Для декарбонизации экономики не хватает водорода

Для достижения углеродной нейтральности в развитие зеленого водорода придется инвестировать 1,2 трлн долл. к 2030 году. Иллюстрация Depositphotos/PhotoXPress.ru

После нескольких фальстартов новое начало уже близко. К такому выводу пришли эксперты Международного энергетического агентства (МЭА) в своем глобальном отчете по водороду. Они отметили, что если три года назад только у Франции, Японии и Кореи были национальные стратегии по использованию водорода, то сегодня они есть у 17 государств. И более 20 заявили о разработке таких программ. При этом бизнес по всему миру готов подключиться к инициативам сверху, так как видит хорошие перспективы в этом сегменте энергетики.

В МЭА также подчеркнули, что действовать необходимо уже сейчас, так как водород понадобится на пути достижения к 2050 году углеродной нейтральности (когда объем выбросов парниковых газов ниже или равен поглощаемому объему). Согласно «дорожной карте» агентства, к этому времени участие водорода в энергобалансе должно вырасти в 6 раз и обеспечивать 10% всей потребляемой энергии.

Однако с учетом этого ориентира производство водорода становится более экологичным, более зеленым слишком медленно, сообщили эксперты. В 2020 году спрос на водород был на уровне 90 млн т, и практически весь объем уходил на нужды промышленности и в переработку. А получали его почти на 100% из ископаемого топлива, что приводило к эмиссии 900 млн т углекислого газа. Тем не менее подвижки в сторону озеленения есть. По оценке МЭА, за последние пять лет глобальная мощность электролизеров, необходимых для получения водорода за счет электричества, удвоилась и к середине текущего года превысила 300 МВт. В этой сфере сейчас прорабатывается около 350 проектов. Они могут привести этот показатель к 54 ГВт к 2030 году. Еще 40 проектов, как отметили в агентстве, на ранних стадиях, и, если все они будут реализованы, общемировые поступления водорода от электролизеров могут достичь 8 млн т уже к 2030 году. Но, чтобы выполнить установленную задачу по сокращению выбросов углекислого газа, такого водорода нужно значительно больше. По расчетам МЭА, через девять лет потребуется не менее 80 млн т.

Лидером по установленной мощности электролизеров остается Европа, на нее приходится 40%. И в агентстве ожидают, что в ближайшем будущем она останется крупнейшим рынком в этом секторе благодаря масштабным водородным стратегиям, которые приняли Евросоюз и Великобритания. Через пару лет их может догнать Австралия. Латинская Америка и Ближний Восток также выйдут на первый план в этой области, нарастив значительные мощности и направив их преимущественно на экспорт. Китай же стартовал медленно, но сейчас количество объявлений о водородных проектах там стремительно растет.

Важный шаг сделали и США, сообщив о проекте Hydrogen Shot («Водородный импульс»), или «1 1 1». Его цель – снизить стоимость экологически чистого водорода на 80%, до одного доллара за один килограмм, в течение одного десятилетия. Вместе с другими энергетическими инициативами американского Минэнерго он должен помочь в борьбе с климатическим кризисом. Ну а пока килограмм водорода, получаемого за счет возобновляемых источников энергии, там стоит около 5 долл. В Вашингтоне надеются, что снижение цены сделает водород привлекательным для новых рынков, включая производство стали и экологически чистого аммиака, хранение энергии и перевозку крупнотоннажными грузовыми автомобилями. Если Соединенные Штаты смогут выполнить намеченное, использование экологически чистого водорода может вырасти по крайней мере в 5 раз. Выбросы диоксида углерода в США могут сократиться на 16% к 2050 году, при этом удастся получить 140 млрд долл. дохода и создать 700 тыс. рабочих мест к 2030 году. На продвижение экологически чистого водорода в 2022 финансовом году американское Министерство энергетики планирует потратить около 400 млн долл. бюджетных средств против приблизительно 285 млн долл. в 2021 году.

Между тем США и Канада лидируют в производстве водорода за счет ископаемого топлива с захватом, использованием и хранением высвобождаемого в процессе углерода. На них приходится 80% глобальных мощностей. Но, если учитывать проекты в разработке, со временем их могут потеснить Великобритания и Нидерланды. Всего же, по подсчетам МЭА, в мире сейчас активны 16 таких проектов. В год они вырабатывают 0,7 млн т водорода. Еще 50 находятся в разработке, и, если они будут завершены, к 2030 году производство может превысить 9 млн т.

Эксперты МЭА видят большой потенциал применения водорода, но особенно активно идет его внедрение в сферу транспорта. С 2008 года стоимость автомобильных топливных элементов упала на 70% благодаря технологическому прогрессу и росту продаж электромобилей на топливных элементах. Усилиями Республики Кореи, США, Китая и Японии количество таких машин на дорогах выросло в шесть раз, с 7 тыс. в 2017-м до более 43 тыс. к середине 2021 года, сообщили в МЭА. Большинство из них пассажирские, но заметно плавное смещение к сегменту перевозок на длинные дистанции. Аналитики подчеркнули, что сегодня одну пятую электромобилей на топливных элементах представляют автобусы и грузовики. Именно в этой категории водород может наиболее эффективно конкурировать с обычными электромобилями. Но количество такого рода машин тем не менее не оправдывает ожиданий специалистов, оно значительно ниже целевого значения в 11 млн. Существует и несколько демонстрационных проектов по использованию водорода на железнодорожном и воздушном транспорте, что также представляется весьма перспективным.

Международное энергетическое агентство считает водород ключевым элементом для декарбонизации промышленности, хотя большинство технологий, способных вывести его на должный уровень, только зарождаются. Так, Швеция в этом году запустила первый в мире пилотный проект по производству стали без выбросов углерода с использованием низкоуглеродного водорода. А Испания может стать крупным экспортером экологически чистого аммиака, получаемого за счет водорода, который, в свою очередь, будет производиться за счет возобновляемых источников энергии. К этому должно привести сотрудничество энергетической компании Iberdrola и производителя удобрений Fertiberia. Они запланировали самый масштабный в Европе проект по производству зеленого водорода. В предприятие вложат 150 млн евро, а заработать оно должно уже в этом году. Также они договорились о трех дополнительных проектах, которые будут реализованы с 2023 по 2027 год. В общей сложности на четыре проекта понадобится 1,8 млрд евро инвестиций, а их мощность по производству зеленого водорода составит 800 МВт. Таким образом, по подсчетам компаний, к 2027 году удастся декарбонизировать 25% всего производства водорода в Испании. И этого хватит, чтобы покрыть 20% мощности, заложенной правительством в план до 2030 года. Страна надеется получать 4 ГВт зеленого водорода.

В МЭА также отметили, что в ближайшие два-три года в мире стартует еще несколько проектов на десятки тысяч тонн водорода под нужды самых разных производств, включая даже, например, изготовление цемента, керамики и стекла. И все же эксперты Международного энергетического агентства призвали страны ускорить свои планы. Из государственных бюджетов по всему миру на развитие водородных стратегий выделено 37 млрд долл. Еще 300 млрд долл. составляют частные инвестиции. Но, чтобы водородный сегмент шел нога в ногу с целями по достижению углеродной нейтральности к 2050 году, до 2030 года необходимо инвестировать 1,2 трлн долл., предупредили в МЭА.

Эксперты заключили, что, если текущие планы государств будут выполнены, в 2030 году мы все равно будем отставать по всем пунктам. Спрос на водород выйдет на 105 млн т против необходимых 200 млн т. Производство низкоуглеродного водорода составит 17 млн т, и это лишь одна восьмая от целевого значения. Мощность электролизеров дойдет до 90 МВт вместо 850 МВт. А выпуск электромобилей на топливных элементах окажется на 40% ниже – 6 млн машин, когда будет требоваться 15 млн.