Гарячі дискусії стосовно водню в наших містах
Водень часто подають як швидкий спосіб позбутись викопного палива при опаленні й охолодженні в містах. Але чи так є насправді?
Під час вебінару Decarb City Pipes 2050 минулого тижня Ліза Фішер, керівник програми в E3G1, обговорила з містами роль, яку може відіграти водень у декарбонізації міст. Водень часто подають як швидкий спосіб позбутись викопного палива при опаленні й охолодженні в містах. Втім, про це широко сперечаються експерти, й тут є певна невизначеність та ризик ефекту блокування. Тому ми візьмемо під сумнів це твердження.
Чи водень ефективний?
Зелений водень вимагає у п'ять разів більше електроенергії для огрівання будинку, аніж теплова помпа. Інакше кажучи, порівняно з тепловими помпами низькотемпературні системи опалення на основі водню споживають на 500-600% більше поновлюваної енергії. Справді, транспортування, зберігання, багатоступеневе перетворення і спалювання водню призводять до численних втрат.
Річард Ловз з Університету Ексетера підсумовує: «В кожному аналізі, який я бачив, чи стосується він водню, чи електрифікації, слід діяти ефективно, щоб речі були рентабельними».
Чи водень конкурентний за ціною?
Цінова конкурентність відносна, і дані необхідно порівнювати з різними низьковуглецевими альтернативами опалення міст: тепловими помпами, централізованим теплопостачанням і водневими котлами. Аналіз витрат значно відрізняється залежно від застосованих критеріїв: враховуючи динаміку цін на водень і електроенергію, можливі зміни температури протягом кількох наступних десятиліть, інфраструктуру тощо.
Наукові дослідження показують, що водень не є конкурентним в опаленні, оскільки повітряні теплові помпи щонайменше на 50% дешевші, ніж технології, що використовують лише водень. ICCT2 навіть робить висновок, що "якби у 2050 р. видатки на природний газ були на 50% нижчі або ціни на поновлювану електроенергію на 50% вищі, ніж ми прогнозуємо, то теплові помпи все одно були би більш рентабельні порівняно з водневими котлами або паливними комірками", що є вельми цікавою новиною з огляду на соціальні аспекти енергетичного переходу.
Справді, як ми бачили раніше, технології опалення на основі водню потребують набагато більше енергії, ніж теплові помпи, і основну частину ціни зеленого водню складає саме ціна електроенергії. Тож, коли ціна на поновлювану електроенергію падатиме, то це буде економією як для водню, так і для електроенергії, яка завжди буде дешевшою.
Щобільше, деякі експерти прогнозують, що, якщо масово використовувати водень для опалення, то це подвоїть видатки, з ним пов’язані. Нестача водню призведе до конкуренції між різними секторами (промисловість, хімія, зберігання), що спричинить зростання цін.
Тим не менше, невідновлені будівлі є вартим уваги винятком, де водень може бути більш конкурентним. Проте пропонована Хвиля реновації зменшить споживання енергії для опалення, а пропоновані Мінімальні вимоги до енергетичного функціонування згідно з Директивою про енергетичне функціонування будівель (EPBD) торкнуться насамперед найменш ефективних будівель та зліквідують цей потенційний ринок.
Якою є інфраструктура для використання водню в місті?
Водень має інші властивості, ніж природний газ. Використання 100% водню для опалення будинків вимагає певні зміни в мережі для подання газу до них, а також у самому побутовому приладі. Є низка різних матеріалів, що їх використовують у побутових трубопроводах для природного газу. Відтак у деяких будинках перехід на водень може бути швидким з заміною лише котла і лічильника, однак в інших вимагатиме заміни всього обладнання. Щоб полегшити цю роботу з переобладнання, що може зайняти кілька днів на один будинок, газові компанії пропонують встановити вже змішані котли, готові до майбутнього використання водню.
Дослідження показали, що багато неясних моментів ще чекають свого вирішення, та що, окрім прийнятності водню для власників, «недоступність побутових газопроводів може стати поважною перешкодою для модифікації, якщо трубопровід потрібно повністю перевірити або замінити, оскільки газові труби іноді покриті бетоном або прокладені через недоступні пустоти».
Ще одне обмеження стосується питання, хто відповідає за перетворення, та яка їхня вартість. Порівняно з електрифікацією або природним газом інвестиції у водень будуть більш ризиковні та принесуть меншу віддачу на капітал з огляду на неперевірену технологію, невизначеність стосовно вартості водню та необхідність збільшення масштабу. В результаті на фінансування будівельних робіт слід скерувати більше державних інвестицій та інвестицій платників податків.
Чи використання водню радше просте чи руйнівне для громадян?
Це важливе питання, тісно пов'язане з дебатами стосовно інфраструктури, розпочатими газовими компаніями. На їхню думку водень є подібним рішенням: заміна природного газу воднем безболісна та не вимагає зусиль від громадян. Цей аргумент без руйнувань і втрат дуже привабливий для політиків. Однак він дещо нечітко окреслений, оскільки заміна газу може призвести до зміни рахунків, а також до заміни інфраструктури в будинку мешканця (котел, внутрішні трубопроводи, кухонні плити) та на його вулиці (трубопроводи і компресори).
Коли воднева технологія буде готова опалювати міста?
Centrica, найбільший постачальник газу, аналізуючи британські проекти і ринок, визнає, що для виробництва зеленого водню для потреб опалення знадобиться понад десять років, тоді як технології централізованого теплопостачання і теплових помп вже доступні. Очікування настання водневої ери може створити в містах жахливий ефект блокування декарбонізації опалення.
Стосовно можливої хронології подій Ян Розенов з Проекту регуляторної допомоги каже: «Так, проведіть якісь дослідження водню та виконайте пілотні проекти, але це велика ставка казати, що водень вирішить наші проблеми у 2040 році, а відтак в міжчасі нічого не робити. Я думаю, це було би безвідповідально».
[1] E3G (Third Generation Environmentalism) – Рух третього покоління на захист довкілля, «мозковий центр» з питань зміни клімату, мета якого – прискорити глобальний перехід до низьковуглецевого майбутнього (прим. пер.)
[2] ICCT (International Committee of Clean Technology) – Міжнародний комітет з питань чистої енергії (прим. пер.)
Джерело: The heated debate on hydrogen in our cities | Energy Cities (energy-cities.eu)