Перехід на екологічно чисту енергетику стикається з основною проблемою: Деякі речі не можуть легко живитися від електрики. Подумайте про сталеливарні заводи, цементні заводи та пасажирські літаки далекого прямування – їм потрібне чисте паливо, яке можна зберігати та спалювати, іноді за високих температур. Ось тут і з’являється водень. Залежно від того, кого ви запитаєте, цей суперечливий куточок “зеленої” технології є або вирішальним елементом пазлу для скорочення викидів парникових газів, або переоціненим, розрекламованим відволікаючим маневром. Наразі, однак, галузь очікує на детальні вказівки щодо державних податкових пільг та субсидій, які можуть вперше зробити водень життєздатним.
1. Чому водень?
Галузі, які потребують інтенсивного використання тепла, не підходять для електрифікації і потребують іншого способу декарбонізації. Аналогічно, літаки та кораблі можуть працювати на електриці під час коротких перельотів, але акумуляторів, які могли б живити далекі подорожі, поки що не існує. Водень міг би вирішити кожну з цих складних проблем. Його можна спалювати, не виробляючи CO2, або подавати в пристрій, який називається паливний елемент, що виробляє електроенергію за допомогою електрохімічної реакції, а не згоряння. Літаки, вантажні судна і потяги можуть працювати на паливних елементах у поєднанні з резервуарами для зберігання водню, що дасть їм можливість усунути викиди вуглецю.
2. Як виробляється водень?
Найпоширеніший елемент у Всесвіті, водень зазвичай доводиться видобувати з інших сполук, щоб використовувати його як паливо. Переважна більшість водню, що виробляється сьогодні, вилучається з природного газу в процесі, який виділяє вуглекислий газ. Це так званий сірий водень, лише один з кольорів на колі відтінків, що використовується для позначення різних способів виробництва водню. Якщо уловлювати вуглекислий газ замість того, щоб випускати його в атмосферу, ви отримаєте блакитний водень. Німеччина, наприклад, планує імпортувати блакитний водень трубопроводом з Норвегії, щоб розпочати перехід на водень, а в майбутньому перейти на більш чисті методи виробництва водню.
3. Які є інші типи?
Зелений водень отримують, використовуючи відновлювану енергію для роботи машини, яка називається електролізер, що розщеплює воду на водень і кисень – процес, вільний від парникових газів. Якщо запустити електролізер на ядерній енергії, вийде рожевий водень. Сірий водень на сьогоднішній день є найдешевшим видом водню і коштує від 0,98 до 2,93 долара за кілограм, згідно з аналізом BloombergNEF. Блакитний водень наразі коштує від $1,80 до $4,70 за кілограм, тоді як зелений може коштувати від $4,50 до $12,00 за кілограм. Але BNEF очікує, що ці цифри швидко зміняться, і до 2035 року “зелений” водень витіснить “сірий” у більшості країн світу.
4. Чому так багато дебатів про водень?
Сталеливарний завод не може просто завантажити водень у доменну піч, яка працює на вугіллі, а електростанція не може спалювати водень у турбіні, яка працює на природному газі. Перехід потребуватиме нового обладнання, а це великі початкові витрати. Транспортування водню в трубопроводах, призначених для газу, є складним завданням, оскільки водень може витікати через ущільнення, призначені для утримання більших молекул метану. А водень, що витікає в атмосферу, діє як непрямий парниковий газ, запускаючи хімічні реакції, які можуть утримувати тепло. Інші способи переміщення водню, як-от переохолодження для його стиснення, є енергоємними і дорогими.
5. Хто такі невіруючі?
Існує багато перешкод для побудови водневої економіки з нуля, і скептики ставлять під сумнів, чи може це взагалі відбутися. Перешкоди настільки значні, що засновник британського хедж-фонду Argonaut Capital Partners назвав це “повною втратою часу”. Деякі екологи, тим часом, називають водень “хибним рішенням” проблеми зміни клімату, стверджуючи, що сірий і блакитний водень лише збільшить використання природного газу, тоді як зелений водень призведе до виснаження запасів води. Попередня хвиля водневого ентузіазму наприкінці 2000-х і на початку 2010-х років – зосереджена на використанні водню в якості палива для автомобілів і підштовхувана переважно Toyota Motor Corp. – зійшла нанівець, оскільки споживачі проігнорували автомобілі.
6. Чи буде водень все ж таки прийнятий?
Можливо. США та Європейський Союз зробили водень ключовою частиною своїх планів зі скорочення викидів вуглецю і пропонують значні фінансові стимули для нарощування виробництва. За даними BNEF, доступні субсидії на водневі проєкти в усьому світі перевищили 280 мільярдів доларів у середині 2023 року, що на 43% більше, ніж наприкінці 2022 року. У США Закон про зниження інфляції пропонує податковий кредит на виробництво в розмірі до 3 доларів за кілограм, хоча виробники все ще чекають на деталі щодо того, скільки субсидій буде доступно для кожного методу виробництва водню. Уряд США також планує витратити щонайменше 7 мільярдів доларів на створення низки водневих хабів по всій країні, які об’єднають нове виробництво водню з компаніями, що бажають використовувати це паливо. ЄС має намір виробляти 10 мільйонів тонн “зеленого” водню до 2030 року, а ще 10 мільйонів тонн імпортувати. Дорожня карта Міжнародного енергетичного агентства щодо досягнення нульового рівня викидів до 2050 року передбачає, що водень забезпечить 10% світових енергетичних потреб у цьому році.
7. Хто будує водневу економіку?
Універсальність водню – він має потенціал для декарбонізації багатьох галузей промисловості, іноді в кілька способів – викликає інтерес з боку широкого кола стартапів, а також великих нафтових компаній і постачальників промислового газу. Виробники обладнання, такі як Bloom Energy Corp. і Plug Power Inc. продають електролізери і паливні елементи, а Plug також будує власні заводи з виробництва водню. Ці підприємства стикаються з конкуренцією з боку Китаю, де такі компанії, як Longi Green Energy Technology Co. і Shandong Saikesaisi Hydrogen Energy, прагнуть розширити міжнародні продажі власних електролізерів. Промислові газові компанії, такі як Air Liquide SA, розглядають водень як природне продовження своїх існуючих бізнесів. Нафтові компанії, які вже використовують водень на своїх нафтопереробних заводах, також вступають у гру. Chevron Corp. нещодавно оголосила, що придбала 78% акцій найбільшого у світі заводу з виробництва та зберігання водню в штаті Юта. Хоча фінансові умови не розголошуються, проект вже отримав кредит у розмірі $504 млн від Міністерства енергетики США. Крім того, Rolls-Royce і авіакомпанія easyJet минулого року заявили, що успішно випробували реактивний двигун, який працює на водні, а не на авіаційному паливі.
Автор: Девід Р. Бейкер
Джерело: Bloomberg