Водневе паливо буде дешевше бензину

Водень – новий енергоносій світової економіки. Частка водневого палива в транспортному секторі досягне 25% до кінця XXI століття. Якщо до 2030 року нафтові ціни не впадуть до $ 30-40 за барель, то водень буде цілком конкурентоспроможною альтернативою бензину.

Водень стає все привабливішим для інвесторів, оскільки він не просто відповідає сучасним екологічним вимогам, але взагалі є джерелом енергії з нульовою емісією. Багато експертних організацій, компаній і цілі країни починають всерйоз розглядати його в якості довгострокової альтернативи викопному паливу. Сфера застосування водню дуже широка: від генерації електрики до транспорту, опалення та промислових процесів. Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) вважає, що частка водневого палива в транспортному секторі досягне 25% до кінця XXI століття.

За оцінками Hydrogen council, світовий ринок водню може скласти близько $ 2,5 трлн до 2050 року. У натуральному вираженні в світовому енергобалансі частка водню може досягти близько 18% від кінцевого попиту на енергію, що дозволить скоротити викиди СО2 на 6 гігатонн на рік. При цьому в транспортному секторі до 2050 року частка водневих автомобілів складе від 15% до 20% (кількість легкових автомобілів на водневому паливі складе близько 400 млн, вантажних – 15-20 млн і близько 5 млн автобусів). Для досягнення цих показників буде потрібно $ 20-25 млрд інвестицій щорічно до 2030 року. Для порівняння: інвестиції в нафтогазову галузь навіть в період кризи склали близько $ 60 млрд.

Близько 20 країн, включаючи Японію, Південну Корею, Німеччину, Китай і США (в першу чергу – штат Каліфорнія), активно розвивають зараз ринок енергетичного водню, вибудовуючи партнерські зв’язки між державним і приватним секторами. Вже працює цілий ряд таких партнерств: H2Mobility Germany, H2Korea, the California Fuel Cell Partnership, and the Scandinavia Hydrogen Highway Partnership.

Новий вид транспортного енергоносія

У травні 1937 року в Гінденбурзі сталася катастрофа пасажирського водневого дирижабля, і після цього водень як паливо фактично став ізгоєм для транспортного сектора (зауважимо, що водень, в даному випадку, виступав в ролі наповнювача несучої гондоли, а не палива). Однак технічний прогрес початку XXI століття вдихнув життя в ідею використання водню для автомобілів.

Зниження вартості і широке впровадження вітрових і сонячних електростанцій дають можливість генерувати водень з вкрай низьким вуглецевим слідом. А успіх в області транспортування зрідженого природного газу довів, що гази можуть поставлятися безпечно в великих обсягах і по всьому світу.

Технологічні досягнення в області виробництва паливних елементів привели до того, що водень може використовуватися в батареях паливних елементів для великої і малої енергетики, опалення і, звичайно, транспорту. За останні 15 років вартість водневого паливного елемента знизилася з $ 275 до $ 55 / кВт – більш ніж в 5 разів. У планах департаменту енергетики США – знизити вартість паливного елемента до $ 40 / кВт до 2020 року, а цільовим показником для досягнення конкурентоспроможності з традиційним ДВС є відмітка в $ 30 / кВт. Головна привабливість водню полягає в тому, що при спалюванні в чистому вигляді єдиним його побічним продуктом є вода.

Азіатські амбіції

Китай планує встановити до 1000 водневих заправних станцій (ВЗС) до 2030 року, які будуть обслуговувати більше 1 млн водневих автомобілів (FCEV). До 2025 року він також розраховує перетворити місто Ухань (Wuhan) в провідний водневий хаб країни. На першому етапі до 2020 року там планується побудувати 20 ВЗС, які обслуговують близько 3000 воднемобілів. До 2025 року в місті будуть зосереджені найбільші підприємства в сфері виробництва паливних елементів і понад 100 підприємств, пов’язаних з водневою енергетикою. Кількість ВЗС зросте до 30-100 одиниць. Обсяг інвестицій оцінюється приблизно в $ 1,7 млрд.

У Кореї, за даними Hydrogen Analysis Resource Center, в 2018 році діяло всього 12 ВЗС. Однак завдяки невеликій території країни і правильному розташуванню ВЗС, водії можуть перетнути всю країну на водневому автомобілі. Корейське Міністерство промисловості, торгівлі та енергетики оголосило про плани на $ 2,3 млрд, щоб забезпечити 16 000 транспортних засобів на водні і побудувати 310 заправних станцій по всій країні до 2022 року. Відповідно до п’ятирічного плану очікується, що підприємства отримають державну підтримку у розробці стеків паливних елементів і контейнерів для зберігання паливних елементів, а також податкових пільг для водіїв воднемобілів.

Японія надзвичайно активно зайнялася просуванням воднемобілів. Японія є одним з лідерів в області інвестицій в державну підтримку, регулювання і інфраструктуру для забезпечення переходу на водневу енергетику. Головне завдання полягає в тому, щоб поліпшити якість повітря, значно скоротити викиди від транспортного та промислового секторів, зменшити залежність від імпортованих викопних видів палива. Саме ця країна випустила перший серійний автомобіль – Toyota Mirai. В середині 2018 року, за даними Hydrogen Analysis Resource Center, в Японії налічувалося 94 ВЗС, тоді як в Німеччині, яка знаходиться на другому місці за кількістю ВЗС – 44.

Як зазначено в Strategic Roadmap for Hydrogen and Fuel Cells, Міністерство енергетики, торгівлі і промисловості Японії (METI) координує довгострокову стратегію, спрямовану на прискорене впровадження воднемобілів, автобусів на водневих паливних елементах і установок для виробництва енергії на водні. METI очікує, що річне споживання водню в Японії виросте з 4000 тонн в 2020 році до 300 000 тонн до 2030 року і 5-10 млн тонн до 2050 року. Згідно Strategic Roadmap for Hydrogen and Fuel Cells, кількість автомобілів на водні повинно досягти: до 2020 року 40 000 штук, до 2025 року – 180 000 і близько 800 000 до 2030 року. Одночасно передбачається і розвиток заправних станцій до 160 штук до 2020 року і близько 320 штук до 2025 року з нинішніх 90 штук. Очікується, що щонайменше 1200 автобусів на паливних елементах будуть експлуатуватися на дорогах до 2030 року.

Що стосується цін на водень на заправці, METI очікує, що власники воднемобілів зможуть купувати імпортний водень приблизно за $ 3 за 1 кг водню до 2030 року (еквівалент $ 0,8 / л бензину), а до 2050 року ціна знизиться до $ 2 за 1 кг водню ($ 0,5 / л бензину). Ціни на ВЗС для імпортованого водню в Японії на поточний момент складають близько $ 10 за 1 кг водню ($ 2,6 / л бензину). Таким чином, якщо до 2030 року нафтові ціни не впадуть до $ 30-40 / барель, то водневе паливо цілком зможе конкурувати.

Японія розглядає можливість переходу до водню за рахунок імпортних поставок з Брунею, Африки та Австралії. З цією метою японські компанії, такі як Chiyoda Corporation, Kawasaki Heavy Industries, Iwatani, J-POWER і Marubeni, інвестують в проекти по виробництву водню в Австралії і Брунеї.

Австралія – ​​потенційний великий виробник водню

В Австралії японські компанії співпрацюють з AGL Energy і Shell, щоб створити ланцюжок поставок зрідженого водню в Японію (проект HESC) вартістю $ 375 млн. Згідно з проектом, водень буде вироблятися з синтетичного газу, який буде отриманий за допомогою газифікації бурого вугілля, для забезпечення екологічних стандартів будуть застосовуватися технології уловлювання та зберігання вуглецю (CCS). Також проект передбачає створення танкера для транспортування рідкого водню. Проект «вугілля-в-рідину» націлений на комерційний запуск до 2030 року. Планований обсяг виробництва водню поки невеликий, він складе 0,25 т/добу.

Наявність великих порожніх ділянок землі для будівництва об’єктів відновлюваної енергетики, вдале географічне розташування, що дозволяє генерувати великий обсяг сонячної і вітрової енергії і високих інвестицій в пікове виробництво відновлюваної енергії дають Австралії значний потенціал для виробництва водню.

У Південній Австралії французька компанія Neoen, що працює в сфері відновлюваної енергетики, нещодавно оголосила про плани по створенню водневого суперцентру в Crystal Brook для експорту поновлюваного водню в Азію. Водневий електролізер потужністю 50 МВт буде живитися від вітрової і сонячної установок загальною потужністю 300 МВт, так само буде побудований накопичувач в 400 МВт / год. Планується, що виробництво водню може досягти 20-25 тонн на добу. Neoen вже співпрацює з Siemens і Hyundai, щоб побудувати електролізер малої потужності в 1,25 МВт.

Водень в Європі і в США

Європейські країни теж розвивають водневу енергетику, зокрема і водневий транспорт, в європейських містах зараз експлуатується 91 водневий автобус, тоді як 5 років тому їх було лише 30. Варто зазначити, що досвід експлуатації досить успішний. Так, за даними партнерства FCH JU (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking), яка забезпечує підтримку 67 водневим автобусам в Європі, інтерес з боку транспортних компаній є і вже в найближчі роки їх парк повинен вирости до 500 одиниць.

Йде розвиток і легкового транспорту на водні. Наприклад, в пілотному проекті HyFIVE п’ять провідних виробників автомобілів і інші партнери експлуатують 185 автомобілів на водневих паливних елементах по всій Європі, а також будують заправні станції. Аналогічним чином, в рамках проекту H2ME планується будівництво 29 ВЗС – в основному в Німеччині, і експлуатація 200 автомобілів і 125 вантажних автомобілів. Нещодавно під егідою проекту була відкрита перша ВЗС в Данії, і планується виробляти водень шляхом електролізу води, використовуючи електроенергію, вироблену з ВДЕ.

Розвиток проектів HyFIVE і H2ME дозволить водіям воднемобілів безперешкодно подорожувати зі Швеції до Італії або з Великобританії в Австрію, не турбуючись про заправку.

Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking фінансує пілотні проекти (наприклад, Don Quichote і HyBalance) з виробництва водню як шляхом електролізу води на базі вітрової і сонячних електростанцій, так і випробує нові технології термолізу води в рамках проекту Hydrosol, і нові технології фотоелектролізу (проекти ARTIPHYCTION і PECDEMO). Обсяг інвестицій з боку FCH JU тільки в перераховані проекти досяг близько 30 млн євро.

В цілому зараз, за ​​даними Hydrogen Europe, на території Європи здійснюється понад 200 проектів в області водневої енергетики.

У США локомотивом просування воднемобілів є штат Каліфорнія. Завдяки ініціативам штату до 2020 року кількість ВЗС досягне 62 одиниць. На сьогоднішній день кількість FCEV практично досягло 5000 штук – найбільший водневий автопарк в світі, а кількість діючих ВЗС склало 36 одиниць. При цьому уряд штату ставить перед собою вкрай амбітну мету: до 2030 року кількість автомобілів має досягти 1 млн, а ВЗС – 1000 одиниць.

Отже, застосування водню як палива поки що не набуло широкого поширення, однак багато країн і компанії роблять на нього велику ставку, оскільки даний енергетичний ресурс в поєднанні з ВДЕ дозволяє виробляти енергію з нульовими викидами. При цьому значне поширення цього енергоносія очікується саме в транспортному секторі.

На сьогоднішній день лідером за кількістю водневих автомобілів є США, а за обсягом заправної інфраструктури – Японія. Великі інвестиції робляться в Європі, головним чином в Німеччині і Скандинавії, і в Китаї.

Окремо варто відзначити інтерес інвесторів до Австралії як до потенційного постачальника водню. На поточний момент, якщо інвестиції виправдають себе, Австралія може стати найбільшим експортером не тільки СПГ, але і водню.

Категорії: Новини альтернативної енергетики

Відповісти

avatar