Что такое зеленый водород?

Более 125 лет назад Жюль Верн рассказал нам о зеленый водород. Он упомянул об этом в своем романе «Таинственный остров»… «А что они будут жечь вместо угля?… Воду!… Вода, разложенная электричеством на свои первичные элементы… когда-нибудь будет использована в качестве топлива».

Но нам до сих пор не удалось превратить то, что рассказал автор, об этой форме возобновляемой энергии и производство зеленого водорода, в реальность. Сегодня ископаемое топливо по-прежнему является частью нашей повседневной жизни и промышленного развития. Достижение устойчивого будущего зависит от того, осуществим ли мы энергетический переход, безоговорочно перейдя на возобновляемые источники энергии и виды топлива, такие как зеленый водород.

Что вы найдете в этой статье

Что такое зеленый водород и как его получают?

Правительства и учреждения во всем мире берут на себя обязательство добиться нулевого уровня выбросов в ближайшие десятилетия. Европейская комиссиянапример, предлагает климатически нейтральную Европу к 2050 году. В этом контексте зеленый водород выглядит отличным союзником для достижения этой цели. Европейский Союз считает водород ключевым топливом, и разработка технологии для расширения его использования является приоритетом для Комиссии. Таким образом, это стало одной из особенностей его пакетов финансирования NextGenEU.

«Европа считает водород ключевым топливом, и разработка технологии для расширения его использования является приоритетом для Комиссии».

Водород является самым распространенным химическим элементом в мире. Он легкий, удобный для хранения, энергоемкий и сам по себе не производит прямых загрязняющих выбросов или парниковых газов. Но не весь водород устойчив. То, что интересно нам и планете, должно быть зеленым.

Так просто? Вы должны думать: «Если водород такой чудесный, почему его еще не все используют?» Потому что все еще необходимо инвестировать в дополнительные исследования и разработки, а также проводить государственную политику по продвижению водорода, чтобы преодолеть барьеры на пути его использования. Кроме того, не весь водород может помочь нам достичь углеродной нейтральности.

Типы водорода

В настоящее время у нас есть несколько различных технологий, позволяющих получать водород. Но не все устойчивы. Был установлен цветовой код для различения четырех типов в зависимости от воздействия и выбросов, которые производит каждый из них:

Серый водород: производится с использованием ископаемого топлива и выбрасывает много CO2.
Синий водород: производится с использованием ископаемого топлива с использованием технологий улавливания и хранения углерода (менее загрязняющий окружающую среду, чем серый). Около трех четвертей производимого сегодня водорода производится из природного газа. Голубой водород может стать первоначальным решением, в то время как мощности по производству и хранению зеленого водорода для таких отраслей, как сталелитейная, будут введены в эксплуатацию. Но синий водород не устраняет выбросы углерода, а только уменьшает их.
Бирюзовый водород: производится пиролизом из природного газа, но все же является ископаемым топливом и, как таковое, не является свободным от выбросов.
Зеленый водород: экологически чистое топливо, позволяющее хранить и использовать энергию из возобновляемых источников. Он уже считается заменой ископаемого топлива в отраслях, которые трудно обезуглерожить, и в секторах тяжелого транспорта, таких как морской транспорт и авиация. Как правительства, так и экономические секторы признали, что зеленый водород станет важной опорой для перехода к полностью устойчивой энергетике. Наиболее известным вариантом производства зеленого водорода является электролиз воды из возобновляемой электроэнергии. Он заключается в разложении воды (H2O) на кислород (O2) и водород (H2) под действием постоянного электрического тока, проходящего через электроды в воде.

Преимущества зеленого водорода

Зеленый водород должен стать одним из ключевых компонентов неизбежного энергетического перехода, который основные экономики мира должны привести к достижению углеродной нейтральности и остановке изменения климата. Преимущества этого чистого топлива говорят сами за себя с точки зрения значимости новой энергетической системы:

Чистая энергия: единственные отходы, которые он выбрасывает, это вода
100% возобновляемый: генерируется с использованием неиссякаемых природных ресурсов, таких как энергия ветра и солнца.
Хранение: могут быть сжаты и храниться в специальных резервуарах в течение длительного времени.
Транспортабельный: это очень легкий элемент, и поэтому с резервуарами со сжатым водородом обращаться проще, чем, скажем, с литиевыми батареями.

Барьеры на пути развития зеленого водорода

Электролиз производит только около 5% водорода во всем мире. Текущее производство водорода основано в основном на природном газе и угле, которые вместе составляют 95%. Производство серого водорода представляет собой выброс около 830 миллионов тонн двуокиси углерода в год. эквивалентен выбросам CO2 в Соединенном Королевстве и Франции вместе взятых.

«Только 5% производимого сегодня водорода — это зеленый водород»

Сегодня, производство водорода из возобновляемых источников по-прежнему практически отсутствует, хотя в Испании, например, сейчас работает первый в стране завод зеленого водорода. Себестоимость производства по-прежнему является недостатком, и ее необходимо делать гораздо более эффективно. Необходимы большие инвестиции, чтобы можно было разработать технологии производства, сжатия, транспортировки и хранения для достижения конкурентоспособных цен.

Но падение цен на возобновляемые источники энергии открыло окно возможностей для того, чтобы затраты стали более доступными. Солнечная электроэнергия в 10 раз дешевле, чем десятилетие назад, а ветровая энергия стоит вдвое меньше, что может сделать процесс электролиза более экономичным.. Его установка требует значительных капиталовложений. Говорят, что в течение следующего десятилетия во всем мире потребуется 300 миллиардов долларов США для проведения исследований и создания инфраструктуры.

Тем не менее, согласно отчету BloombergNEF (BNEF), при правильной политике поддержки его развития спрос на зеленый водород может увеличиться до 700 миллионов тонн в 2050 году, так что инвестиции в его разработку могут быть затратными, но это также огромные финансовые возможности.

Дверь в будущее зеленого водорода

К счастью, сейчас хорошее время для оптимизма. В новом отчете IRENA, Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, говорится, что зеленый водород может стать прибыльным с 2030 года. С одной стороны, есть надежда, что солнечная и ветровая энергия будут продолжать становиться более экономичными; их стоимость упала на 40-80% за последнее десятилетие. Кроме того, по оценкам IRENA, стоимость водородных установок может снизиться примерно на 40% в ближайшей перспективе и на 80% в долгосрочной перспективе.

«Зеленый водород может стать прибыльным с 2030 года»

Для чего его используют?

По оценкам IRENA, выдвинутая на первый план чрезвычайной климатической ситуацией и обязательствами стран по достижению нулевых выбросов, водород будет составлять до 12% мирового потребления энергии к 2050 году. «Зеленый водород — это радикальное решение для достижения климатической нейтральности без ущерба для промышленного роста. и социальное развитие», — говорит генеральный директор IRENA Франческо Ла Камера.

Итак, какие отрасли больше всего выиграют от этого чистого топлива?

Устойчивая мобильность: электромобили с водородными топливными элементами (FCEV) представляют собой революцию в энергетике и транспортном секторе благодаря использованию топлива с нулевым выбросом CO2.
Тяжелый транспорт: сектора, которые трудно декарбонизировать, такие как авиация, морской и железнодорожный транспорт, найдут свое устойчивое решение в зеленом водороде. Но заменить тяжелое топливо, используемое сегодня, водородом не так просто. Более низкая плотность энергии водорода означает, что такие виды транспорта должны быть переработаны для более тяжелых нагрузок.
Хранилище энергии: благодаря своему большому объему и длительному сроку хранения водород можно будет хранить так же, как стратегические запасы, такие как природный газ и нефть.
Промышленность: водород уже используется в качестве сырья в химической промышленности для получения аммиака и удобрений, в нефтехимической промышленности для переработки нефти, в металлургии для производства стали. Но они не используют зеленый водород. Когда мы сможем полностью заменить серый водород возобновляемой энергией в этих секторах, мы сможем получить, например, сталь с нулевым уровнем выбросов.
Бытовое использование: уже реализуются различные устойчивые проекты, направленные на замену сети природного газа на зеленую водородную сеть, которая поставляет электричество и тепло в дома, не производя загрязняющих выбросов.

Будущее становится все ближе. Упомянутый выше проект в Испании называется OCEANH2 и представляет собой первый морской завод по производству, хранению и распределению зеленого водорода в Испании. Проект предлагает модульную, гибкую и интеллектуальную оптимизацию, адаптированную к новой рыночной парадигме, с использованием возобновляемой морской генерации электроэнергии и объединения ветряных и плавучих фотоэлектрических технологий.

Путь от ископаемого топлива к зеленому водороду только начался. Ожидаются большие новости о водороде как о главном игроке в устойчивом развитии.

Источники:

IEA, Agencia Internacional de Energía, BBC, Alianza Europea del Hidrógeno Limpio, Cinco Días, IRENA

https://www.sostenibilidad.com/energias-renovables/futuro-sostenible-reto-transicion-energetica/