плюс гораздо более высокая эффективность трансмиссии на топливных элементах по сравнению с системами ICE.
Когда водород, полученный при электролизе, должен конкурировать по теплотворной способности с природным газом, т. Е. Когда ориентир продажной цены на водород устанавливается на основе цены природного газа, например, в случае добавления в сеть природного газа или при его использовании в качестве сырья в промышленности (например, на нефтеперерабатывающих заводах) он неконкурентоспособен по затратам в соответствии с текущими ценовыми режимами на энергию и CO 2 и существующим регулированием.Например, для того, чтобы использование зеленого водорода в промышленных приложениях стало экономически жизнеспособным вариантом снижения выбросов CO 2 , потребуются цены на CO 2 порядка 100–200 евро / тонну. То же самое справедливо и для использования водорода, чтобы обеспечить крупномасштабные временные сдвиги в электричестве на недели и месяцы за счет переэлектрификации, для которой электролиз в сочетании с хранением в кавернах на сегодняшний день кажется единственным технически осуществимым вариантом; однако, как упоминалось ранее, переэлектрификация может стать необходимостью для решения проблем дефицита в случае очень высокой доли возобновляемых источников энергии и очень жестких лимитов выбросов CO 2 , что потребует соответствующих политических стимулов.
«Зеленый водород будет конкурентоспособен по стоимости с серым h3 к 2030 году - без цены на углерод»
Ожидается, что стоимость зеленого водорода в этом десятилетии резко снизится, поскольку стоимость возобновляемых источников энергии и электролизеров упадет до точка, где он может конкурировать с серым водородом даже без платы за углерод, согласно данным аналитического центра по климатическому бизнесу Energy Transitions Commission * (ETC).
«Сегодня зеленый водород дороже серого водорода, но тенденции цен указывают на то, что зеленый водород может стать дешевле серого водорода в следующем десятилетии», - говорит директор ETC Фаустин Деласаль Recharge .
«[Это] без цены на углерод и, очевидно, с ценой на углерод, даже быстрее. Но мы ожидаем, что к 2030 году зеленый водород будет стоить ниже 2 долларов за килограмм в большинстве регионов и даже ниже в благоприятных регионах с очень дешевыми возобновляемыми источниками энергии ».
В этих благоприятных местах, таких как Австралия, ожидается, что стоимость зеленого H 2 упадет до 1 доллара за кг к 2030 году, согласно отчету ETC Создание водородной экономики: ускорение производства чистого водорода в электрифицированной экономике .
Стоимость производства серого водорода из неослабленного природного газа или угля и закачки 830 миллионов тонн CO 2 в воздух каждый год - в настоящее время составляет от 0,70 до 2,20 доллара за кг, в значительной степени зависит от цены на природный газ. или уголь. Ожидается, что в этом десятилетии это не изменится.
. Фаустин Деласаль, директор Комиссии по энергетическому переходу. Фото: Комиссия по энергетическому переходуETC подсчитала, что стоимость голубого водорода - серого H 2 с улавливанием и хранением углерода (CCS) -, следовательно, будет в пределах 1 доллара.3-2,9 / кг за кг сегодня, и эта цена лишь незначительно упадет к 2030 году, когда CCS будет увеличиваться.
«В результате затраты на зеленый водород, вероятно, упадут ниже затрат на синий водород в некоторых регионах до 2030 года, а в большинстве случаев - к 2050 году», - говорится в отчете. «Во многих местах будущая стоимость зеленого водорода может быть ниже сегодняшней стоимости серого водорода, что сделает конечную стоимость декарбонизации производства водорода очень небольшой и потенциально даже отрицательной.
«Таким образом, вполне вероятно, что« зеленый »маршрут добычи будет основным маршрутом добычи в долгосрочной перспективе, хотя в переходном периоде и в определенных местах, где затраты на газ очень низкие, будут играть важную роль« голубые ».
В исследовании добавлено, что его «базовый сценарий» предполагает, что к 2050 году 85% чистого водорода будет зеленым, а только 15% синим.
Это можно рассматривать как серьезный удар по нефтегазовой отрасли, которая надеется декарбонизировать свои операции с природным газом с помощью голубого водорода, хотя ETC указывает, что годовой спрос на голубой водород в середине века будет немного выше, чем сегодняшнее ежегодное производство серого водорода - 120 миллионов тонн против 115 миллионов.
В отчете также говорится: «Во всех сценариях синий водород, вероятно, будет играть важную роль в 2020-х годах, в частности, за счет преобразования серых водородных объектов на синий водород.Однако строительство новых предприятий по производству голубого 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 спроса на энергию (включая производные от H 2 , такие как аммиак и синтетическое авиационное топливо).
Для этого потребуется до 30 000 ТВт-ч электроэнергии с нулевым выбросом углерода, помимо примерно 90 000 ТВт-ч, необходимых для прямой электрификации - как указано в параллельном отчете ETC, Создание возможности чистой электрификации ( см. Отдельную статью здесь ) .
Вероятное использование чистого h3
Чистый водород «весьма вероятно» понадобится для хранения энергии, авиации, судоходства и производства стали, говорится в отчете. Но его потенциальное использование для отопления зданий, высокотемпературного промышленного обогрева, не связанного с сталью, и для перевозки грузов на дальние расстояния - секторов, на которые обращают внимание многие представители водородной промышленности - «все еще неясно».
ETC прогнозирует, что в 2050 году чистый водород будет составлять 80% потребности судоходной отрасли в энергии, подавляющее большинство которой будет в форме зеленого аммиака, и 60% конечной потребности авиационного сектора в энергии, в основном в форма синтетического топлива, полученного путем объединения H 2 с захваченным CO 2 , с чистым водородом, используемым для некоторых полетов на короткие расстояния.
Чистый водород будет составлять 50% конечного спроса на энергию в сталелитейной промышленности к 2050 году, добавляется в отчетах, с меньшим вкладом в других отраслях: цемент (30%), большегрузный транспорт (20%), химическая промышленность (20%). ), отопление (15%) и рельс (10%).
В нем говорится, что использование водорода в легком транспорте, таком как автомобили и фургоны, будет «минимальным».
И как минимум 100 миллионов тонн зеленого водорода будет производиться ежегодно для долгосрочного хранения энергии, когда будет излишек переменного предложения возобновляемой энергии, добавляет он.
Но приоритетом, говорится в отчете, является замена существующего серого водорода «как можно быстрее», который используется в основном для производства аммиачных удобрений и метанола, а также для переработки сырой нефти.
«Большая часть (60% +) потребности в чистом водороде [2030 г.] должна быть обусловлена декарбонизацией существующих видов использования водорода в сочетании с ранним расширением ключевых новых видов использования водорода в сфере мобильности (т. грузовые перевозки на дальние расстояния, авиация) и промышленность (например, сталелитейная промышленность) », - поясняет он.
И в исследовании добавлено: «Раннее и рентабельное развитие может лучше всего происходить в рамках [промышленных] кластеров, которые поддерживают одновременное и самоусиливающееся развитие производства и конечного использования водорода».
Общий объем необходимых инвестиций
Чтобы построить водородную экономику, которая в пять-семь раз больше, чем сегодня, потребуются почти 15 трлн долларов инвестиций, говорится в отчете, из которых 12,5 трлн долларов будут необходимы для увеличения производства зеленый H 2 .
Оставшиеся $ 2,5 трлн пойдут на инвестиции в электролизеры, производство голубого водорода и инфраструктуру транспортировки и хранения H 2 .
Требуемые политики
В отчете ETC перечислено шесть «ключевых приоритетов» с точки зрения политик, которые должны быть реализованы для стимулирования роста чистого водорода:
1) Ценообразование на углерод, которое создает равные условия игры между чистым H 2 и технологии использования ископаемого топлива;
2) Отраслевые политики для поддержки роста спроса и компенсации «зеленой премии», в соответствии с которой стоимость использования чистого H 2 будет дороже, чем существующие виды топлива, например, в судоходстве, авиации и стали.
К ним относятся:
· Мандаты и правила, требующие процентного использования низкоуглеродной энергии, такие как требования к топливу в судоходстве и авиации, а также стандарты выбросов в течение жизненного цикла для энергоемких материалов, таких как сталь
· Добровольный частный сектор обязательства по закупке низкоуглеродных продуктов и услуг
· Экологическая политика государственных закупок, такая как требование использования экологически чистой стали в строительстве
· Финансовые стимулы для потребления водорода через такие механизмы, как Контракты на разницу, чтобы помочь преодолеть «зеленую премию» низкоуглеродистые продукты
3) Цели для крупномасштабного производства и установки электролиза
4) Государственная поддержка и совместные действия частного сектора по выводу на рынок ключевых технологий, таких как электролизеры с более быстрым нарастанием скорости, крупномасштабная транспортировка и хранение H 2 , а также новые технологии использования, такие как прямое восстановление железа в стали на основе водорода. промышленность.
5) Развитие промышленных кластеров чистого водорода посредством скоординированных действий государственного и частного секторов
6) Международные правила и стандарты по безопасности, чистоте и сертификации чистого водорода.
* Комиссия по переходу на энергоносители - это аналитический центр бизнеса в области климата, который описывает себя как «глобальную коалицию лидеров из разных уголков энергетики, приверженных достижению нулевых выбросов к середине века».
Управляют 48 комиссарами, которые являются старшими фигурами в энергетической отрасли или крупных энергопотребляющих секторах, таких как авиация и сталь.В состав членов комиссии входят главный экономист группы BP Спенсер Дейл, председатель Shell Чад Холлидей и британский бизнесмен Адэр Тернер, бывший председатель Управления финансовых услуг Великобритании и Комитета по изменению климата, а также бывший генеральный директор британской компании. влиятельная Конфедерация британской промышленности.
Чтобы просмотреть полный список уполномоченных, щелкните здесь.
Стоимость водородного топлива по сравнению с бензином
Стоимость водородного топлива по сравнению с бензином
Водород… Он возобновляемый
Бензин ... невозобновляемый
Стоимость водорода1
Источник: Вода
Поставка: Бесконечная
Возобновляемая энергия: Да
Углеродный след: Нет
Стоимость галлона: 1 доллар.00 - 1,80 кг (gge)
Стоимость источника: 1,50 доллара США за 1000 / галлон. или 0,0015 доллара США за галлон2
Затраты НПЗ: 700 - 3500 долларов США / баррель
миль на кг водорода: 81
Дополнительные затраты на воздействие на окружающую среду: Нет
Фут Примечания:
1. Водород измеряется в килограммах. 1 килограмм равен 1 галлону бензинового эквивалента (галлонов).
2. 0,0015 долл. США / галлон + 0,987 долл. США / кг (изб.) Затраты на переработку = 0,9885 долл. США = 1,00 долл. США / кг (изб.) С использованием атмосферных электролизов.
0,0015 доллара США / галлон + 1,80 доллара США / кг Затраты на переработку =
1 доллар США.8015 = 1,80 долл. США / кг (изб.) При использовании сжатого электролиза. ПРИМЕЧАНИЕ. Для производства 1 кг водорода требуется 3 галлона воды, 1 галлон воды = 0,38 кг водорода, примерно в соотношении 3: 1. Следовательно: 1000 галлонов воды ÷ 3 = (производит) 333 кг h3
÷ 50 галлонов на бочку = 6,66 «баррелей h3» на 1000 галлонов воды. Это эквивалентно соотношению 7: 1 ч3 к сырой нефти.
Энергия, необходимая для производства 1 кг h3 = 32,9 кВтч / кг. с использованием атмосферных электролизов.
Внепиковая ставка 0,03 доллара США / кВт x 32,9 кВтч = 0,987 доллара США / кг.
Энергия, необходимая для производства 1 кг h3 = 60 кВтч / кг с использованием сжатых электролизов.
Внепиковая ставка 0,03 доллара США / кВт x 60 кВт · ч = 1,80 доллара США
Источник: Crude Oil
. Поставка: Finite
Возобновляемая: №
Углеродный след: Да
Стоимость галлона: $ 2,321
Исходная стоимость: 101,14 доллара за баррель2 или 1,98 доллара за галлон
Затраты на нефтепереработку: 1000–5000 долл. США / баррель
Миль на галлон бензина: 18 - 31
Дополнительные затраты на воздействие на окружающую среду: Да
Ноты ноги:
1.ПРИМЕЧАНИЕ. На основе среднего национального показателя розничной продажи одного (1) галлона бензина по цене 3,35 доллара США за галлон. Сообщено 06.01.12.
59% стоимости составляет сырая нефть или 3,35 доллара x 59% = 1,98 доллара за галлон. 10% стоимости составляют затраты на переработку или 3,35 доллара США x 10% = 0,34 доллара США за галлон. Затраты на переработку и нефть
1,98 доллара США + 0,34 доллара США = 2,32 доллара США за галлон2. ПРИМЕЧАНИЕ. Фактическая стоимость барреля сырой нефти на 14:25. EST на 1/6/12 составлял 101,14 доллара за баррель) 2. Составляющими розничной цены бензина являются: цена на сырую нефть (59%), федеральные и государственные налоги (20%), затраты на переработку (10%), сбыт и маркетинг (11%)