Вадарод нарастае падчас энергетычнага пераходу, але ён можа быць перапрададзены

Тое, што мы ведалі раней.

Наступныя аспекты вадароду былі даследаваны раней.

Rystad Energy прадказала два гады таму, што вадкі вадарод знойдзе месца ў 2050 годзе, але будзе складаць толькі 7% ад агульнай неабходнай чыстай энергіі. Гэтыя 7% - гэта ніша чыстага паліва для авіяцыі, акіянскіх судоў, цэментнай і сталеліцейнай прамысловасці.

Вадкі вадарод мае дзве вялікія перавагі: па-першае, энергія змяшчаецца ў шчыльнай форме. Па-другое, ён згарае ў паветры ў ваду без выкідаў вугляроду.

Вадарод добра падыходзіць для вытворчасці буйнымі нафтавымі і газавымі кампаніямі, таму што яны ўжо ведаюць, як здабываць і распаўсюджваць іншы газ - прыродны газ - і ў іх глыбокія кішэні.

Што мы ведаем цяпер.

DNV у сваёй гадавой справаздачы¹ у канцы 2022 г. падлічылі, што да 5 г. вадкі вадарод задаволіць толькі 7% (а не 2050%) патрэбаў у чыстай энергіі.

Як піша Bloomberg Green, ёсць прычыны, чаму вадарод яшчэ не стаў мэйнстрымам, як вецер і сонца. Адзін з іх - кошт: экалагічна чыстая вытворчасць шляхам электролізу вады каштуе дорага, а электроліз - неэфектыўная тэхналогія.

Па-другое, блакітны вадарод не спрыяльны для клімату. Нягледзячы на ​​тое, што ён таннейшы за зялёны вадарод, блакітны вадарод патрабуе энергіі для вытворчасці і расшчаплення метану да вадароду плюс CO2, і CO2 неабходна ўтылізаваць, як правіла, з дапамогай CCS (захопу і захоўвання вугляроду). Абодва канцы ланцуга вытворчасці вадароду перашкаджаюць «чыстаму» ў гэтай вадароднай альтэрнатыве.

Па-трэцяе, большасць машын і галін прамысловасці не прыстасаваныя для выкарыстання вадароду. Абсталяванне звычайнага аўтамабіля для спальвання вадароду замест бензіну або адаптацыя машын у прамысловым цэху для спальвання вадароду замест прыроднага газу - гэта дадатковыя выдаткі.

Вадарод з'яўляецца натуральным падыходам для нафтавых і газавых кампаній з-за іх вялізнага вопыту ў галіне прыроднага газу, а таксама таму, што яны атрымалі велізарныя прыбыткі ў 2022 годзе і могуць дазволіць сабе рызыкаваць у новых прадпрыемствах.

Змрочныя прагнозы кошту вадароду.

Нядаўні артыкул змяшчае вытрымкі з Перспектывы энергетычнага пераходу DNV¹ 2023. Асноўныя моманты:

· Дасягненне 5% сусветнага попыту на чыстую энергію да 2050 года будзе каштаваць больш за 7 трыльёнаў долараў на вытворчасць, уключаючы новыя тэрміналы для аміяку і трубаправоды.

· Большая частка вадароду будзе выкарыстоўвацца ў вытворчасці.

· Вадарод і аміяк разам будуць складаць каля паловы сусветнага паліва для суднаходства, адной з катэгорый, якія цяжка паменшыць.

· Больш за 50% глабальных вадаправодаў будуць перапрафіляваны з газаправодаў.

· Лацінская Амерыка, Блізкі Усход і Паўночная Афрыка стануць экспарцёрамі вадароду або аміяку, паколькі яны маюць вялікія тэрыторыі, даступныя для выкарыстання аднаўляльных крыніц энергіі, такіх як вецер і сонца, для атрымання вадароду шляхам электролізу.

· У Еўропе буйныя краіны, такія як Германія, Францыя і Іспанія, будуць мець на 2030 г. мэты па 4-6.5 ГВт унутранай вытворчасці вадароду.

· Вялікабрытанія з яе вялікай сеткай газаправодаў зможа перайсці з прыроднага газу на вадарод.

· Планы ЕС ўключаюць 6 ГВт магутнасці электралізера да 2024 г. і да 40 ГВт да 2030 г.

Вадарод перапрадаецца?

Такім чынам, вадарод перапрадаецца? Нягледзячы на ​​тое, што вадароднае паліва выклікае большае хваляванне, чым сонечная або ветравая, 7% ад агульнага прагнозу чыстай энергіі для вадароду ў 2050 годзе - гэта даволі невялікі працэнт ад агульнай колькасці. Калі дадаць да гэтага празмерныя выдаткі, прагназуемыя на ўвядзенне вадароду ў сетку, узнікае спакуса прызнаць, што вадарод перапрадаецца як чыстае паліва ў 2050 годзе.

Давайце паглядзім на вадародную дзейнасць у некалькіх краінах, у некаторых з якіх задзейнічана нафтагазавая прамысловасць.

Вадародныя планы ў Еўрапейскім саюзе (ЕС) супраць ЗША

Агульная сусветная вытворчасць вадароду цяпер складае каля 90 мільёнаў тон у год. МЭА (Міжнароднае энергетычнае агенцтва) прагназуе, што да 180 г. для дасягнення нулявых выкідаў вуглякіслага газу да 2030 г. давядзецца павялічыць да 2050 мільёнаў тон у год.

Амаль увесь з каля 10 мільёнаў тон вадароду ў год, які зараз вырабляецца ў ЗША, выкарыстоўваецца прамысловасцю для перапрацоўкі нафты, апрацоўкі металаў, вытворчасці ўгнаенняў і перапрацоўкі прадуктаў харчавання.

Але большая частка сённяшняй вытворчасці, 99%, - гэта блакітны вадарод, які не ўтрымлівае вуглярод, як апісана раней. Зялёны вадарод атрымліваецца шляхам электролізу вады і ў значнай ступені не змяшчае вугляроду, калі сілкуецца ад аднаўляльнай электраэнергіі.

ЕС хутка адаптаваўся да электролізу зялёнага вадароду, у асноўным без вугляроду. Але ЕС павольна рэагуе на вялізныя інвестыцыі ў вадарод, прадугледжаныя Законам ЗША аб скарачэнні інфляцыі (IRA), які накіроўвае каласальныя 369 мільярдаў долараў на праграмы зялёнай энергетыкі.

У глабальным маштабе, гаворыцца ў артыкуле, пачата будаўніцтва толькі 1% ​​запланаваных вадародных праектаў, якія складаюць 1 Твт (тэрават). Каля чвэрці з гэтага, 269 ГВт (Гігават), будзе знаходзіцца ў сетцы да 2030 г. Рост будзе адчувацца як рэвалюцыя, паколькі сённяшняя вытворчасць вадароду складае ўсяго 0.45 ГВт.

Ён таксама прагназуе, што кошт зялёнага вадароду ўпадзе з 6-8 еўра/кг сёння да ніжэй за 3 еўра/кг да 2050 года.

Вадародныя хабы ў ЗША

Акрамя звычайных пераваг канцэнтрацыі інфраструктуры, канцэпцыя вадародных цэнтраў заключаецца ў кампенсацыі небяспекі і выдаткаў, звязаных з транспарціроўкай вадароду, які з'яўляецца вельмі гаручым, на вялікія адлегласці.

Кангрэс ЗША выдзеліў 8 мільярдаў долараў з Закона аб інфраструктуры 2021 года для Міністэрства энергетыкі (Міністэрства энергетыкі) на падтрымку як мінімум чатырох дэманстрацыйных праектаў, якія ўключаюць вытворцаў вадароду, канчатковых карыстальнікаў і інфраструктуру, якая іх злучае. Міністэрства энергетыкі ўжо прафінансавала ашаламляльныя 400 праектаў па вадароду ва ўніверсітэтах, нацыянальных лабараторыях і прамысловасці, і новыя цэнтры будуць абапірацца на гэтую інфармацыю.

Заяўкі на поўнае фінансаванне павінны былі быць пададзены ў красавіку 2023 г. Заяўкі падалі чатыры прыватныя альянсы, а таксама ўрады многіх штатаў, звязаныя з прамысловасцю, а некаторыя - з іншымі дзяржавамі. Першапачатковае фінансаванне Міністэрства энергетыкі не павінна перавышаць 1.25 мільярда долараў на хаб, што з'яўляецца велізарнай сумай грошай. Яны разлічваюць выбраць 6-10 рэгіянальных цэнтраў з сумарным фінансаваннем у 6-7 мільярдаў долараў.

Адзін хаб называецца Хаб HyVelocity з цэнтрам уздоўж узбярэжжа Мексіканскага заліва ЗША і арганізаваны кампаніяй Chevron
CLC
і некалькі прыватных кампаній-партнёраў, уключаючы ExxonMobil
XOM
і Міцубісі. Яны будуць выкарыстоўваць сетку з 48 цэнтраў вытворчасці вадароду (найбуйнейшых у свеце) плюс 1,000 міль спецыяльных вадаправодаў уздоўж узбярэжжаў Луізіяны і Тэхаса.

Адна з мэт складаецца ў тым, каб вырашыць задачу Міністэрства энергетыкі, якая называецца "Вадародны стрэл", каб атрымаць 1 кг вадароду пры выкідзе менш за 2 кг вуглякіслага газу. Яшчэ адна мэта — знізіць кошт вадароду на 80% — да $1/кг на працягу 10 гадоў.

Такія праграмы, як прыведзеныя вышэй, прыцягнулі ўвагу індустрыі ў ЗША. Падатковыя льготы, прапанаваныя IRA, могуць прынесці 100 мільярдаў долараў у вытворчасць чыстага вадароду - у дадатак да 8 мільярдаў долараў, якія Кангрэс прысвоіў з Закона аб інфраструктуры.

Reuters Events вельмі коратка апісвае іншыя вадародныя цэнтры, за якімі трэба сачыць². У іх спіс уваходзяць:

Транспермскі і Horizons Clean Hydrogen Hub: мае моцную сувязь з нафтай і газам у Заходнім Тэхасе.

HyBuild Лос-Анджэлес

Праект HyGrid

Вадародны цэнтр HALO: Штаты Арканзас, Луізіяна і Аклахома маюць доўгую гісторыю здабычы і транспарціроўкі нафты і газу.

Хаб Advanced Clean Energy Storage

Паўднёва-заходняя інавацыйная сетка чыстага вадароду

Паўднёва-ўсходні вадародны цэнтр

Большасць з гэтых праектаў уключае ў сябе энергетычныя камунальныя службы або некамерцыйныя праекты, якія фінансуюцца горадам або дзяржавай, і многія з іх маюць падтрымку універсітэтаў.

На конкурс праектаў Міністэрства энергетыкі было пададзена 79 заявак², але толькі 33 з іх было прапанавана перайсці да афіцыйнай падачы заявак да красавіка 2023 г. Канчатковы выбар з менш чым 10 цэнтраў адбудзецца ў другой палове 2023 г.

Відавочна, што зацікаўленыя бакі па ўсёй краіне захапілі бачанне вадароду. ЗША ўзялі на сябе абавязацельствы па вадароднай будучыні і хочуць узначаліць свет у гэтым пераходзе.

У наступным артыкуле мы апішам дзейнасць асобных нафтагазавых кампаній па вытворчасці вадароду.

Takeaways

Бачанне вадароду з'яўляецца амбіцыйным - таму што яго цяжка вырабляць, небяспечна захоўваць і транспартаваць, і ён дарагі.

Версія вадароду з нізкім утрыманнем вугляроду называецца зялёным вадародам, які дарагі, таму што гэта неэфектыўны працэс, заснаваны на электролізе вады. Па сутнасці, уся цяперашняя вытворчасць вадароду - гэта блакітны вадарод, але гэта мае недахопы з высокім утрыманнем вугляроду ў пачатку і ў канцы працэсу генерацыі.

Але вадарод - не срэбная куля. Вадародная прамысловасць можа атрымаць вялікі ўкус ад 5-7% выкідаў сусветнай энергетыкі, якія цяжка скараціць, да 2050 года, але найбольшы кавалак агульных выкідаў усё яшчэ застаецца: 93-95%.

Спіс літаратуры.

1. DNV, Перспектыва энергетычнага пераходу на 2022 год, Кастрычнік 13, 2022.

2. Падзеі Reuters: Вадародныя штаты Амерыкі, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 красавіка 2023 г.pd