2.2 C
Киев
Среда, 20 октября, 2021

Водород постепенно укореняется в Европе как «зеленая» альтернатива газу и углю

По мере того как правительства лихорадочно ищут более экологичную замену природному газу и углю, водород начинает проникать в промышленность и бытовое хозяйство по всей Европе.

Автор: Дэвид Годари для The Wall Street Journal

В планах Европы по отказу от ископаемого топлива и достижению углеродной нейтральности до 2050 года водород занимает важное место. Сторонники водородной энергетики считают, что водород, при сжигании выделяющий только воду, мог бы заменить топливо в промышленных процессах (например, при производстве стали и цемента). Его также можно использовать в автомобилях вместо бензина, для отопления домов и в качестве чистой энергии для прочих коммунальных услуг, когда солнечная и ветровая энергия недоступны. И все это – с нулевыми выбросами углерода.

Впрочем, прежде чем водород станет конкурентоспособным источником чистой энергии, необходимо произвести его побольше. Вместе с тем производство должно быть экологически чистым, т.е. на основе возобновляемой энергии, а не ископаемого топлива. Европейским компаниям также предстоит выяснить способы его безопасного хранения и транспортировки. Водород взрывоопасен при контакте с воздухом в достаточно высокой концентрации. Вдобавок, этот элемент обладает наименьшей плотностью во Вселенной, поэтому его нельзя хранить так же компактно, как природный газ.

Среди европейских компаний, работающих над созданием надежной системы хранения и распределения водорода, аналогичной системам для ископаемого топлива, можно отметить французский энергохолдинг Engie SA. Разработчики намерены хранить водород в подземных соляных пещерах размером с небоскреб. Итальянская газотранспортная компания Snam SpA тратит миллиарды долларов на модернизацию своих систем и расширение водородного бизнеса. В Великобритании компания-поставщик электроэнергии и газа National Grid тестирует водородные котлы и плиты, в то время как компания Centrica предложила вариант хранения водорода в бывшем резервуаре для природного газа в прибрежной зоне Англии.

«Озеленение»

Из 228 запланированных водородных проектов в мире 55% будут реализовываться в европейских странах (по данным Hydrogen Council, HC). При этом некоторые задействованные компании не торопятся реализовывать свои планы, пока не прояснится ситуация с государственным финансированием. HC утверждает, что к 2050 году водород может составлять 18% мировой энергетики. При этом сегодня, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), его доля равна менее 1%.

Использование водорода вместо природного газа и угля может помочь предприятиям в отраслях, выступающих источником наибольших загрязнений окружающей среды (например, производство стали и цемента). Переход на такое топливо уменьшит их углеродный след. Водород также может сократить выбросы от отопления жилых домов.

Источник: WSJ

Коммунальные предприятия утверждают, что могли бы использовать водород в качестве надежного источника чистой электроэнергии в период высокого спроса, или же когда солнечная и ветровая энергия недоступны. Обычно излишки возобновляемой энергии хранятся в батареях, сделанных из редких щелочно-земельных металлов, которые со временем портятся. Вместо этого коммунальные предприятия могли бы пользоваться возобновляемым электричеством при наличии достаточного количества электролизеров – машин, извлекающих атомы водорода из молекул воды. После этого водород можно хранить и сжигать для генерирования электричества по мере необходимости.

«Водород стоит чуть больше природного газа, но все же намного меньше, чем батарея, и сохраняется лучше», – отмечается Марко Алвера, гендиректор Snam. Компания планирует потратить около $4,5 млрд в 2020-2024 гг. на подготовку своей газотранспортной инфраструктуры для траспортировки водорода.

Чтобы оправдать весь поднятый вокруг него шум, водород, разумеется, должен производиться на базе возобновляемых источников энергии и не генерировать выбросы. Увы, большинство глобальных производителей водорода пока не могут похвастать подобными результатами. Более 99% сегодняшней выработки – смесь «серого» водорода, произведенного путем распада углеводородных молекул в угле или природном газе, или же «синий» водород, также извлекаемый из ископаемого топлива, но с применением методов улавливания углерода для ограничения объема выбросов.

К 2030 году Европейский союз намерен построить на своей территории установки по выработке экологически чистого водорода общей мощностью 40 гигаватт. Это, по данным МЭА, покроет примерно 40% потребления электроэнергии во Франции. Группа компаний, в которую входят Snam и испанский энергопоставщик Iberdrola, пообещала обеспечить выработку мощностью 25 гигаватт к 2026 году, надеясь сделать «зеленый» водород дешевле «серого».

Вопрос хранения

Чтобы доставить весь этот свеженький водород в жилые дома и на промышленные объекты, энергопоставщикам, по-видимому, придется широко задействовать имеющуюся инфраструктуру для природного газа.

Между тем к 2030 году европейские компании планируют запустить в работу водородный трубопровод общей протяженностью порядка 6700 км. Согласно оценкам консалтинговой фирмы Rystad Energy, три четверти этого трубопровода можно обеспечить за счет существующей газотранспортной системы.

Тем не менее потребуется постройка дополнительных хранилищ для водорода, поскольку он на треть плотнее природного газа.

Во Франции группа Engie планирует хранить водородный газ в огромных подземных соляных пещерах, аналогичных тем, в которых хранятся стратегические запасы нефти США. Компания предложила потратить $16 млн на испытания такого хранилища вблизи Лиона в восточной Франции. Уже есть планы по расширению этого объекта и использованию других схожих хранилищ во Франции и Англии.

Источник: Geostock Group

Хранение легковоспламеняющегося водорода у поверхности земли довольно рискованно и затратно. Впрочем, по мнению аналитиков, создание подземных хранилищ тоже влетит в копеечку. По словам Андреса Фернандеса Оливы, вице-президента компании WSP, занимающейся разработкой экологических технологий, подготовка хранилища в соляных отложениях, способного вместить водородный эквивалент 2 млн баррелей нефти, обойдется компании в $25 млн.

Помимо этого, есть и другие риски. По мнению критиков, углубление естественных соляных пещер путем водного вымывания солей может привести к загрязнению прилегающих вод и грунтов соляным раствором. Потребители тоже вряд ли обрадуются, узнав, что в подземных резервуарах под их городами хранится воспламеняющийся газ.

Тем не менее соляные купола очень герметичны, говорит Олива. «Они не вступают в реакцию с водородом и имеют свойство самоуплотнения или самозакупорки. Это идеальное решение для хранения больших объемов газа», – поясняет он.

Британская компания Centrica применяет совсем другой подход. Два ее подразделения, Scottish Gas и British Gas, готовы вложить $900 млн в переоборудование старого подземного газового хранилища Rough (в 29 км от побережья Йоркшира, под Северным морем) в водородный резервуар. Компания утверждает, что пористая порода в естественном хранилище из песчаника может вместить в четыре раза больше водорода, чем все соляные хранилища в стране.

Грег Маккенна, директор по бизнес-решениям в компании Centrica, называет хранилище Rough идеальной «золотой серединой». «Оно представляет собой естественную герметичную емкость, а природная температура внутри уничтожает все бактерии, которые могли бы превратить водород в коррозионный, едкий сульфид водорода», – говорит он.

Как и другие компании, прежде чем швырять деньги в яму на дне моря, Centrica требует правительственных гарантий – либо в форме финансирования, либо в виде стратегии роста, которая поможет компании окупить свои инвестиции.

Отопление жилья

Тем временем компании Engie и Snam проверяют, в каких пропорциях можно смешивать водород и природный газ, не заменяя при этом имеющиеся трубопроводные системы и котлы.

Engie добавила 20% водорода к газу, который она поставляет в жилые районы Дюнкерка на севере Франции. Snam провела успешные испытания, добавив 10% водорода в газ, поставляемый на заводы по производству итальянской пасты и минеральной воды.

Между тем в Великобритании энергокомпания National Grid вложила $18 млн частных и государственных средств в испытания по поставкам водорода в жилые дома в Камбрии. Кухонные плиты и печи могут работать на смесях с разным содержанием водорода, вплоть до 100%.

Related Articles

Последние материалы