Настав час вивільнити потенціал водню

Настав час вивільнити потенціал водню

Навіть за умови промислового виробництва  
поновлювані джерела енергії не зможуть 
вирішити проблему зміни клімату

Нік Батлер
керівник Інституту політики в Королівському коледжі Лондона

В останнє десятиліття спостерігається різке зростання на понад 16 % на рік глобального споживання електроенергії з поновлюваних джерел, таких як сонце та вітер. 

Зменшення витрат на 70 % для вітру та 89 % для сонячної енергії за останнє десятиліття відкриває для них перспективу подальшого значного зростання впродовж наступного десятиліття. Це допоможе скоротити викиди та заохочуватиме до заміни джерел електроенергії з інтенсивними викидами. 

Втім, вітер та сонячна енергія не вирішать проблеми зміни клімату, оскільки більшість енергоспоживання не можна перевести на електроенергію. Необхідні інші рішення. 

Кращий варіант на сьогодні – це  водень, який може допомогти витіснити вуглеводні (нафту, вугілля і природний газ) у сферах, недосяжних для електрифікації, як-от тепловий сектор або виробництво чавуну та сталі. Як далеко сягає така можливість, і які тут перепони?  

Ми перебуваємо наприкінці першого акту в історії поновлюваних джерел енергії. Сектор вже не залежить від субсидій і може продукувати тепер на рівні, який демонструють найновіші підприємства, збудовані, наприклад, у США і Китаї. Найбільша у світі сонячна установка – завод у пустелі Тенґґер в Китаї - має потужність понад 1500 МВт і забезпечує електроенергією 600 000 будинків. 

У другому акті впродовж наступного десятиліття наступить промислове виробництво як вітрової, так і сонячної енергії та їхнє проникнення на ринки у всьому світі. За даними Міжнародного енергетичного агентства до 2030 року на ці два джерела, ймовірно, припадатиме близько 15 % загального кінцевого енергоспоживання, а зменшення витрат сприятиме більшій електрифікації, зокрема, транспортних засобів.  

Це все добре, однак Дольф Ґілен та Емануель Тайбі з Міжнародного агентства поновлюваної енергії вважають, що цього недостатньо. Навіть якщо половину всього кінцевого споживання буде  електрифіковано, інша половина, що включає важкі вантажівки, значну частина теплового сектора та енергомісткі галузі, як-от чорна металургія і сталеливарне виробництво, залишиться значною мірою залежною від викопного палива.   

Щоб рухатись далі, ми повинні вийти за рамки поновлювальних джерел першого покоління - вітру та сонячної енергії. 

Одне з рішень, яке має сильну підтримку – це використання водню. Водень можна отримувати або з невідновних джерел енергії, наприклад, з природного газу, з одночасним вловлюванням і зберіганням вуглецю (т.зв. «блакитний» водень), або в результаті електролізу поновлюваних джерел з наступним використанням його в ролі прямого джерела енергії чи перетворивши в інші види палива, наприклад, аміак або синтетичні вуглеводні (т.зв. «зелений» водень). Технічно втілити можна обидва варіанти. 

Водень має низку явних переваг, що можуть зробити його серйозною частиною енергетичного ринку. Його можна відносно легко транспортувати, наприклад, трубопроводами, використавши для цього наявні транспортні системи для природного газу. Його можна зберігати, підвищуючи рівень енергетичної безпеки та уникаючи проблеми перебоїв.   

А оскільки зелений водень можна отримувати, використавши для цього енергію вітру і сонця, значна частина якої, ймовірно, буде надлишковою для задоволення нагальних потреб, то його можна буде виробляти з низькими затратами, фактично зробивши способом зберігання поновлюваної енергії. 

Водень – не нове паливо, він урухомлював перші двигуни внутрішнього згоряння два століття тому та був невід'ємною частиною космічної програми NASA. Щороку в усьому світі використовують близько 70 мільйонів тон чистого водню, проте коштом 830 мільйонів тонн викидів вуглекислого газу. 

Втім, щоб зробити водень комерційно конкурентоспроможним та – що критично – зменшити викиди, необхідно поєднати два чинники: постійне падіння вартості поновлюваної енергії для процесу електролізу, щоб постачати зелений водень та/або радикальне зниження витрат на вловлювання і зберігання вуглецю, щоб зробити вигідним блакитний водень. 

Значне збільшення загального обсягу виробництва потрібне, щоб домогтися ефекту масштабу, а також для масового виготовлення відповідного обладнання, як-от паливні комірки та електролізери. 

До того ж отримання водню з викопного палива (блакитного водню) способами, що мінімізують викиди парникових газів, має більший потенціал. 
Як показує історія з поновлюваними джерелами енергії першого покоління, ніщо з цього не є неможливим, однак використання потенціалу водню потребує масштабних проєктів, підкріплених рішеннями державної політики. 

На сьогодні існує багато невеликих за розміром розробок, але жодна з них не є достатньою, щоб знизити собівартість одиниці продукції або вирішити технічні питання, пов'язані з використанням водню на особливих ринках, таких як будинкове опалення. 
Ця проблема – класичний приклад потреби в державно-приватному співробітництві. Уряди можуть встановлювати регуляторні рамки та підтримувати наукові дослідження, але для реалізації великих проєктів і перетворення водню в життєздатне альтернативне паливо  необхідні приватні інвестиції. 

Розвиток поновлюваних джерел енергії першого покоління було прискорено політичним втручанням з боку держави в Німеччині і згодом у Великій Британії, та багато з того, що відбулось відтоді, започатковано саме цими кроками. Зараз водень потребує втручання того ж порядку. Без цього його потенціал залишиться невикористаним.

Джерело: https://amp-ft-com.cdn.ampproject.org/c/s/amp.ft.com/content/8505cb1c-4354-11ea-abea-0c7a29cd66fe