Институт развития технологий ТЭК (ИРТТЭК)
Статьи, аналитика

К 2050 году производство водорода в G7 вырастет в 4-7 раз

К 2050 году производство водорода в G7 вырастет в 4-7 раз
05.12.2022


IRENA предостерегает от эйфории в отношении появления мирового рынка водорода и предупреждает, что отдельные страны в одиночку не в состоянии создать нормативно-правовую базу и действенные стимулы для новой водородной промышленности, поэтому основное внимание должно быть уделено налаживанию более тесного сотрудничества между странами G7.

Водород должен играть ключевую роль в энергетическом переходе, если мир хочет достичь целевого показателя Парижского соглашения в 1,5°C, утверждает Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) в представленном в ходе СОР-27 докладе «Ускорение развития водородной индустрии в странах G7».

Низкоуглеродистый и «зеленый» водород открывают жизненно важные возможности для развития трудно декарбонизируемых («трудноизвлекаемых», hard-to-abate) секторов, которые не могут быть электрифицированы или у которых нет жизнеспособных альтернатив ископаемому топливу, таких как промышленность и тяжелый транспорт, включая авиацию, судоходство и автомобильные перевозки, пишет агентство.

Под водородные программы уже составлена фундаментальная договорная основа.

В мае 2022 года председательствующая в G7 Германия объявила о заключении «Пакта о водородных действиях» (Hydrogen Action Pact, HAP) группы G7. Цель пакта − усилить совместную разработку водородных цепочек и цепочек создания стоимости Power-to-X («Power-to-X» — это серия техник и способов, позволяющих преобразовывать, хранить и использовать возобновляемую электрическую энергию), а также оптимизировать реализацию существующих многосторонних инициатив, направленных на внедрение водорода. HAP продолжает объявленную G7 в июне 2021 году Программу по декарбонизации промышленности (Industrial Decarbonisation Agenda, IDA).

На сегодня все члены G7 выпустили стратегические документы, которые включают ожидаемую роль низкоуглеродистого водорода в их странах, в докладе приведено писание этих национальных водородных программ.

Инициативы G7 увязаны с международными инициативами, такими, например, как «Программа прорыва» (Breakthrough Agenda), запущенная на СОР-26. «Программа прорыва» одобрена правительствами 45 стран и первоначально сосредоточена на пяти секторах (называемых "прорывами Глазго"): энергетика, автомобильный транспорт, сталь, водород и сельское хозяйство.

«Водородный прорыв» одобрен 35 странами и Европейской комиссией, и его основное заявление: «Возобновляемый и низкоуглеродистый водород будет доступен во всем мире к 2030 году».

Для оценки прогресса в этих секторах выпускается Отчет о состоянии переходного периода (The State of the Transition, SoT), в котором содержится обзор состояния, прогресса, пробелов, возможностей и преимуществ расширенного сотрудничества.

Согласно программе HAP члены G7 должны:

1. Ускорить разработку низкоуглеродистого и возобновляемого водорода внутри страны и в глобальном масштабе, уделяя особое внимание трудно декарбонизируемым секторам.

2. Сформировать нормативную базу и стандарты для облегчения производства, торговли,

транспортировка и использование низкоуглеродистого и возобновляемого водорода.

3. Обеспечить финансовые обязательства для расширения рынка низкоуглеродистого и возобновляемого водорода.

4. Определить и устранить пробелы в наращивании производства низкоуглеродистого и возобновляемого водорода.

5. Обмениваться передовым опытом в отношении критериев устойчивости и способствовать диалогу о геополитических последствиях глобального рынка водорода.

6. Поддерживать роль низкоуглеродистого и возобновляемого водорода в обезуглероживании природного газа и энергетических систем.

Создание «нормативной базы и стандартов» принципиально важно. Сам по себе водород не может передать информацию о том, как он был произведен, или о его углеродном следе, справедливо говорится в докладе. Таким образом, сертификация имеет решающее значение для обеспечения прозрачности и стимулирования потребления низкоуглеродистого водорода и продуктов его переработки. Прозрачность информации также имеет решающее значение для трансграничной торговли.

На рисунке ниже показаны различные инициативы (добровольные и обязательные), которые были внедрены или находятся в стадии разработки для сертификации водорода.


Добровольные механизмы сертификации водорода




Китай установил для себя самые льготные границы «зелености» водорода − до 14,5 килограмм СО2-экв на килограмм водорода. А немецкие зеленые приняли сами для себя на 60% более жесткие нормативы, чем предлагает ЕС.

Добавим, что согласно IDA начальные пороговые значения выбросов для «низкоуглеродистой стали» должны составлять от 50 до 400 кг СО2-экв. на тонну и от 40 до 125 кг CO2-экв. на тонну для производства цемент. Эти нормы означают почти пятикратно сокращение выбросов, так как в 2020 году среднее значение выбросов СО2-экв. на тонну стали составляло 1,8 тонны, а на тонну цемента 600-800 кг.

IRENA не акцентирует внимание, как именно будут рассчитываться выбросы при использовании водорода. В случае получения водорода из газа и угля или с помощью электролиза расчет очевиден только для заключительной стадии процесса. Но неизбежно рано или поздно встанет вопрос о выбросах на всех этапах производства − начиная от выбросов при добыче железной руды, угля, газа, выбросов при производстве машин для этой добычи, перевозки материалов и т.п. Цепочку можно продолжать вплоть до выбросов от выращивания продовольственных культур для питания рабочих, участвующих в производственных процессах, что сейчас пытаются сделать путем назначения «углеродного следа» для товаров на полках магазинов. По нашему мнению, попытки создания любой искусственной системы ценностей (системы измерения выбросов СО2 или системы ESG) в дополнение к доказавшей свою функциональность и адекватность денежной системы измерения труда вызовут много проблем, решение которых может оказаться принципиально невозможным. Система учета ESG-факторов, например, уже вступила в США в жесткое противостояние с системой оптимизации фидуциарных обязательств управляющих фондами.

Перспективы перехода G7 на безуглеродный водород выглядят не слишком радужно при взгляде на сегодняшнюю структуру поставок первичной энергии в странах G7.


Структура поставок первичной энергии (слева) и ее размер (справа) членов G7 в 2020 году



Собственно возобновляемые источники (other renewables) составляют единицы процентов по всем странам G7, так что даже при направлении всей энергии ветряных турбин и солнечных панелей на производство водорода общий баланс первичной энергии не изменится. IRENA честно предупреждает: «Рекомендации [доклада для стран G7] сосредоточены только на цепочке создания стоимости водорода; доступность недорогой, безуглеродной электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии не включена [в доклад], но является критическим фактором, способствующим производству низкоуглеродистого и возобновляемого водорода».

Таким образом, в ближайшем будущем все водородные проекты следует рассматривать как опытно-экспериментальные, не влияющие на страновые макроэнергетические показатели.

В докладе приводятся следующие оценки стоимости водорода при питании электролизеров солнечными панелями − самый дешевый вариант.


Расчетная стоимость производства водорода из солнечной фотоэлектрической энергии для членов G7 в 2021 году в зависимости от капитальных затрат и WACC



Согласно оригинальному расчету IRENA самый дешевый водород от энергии панелей получается в Германии благодаря самой низкой стоимости капитальных затрат на солнечную фотоэлектрическую энергию − 694 доллара США за киловатт. Для Японии эта цифра 1 693 долларов США за киловатт. При этом загрузка панелей в Германии в течение года составляют менее 15% в лучших местах.

Если согласно IRENA самый дешевый водород от солнечных панелей в Германии, приходится усомниться в адекватности и всех остальных оценок агентства.

При этом даже самый дешевый зеленый водород слишком дорог для массового использования. Для США при цене водорода 5,6 долл./кг стоимость мегаджоуля в нем составляет 0,46 долл. Для метана (12 долл. за тыс. куб. футов) − 0,012 долл./МДж, для бензина (3,65 долл./галлон) − 0,028 долл./МДж.

Чтобы новая технология вытеснила старую и широко распространенную, ее экономическая эффективность должна быть в несколько раз выше, иначе перестройка всей системы снабжения новым топливом не имеет смысла. Поэтому IRENA справедливо предупреждает: «Несмотря на огромный потенциал водорода, следует иметь в виду, что его производство, транспортировка и конверсия требуют энергии, а также значительных инвестиций. Таким образом, неизбирательное использование водорода может замедлить переход к чистой энергии. Это требует установления приоритетов при разработке водородной политики. Первоочередной задачей должно быть обезуглероживание существующих применений водорода». А «существующие применения водорода» − нефтепереработка, металлургия и крупнотоннажная химия. По нашему мнению, смысл предложения IRENA в том, что заставить использовать водород вместо газа и угля под предлогом декарбонизации гораздо проще сотни и тысячи крупных производителей, чем перевести на экономически неконкурентный водород сотни миллионов и миллиарды мелких потребителей топлива, например, личный автотранспорт. И для этого действительно необходимо сотрудничество основных производителей, чтобы те, кто не подчинился религии обезуглероживания, не могли получить конкурентное преимущество. Правда, сомнительно, что ЕС удастся эффективно загородиться от Китая и Индии барьером пограничного налога на углерод (Carbon Border Adjustment Mechanism, СВАМ). Неудивительно, что буксуют планы по межгосударственной торговле выбросами.


IRENA утверждает в докладе, что потребность в водороде в G7 может увеличиться в четыре-семь раз по сравнению с 2020 годом, чтобы удовлетворить потребности группы в нулевых выбросах к 2050 году. Также более 60 стран разработали/разрабатывают водородные стратегии, а к середине 2022 года по всему миру объявлено о более чем 1 500 проектах, связанных с водородом. Но главная надежда все-таки на принуждение: учреждениям Организации Объединенных Наций поручено решать проблему международных выбросов парниковых газов, пишет агентство, что должно помочь «превратить [добровольные] обязательства [стран] по декарбонизации в международную реальность». Вряд ли эта «реальность» окажется привлекательной, и вряд ли она вообще окажется «реальностью».

 

© 2018-2023 Все права защищены.