Зеленый водород - Green hydrogen

Зеленый водород - это топливо, производимое водородом, получаемое в результате электролиза воды с использованием электроэнергии, вырабатываемой низкоуглеродными источниками энергии .

Производство

Зеленый водород получают путем расщепления воды с использованием электроэнергии, полученной из низкоуглеродных источников.

Высокая стоимость производства является основным фактором низкого использования зеленого водорода. Тем не менее, Министерство энергетики США прогнозирует рост рынка водорода , при этом стоимость производства водорода упадет с 6 долларов за кг в 2015 году до 2 долларов за килограмм к 2025 году. Цена в 2 доллара за кг считается приемлемой. потенциальный переломный момент, который сделает экологически чистый водород конкурентоспособным по сравнению с другими источниками топлива. Компания «Сименс » уже разработала морские ветряные турбины, которые оборудованы для работы с водородом и, следовательно, помогают увеличить производство зеленого водорода.

Большая часть водорода, производимого в мире в 2020 году, будет получена из источников ископаемого топлива, при этом 99% водородного топлива будет получено из источников на основе углерода, и это не зеленый водород.

Использует

По данным BloombergNEF, «водород обладает наибольшим потенциалом для обезуглероживания труднодоступных секторов, таких как сталь, цемент и тяжелый транспорт».

Транспорт

Водород можно использовать в качестве водородного топлива для топливных элементов или двигателей внутреннего сгорания . Транспортные средства , работающие на водороде, не ограничиваются автомобилями, грузовики также предназначены для работы на экологически чистом водороде. В 2020 году крупные европейские компании объявили о планах перевести свои автопарки на водородную энергию. Кроме того, Airbus уже разрабатывает самолеты с водородным двигателем, и к 2035 году планируется выпустить первый коммерческий самолет. Тем не менее, Airbus предупредил, что водород не будет широко использоваться в самолетах до 2050 года.

Обогрев

Водород можно использовать для приготовления пищи и отопления в домах. Ожидается, что к 2050 году водородное отопление будет обеспечивать электроэнергией большинство домов в Великобритании . Британское правительство намерено запустить демонстрационные проекты, чтобы показать, как топливо может обеспечивать энергией регионы, в которых находятся сотни домов.

Газовая промышленность

Инфраструктура природного газа может стать препятствием, если страны намерены стать углеродно-нейтральными . В результате многие страны рассматривают возможность использования существующей газовой инфраструктуры для транспортировки водорода. Хотя сделать водород по газопроводам возможно, это также создает проблемы, так как многие трубопроводы и их оборудование необходимо будет переоборудовать для перехода на новое топливо. В рамках пилотной программы в Каппель-ла-Гранд, Франция , водород уже подмешан в газовую сеть 100 домов. Электростанции, работающие на природном газе, также могут быть преобразованы для сжигания водорода, который служит для обеспечения резервного питания в периоды высокого спроса.

Экономика

По состоянию на 2020 год мировой рынок водорода оценивался в 150 миллиардов долларов и, как ожидается, к 2050 году достигнет 600 миллиардов долларов. По мнению аналитиков Fitch Solutions, к 2030 году мировой рынок водорода может подскочить до 10%. Количество инвестиций в экологически чистый водород увеличилось. почти с нуля в 2020 году до 121 гигаватт по 136 проектам, находящимся на этапах планирования и разработки, на общую сумму более 500 миллиардов долларов в 2021 году. Компании из разных стран сформировали альянсы для увеличения производства топлива в пятьдесят раз в следующие шесть лет.

Австралия

В Австралии зеленый водород стоит в два раза дороже, чем обычный водород и синий водород , но в отчете Австралийского национального университета за 2020 год говорится, что Австралия могла бы производить его гораздо дешевле, даже в настоящее время, и он может равняться цене обычного и синего водорода ( около 2 австралийских долларов за килограмм ) к 2030 году, что будет конкурентоспособным по стоимости с ископаемым топливом. В начале 2021 года аналитик энергетического рынка предположил, что цена на зеленый водород упадет на 70% в ближайшие 10 лет в странах с дешевой возобновляемой энергией . В 2020 году правительство ускорило процесс утверждения крупнейшего в мире объекта по экспорту возобновляемой энергии в регионе Пилбара . В следующем году энергетические компании объявили о планах строительства «водородной долины» в Новом Южном Уэльсе стоимостью 2 миллиарда долларов, которая заменит угольную промышленность региона.

Азия

Китай

Китай является лидером мирового рынка водорода с объемом производства 20 миллионов тонн, что составляет мирового производства. Sinopec стремится произвести 500 000 тонн зеленого водорода к 2025 году. Исследователи из Гарвардского китайского проекта показали, что водород, вырабатываемый с помощью энергии ветра, может стать рентабельной альтернативой для угольных регионов, таких как Внутренняя Монголия .

Япония

Чтобы стать углеродно-нейтральным, японское правительство намеревается преобразовать страну в «водородное общество». Потребность в энергии в Японии потребует от правительства импорта 36 миллионов тонн сжиженного водорода. Согласно прогнозам, коммерческий импорт страны к 2030 году будет в 100 раз меньше этого объема, когда ожидается начало использования топлива, что представляет собой серьезную проблему. Япония опубликовала предварительную дорожную карту, в которой к 2050 году водород и родственные виды топлива должны обеспечивать 10% энергии для производства электроэнергии, а также значительную часть энергии для других целей, таких как судоходство и производство стали.

Страна создала водородную магистраль, состоящую из 135 субсидируемых водородных топливных станций, и планирует построить 1000 к концу десятилетия.

Оман

Консорциум компаний объявил о проекте стоимостью 30 миллиардов долларов в Омане, который станет одним из крупнейших водородных заводов в мире. Строительство начнется в 2028 году, а к 2038 году проект будет работать на 25 ГВт ветровой и солнечной энергии.

Объединенные Арабские Эмираты

В 2021 году в сотрудничестве с Expo 2020 Dubai был запущен пилотный проект, который является первым «заводом по производству экологически чистого водорода на солнечной энергии в промышленном масштабе на Ближнем Востоке и в Северной Африке».

Южная Корея

В октябре 2020 года правительство Южной Кореи объявило о своем плане ввести Стандарты портфеля чистой водородной энергии (CHPS), в которых особое внимание уделяется использованию чистого водорода. Во время введения Стандарта портфеля водородной энергии (HPS) за него проголосовал 2-й комитет по водородной экономике. Кроме того, в марте 2021 года 3-й комитет по водородной экономике принял план по внедрению системы сертификации чистого водорода, основанной на стимулах и обязательствах в отношении чистого водорода.

В июне 2021 года Hyundai Engineering подписала взаимное деловое соглашение с POSCO, Gyeongsangbuk-do, Uljin-gun, Университетом Пхохана, Институтом промышленных наук Пхохана и Корейским научно-исследовательским институтом атомной энергии. Он планирует обеспечить конкурентоспособность технологии MMR и оживить водородную экономику посредством сотрудничества, такого как разработка технологии производства горячего водорода, разработка технологии электролиза горячей воды и коммерциализация ядерной энергетики.

Европейский Союз

В июле 2020 года Европейский союз представил Водородную стратегию для климатически нейтральной Европы с целью достижения углеродной нейтральности за счет включения водорода в планы ЕС. В следующем году Европейский парламент принял предложение в поддержку этой стратегии . По оценкам Goldman Sachs, к 2050 году водород будет составлять 15% энергобаланса ЕС. Шесть стран-членов Европейского союза: Германия , Австрия , Франция , Нидерланды , Бельгия и Люксембург потребовали законодательного закрепления финансирования за счет водорода. Германия уже инвестировала 9 миллиардов евро в строительство 5 ГВт водородных мощностей к 2030 году. Многие страны-члены разработали планы по импорту водорода из других стран, особенно из Северной Африки . Эти планы увеличат производство водорода, однако их также обвиняют в попытке экспортировать необходимые изменения, необходимые внутри Европы. Европейский союз потребовал, чтобы начиная с 2021 года все новые газовые турбины, производимые в блоке, были готовы к работе на смеси водорода и природного газа.

В феврале 2021 года тридцать компаний объявили о новаторском проекте по поставке водорода в Испании . Проект планируется начать в 2022 году, создав к концу десятилетия 93 ГВт солнечных и 67 ГВт электролизных мощностей. В апреле 2021 года Португалия объявила о планах строительства первой солнечной электростанции для производства водорода к 2023 году. Энергетическая компания Galp Energia из Лиссабона также объявила о планах строительства электролизера для питания своего нефтеперерабатывающего завода к 2025 году.

Латинская Америка

В ноябре 2020 года президент Чили представил «Национальную стратегию зеленого водорода», заявив, что он хочет, чтобы Чили к 2030 году стала «самым эффективным производителем зеленого водорода в мире». В план входит HyEx - проект по производству водорода на основе солнечной энергии для использования в горнодобывающей промышленности .

Объединенное Королевство

В 2021 году британское правительство опубликовало свой программный документ, «План из десяти пунктов для зеленой промышленной революции», который включал в себя инвестиции в создание 5 ГВт низкоуглеродного водорода к 2030 году. В планы входит работа с отраслью для завершения необходимых испытаний, которые позволит до 20% подмешивать водород в газораспределительную сеть для всех домов в газовой сети к 2023 году. Одно предложение оффшорной ветроэнергетики в Шотландии включает планы по преобразованию нефтегазовых вышек в «центр экологически чистого водорода», который будет поставлять топливо для местные винокурни . В июне 2021 года Equinor объявила о планах утроить производство водорода в Великобритании.

Соединенные Штаты

В своем обращении к стране Джордж Буш обнародовал план стоимостью 1,2 миллиарда долларов по разработке транспортных средств на водородных топливных элементах, назвав их «топливом свободы». Это финансирование было сокращено в 2009 году Бараком Обамой .

В июне 2021 года министр энергетики Дженнифер Гранхольм объявила о планах в соответствии с обещанием администрации Байдена сократить расходы на производство зеленого водорода. В 2021 году Министерство энергетики США планировало первую демонстрацию водородной сети в Техасе . Департамент ранее пытался осуществить водородный проект, известный как Hydrogen Energy California . Техас считается ключевым участником экологических водородных проектов в стране, поскольку штат является крупнейшим отечественным производителем водорода и уже имеет водородную трубопроводную сеть. В 2020 году SGH2 Energy Global объявила о планах использовать пластик и бумагу с помощью плазменной газификации для производства зеленого водорода недалеко от Лос-Анджелеса . В 2021 году губернатор Нью-Йорка Эндрю Куомо объявил о вложении 290 миллионов долларов в строительство завода по производству экологически чистого водородного топлива. Власти штата также поддержали планы по разработке топливных элементов, которые будут использоваться в грузовиках, и исследования по добавлению водорода в газовую сеть.

Смотрите также

использованная литература