Можно ли реализовать потенциал зеленого водорода?

Водород часто называют «швейцарским армейским ножом» энергетического перехода из-за его потенциальной универсальности в декарбонизации энергоемких производств и отраслей промышленности, требующих ископаемого топлива. Однако использование этой универсальности потребует от производителей и дистрибьюторов водорода сокращения затрат, управления технологическими рисками и получения поддержки от политиков.

Чтобы сократить выбросы углекислого газа, производство водорода должно отказаться от нынешней зависимости от ископаемого топлива. Самый распространенный метод дает «серый водород», производится из природного газа, но без улавливания выбросов. «Голубой водород», который также производится из природного газа, но с улавливанием и хранением связанных с ним выбросов углерода, является благоприятным.

Но «зеленый водород» использует возобновляемые источники энергии, включая ветер и солнечную энергию, для расщепления воды на водород и кислород посредством электролиза. А поскольку при производстве или сжигании нет выбросов углекислого газа, зеленый водород может помочь декарбонизировать производство энергии, а также такие отрасли промышленности, как сталелитейная, химическая и транспортная, которые в значительной степени зависят от ископаемого топлива.

Однако в конечном итоге перспектива получения зеленого водорода будет зависеть от того, как предприятия и политики взвесят несколько вопросов, компромиссов и потенциальных долгосрочных последствий. Из предыдущих инноваций мы знаем, что прогресс может быть далеко не простым.

Ветроэнергетика, например, является развитой технологией возобновляемой энергетики и ключевым фактором в производстве экологически чистого водорода, но она имеет уязвимости по нескольким направлениям. Даже датская компания Ørsted — крупнейший в мире разработчик морской ветроэнергетики и маяк возобновляемой энергетики — недавно заявила, что испытывает трудности. реализовать новые морские ветроэнергетические проекты прибыльно в Великобритании.

Как правило, проблема возникает из-за взаимозависимости между макроэкономическими условиями, такими как стоимость энергии и процентные ставки, и принятием бизнес-решений в отношении инвестиций. В случае с Эрстедом компания заявила, что растущие затраты на турбины, рабочую силу и финансирование превысили привязанную к инфляции фиксированную цену на электроэнергию, установленную регулирующими органами.

Бизнес-лидерам также придется преодолевать неопределенности, такие как рыночный спрос, технологические риски, нормативная неопределенность и инвестиционные риски, поскольку они стремятся использовать экологически чистый водород.

Два фактора могут помочь бизнес-лидерам добиться большей ясности.

Первым фактором будет то, где и как быстро снизятся затраты и будет обеспечен необходимый рост крупномасштабного производства. Например, стоимость электролизеров, необходимых для разделения воды на водород и кислород, остается высокой, поскольку уровень производства слишком низок. Эти затраты и медленный прогресс в расширении доступности и доступности возобновляемых источников энергии сделали зеленый водород намного дороже серого водорода — в настоящее время в два-три раза дороже.

Колонка FT о Лексе В прошлом году подсчитали, что чистая нулевая энергетическая система создаст глобальный спрос на водород в размере 500 миллионов тонн ежегодно к 2050 году, что потребует инвестиций в размере 20 триллионов долларов. Однако потенциальные инвесторы выделили лишь 29 миллиардов долларов, отметил Лекс, несмотря на то, что во всем мире было объявлено о примерно 1000 новых проектах, общий объем которых, по оценкам, потребует инвестиций в 320 миллиардов долларов.

Солнечная энергетика столкнулась с аналогичными проблемами десять лет назад. Благодаря низкозатратному производству в Китае и поддерживающей государственной политике этот сектор вырос и продолжает расти. в течение очень нескольких лет, как ожидается, превзойдет установленную мощность газовых электростанций во всем мире. Зеленый водород требует аналогичных согласованных усилий. При правильной политике и технологических усовершенствованиях стоимость зеленого водорода может упасть ниже стоимости серого водорода в следующем десятилетии, что обеспечит широкое внедрение первого.

Страны по всему миру вводят новые и разнообразные стимулы для устранения этого разрыва между ожидаемым спросом и предложением зеленого водорода. В Канаде, например, в Бельгии Решения для энергетики деревьев планирует построить в Квебеке завод стоимостью 4 миллиарда долларов по производству синтетического природного газа из зеленого водорода и улавливаемого углерода, частично привлеченный 17,7 млрд канадских долларов ($12,8 млрд) налоговые льготы и наличие гидроэнергетики.

20 трлн долларовК 2050 году необходимы глобальные инвестиции в экологически чистый водород для достижения чистой нулевой энергетической системы

Такие шаги звучат как хорошая новость для сторонников зеленого водорода, но компаниям все еще необходимо управлять краткосрочными рисками, связанными с потенциальной политикой и колебаниями цен на энергоносители. Закон США о снижении инфляции, который предлагает налоговые льготы в размере до 3 долларов за килограмм для производства низкоуглеродного водорода, уже введён в лимитыи может не пережить смену правительства.

На таком фоне как должны действовать такие компании, как Hystar — норвежский производитель электролизеров? ищу расширение мощностей с 50 мегаватт до 4 гигаватт в год в Европе — решите, где и когда открыть производство в Северной Америке?

---

Второй фактор, который будет формировать Будущее водорода заключается в том, как и где он будет применяться в различных отраслях. Будет ли он играть центральную роль в энергетическом секторе, где его можно будет использовать для производства синтетического топлива, или для хранения энергии, вырабатываемой периодически возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнечная энергия? Или он найдет свое лучшее применение в секторах, в которых трудно бороться с сокращением выбросов (так называемых потому, что сократить использование ископаемого топлива и выбросы CO₂ сложно), таких как авиация и сталелитейное производство?

Производители стали уже стремятся перейти на водород как в качестве источника энергии, так и для замены использования угля при восстановлении железной руды. Компания H2 Green Steel в Швеции заявляет, что планирует провести смелую разработку по декарбонизации за счет включения водорода обоими способами, нацеленными на Производство 2,5 млн тонн сырой стали в год.

Тем временем мировая авиационная промышленность изучает возможность использования водорода для замены авиационного топлива на основе нефти и в технологиях топливных элементов, которые преобразуют водород в электричество. Например, в январе 2023 года англо-американский стартап ZeroAvia провел успешный испытательный полет самолета на водородных топливных элементах.

Путь к широкому внедрению и трансформации, необходимой для широкого спектра потенциальных применений водорода, будут во многом зависеть от того, кто, где и как инвестирует. Спонсоры должны быть готовы заплатить более высокую первоначальную цену, чтобы обеспечить и построить поставки экологически чистого водорода на ранних этапах своих инвестиций.

Это также будет зависеть от того, как будут развиваться другие технологии. Ни одна отрасль не ориентируется только на экологически чистый водород для достижения своих целей по декарбонизации. Вместо этого могут доминировать другие, более зрелые технологии, такие как аккумуляторные батареи для получения возобновляемой энергии, оставляя зеленый водород для выполнения нишевых приложений, которые могут иметь высокие затраты.

Как и при любом переходе, будут непредвиденные последствия. Природные ресурсы (солнце, ветер, гидроэнергетика) и другие активы (хранение, распределение, транспортировка), поддерживающие зеленую водородную экономику, неравномерно распределены по всему миру. Появятся новые экспортеры — страны с обильными возобновляемыми источниками энергии в виде солнца, ветра или гидроэнергии, такие как Австралия или некоторые африканские страны, а также новые импортеры, такие как Германия, чья существующая промышленность зависит от водорода, но имеет относительно низкий уровень возобновляемой энергии, получаемой внутри страны.

Как будут покрываться соответствующие социальные и экологические издержки и как будут распределяться выгоды для экономики и развития? Решение проблемы изменения климата посредством декарбонизации является неотложной и необходимой задачей, но выбор, сделанный сегодня, также сопряжен с компромиссами и долгосрочными последствиями.