Блог

Feb 04, 2024

Пять мифов о водороде

Водород, получаемый из возобновляемой электроэнергии, является прорывным климатическим решением. Его можно производить так, чтобы он не выделял ничего, кроме кислорода, а при использовании он не выделяет углекислый газ, что делает его привлекательным.

Водород, получаемый из возобновляемой электроэнергии, является прорывным климатическим решением. Его можно производить так, чтобы он не выделял ничего, кроме кислорода, а при использовании он не выделяет углекислый газ, что делает его привлекательной альтернативой загрязняющему окружающую среду ископаемому топливу, используемому сегодня. Но, как и в случае с любой новой технологией, существует множество мифов о ее функциях и применении. Здесь мы разберем некоторые из самых больших мифов и заблуждений, связанных с водородом, на основе нашей обширной серии «Проверка реальности».

Теоретически водород можно использовать для декарбонизации практически любого сектора экономики. Но то, что это возможно, не означает, что это следует делать. В качестве одного из нескольких инструментов в наборе инструментов декарбонизации водород должен быть приоритетом после энергоэффективности, когда прямая электрификация невозможна. В частности, потенциал водорода для экономически эффективной декарбонизации тяжелой промышленности и транспорта делает его необходимой частью перехода к экологически чистой энергетике.

Одним из факторов, сдерживающих глобальную декарбонизацию, является нехватка и ценность возобновляемой электроэнергии, которая используется для производства «зеленого» водорода. Мир уже нуждается в значительно более чистой энергетической инфраструктуре, поскольку ожидается, что потребление энергии в 2050 году удвоится только за счет роста населения и экономики — и только 10 процентов электроэнергии сегодня производится за счет солнечной и ветровой энергии. Добавьте к этому электроэнергию, необходимую для производства зеленого водорода для декарбонизации тяжелой промышленности и транспорта, и потребление энергии может утроиться.

На этом фоне на макроуровне важно уделять первоочередное внимание сокращению потребления электроэнергии и наиболее эффективному использованию возобновляемой электроэнергии. Таким образом, многие из сегодняшних бизнес-кейсов использования водорода на микроуровне для отопления зданий, выработки электроэнергии или заправки легковых автомобилей лучше подходят для инвестиций в энергоэффективность или прямую электрификацию (см. Рисунок 1 ниже).

Рисунок 1: Требуемая электроэнергия (кВтч) для сокращения выбросов малотоннажного транспорта, отопления зданий и производства электроэнергии на 1 кг CO2-экв с использованием либо зеленого водорода, либо прямой электрификации.

Водород является ключом к достижению наших климатических целей, но использование водорода в тех случаях, когда энергоэффективность и прямая электрификация являются лучшими вариантами, будет препятствовать нашей способности быстро и экономически эффективно декарбонизировать нашу энергетическую систему. Чтобы максимально эффективно использовать ценную чистую электроэнергию в масштабах всей системы, следует использовать водород, когда эти решения невозможны.

Применение водорода в тяжелой промышленности, например, в производстве удобрений или стали, а также в тяжелом транспорте на большие расстояния, сегодня является беспроигрышным применением водорода, к которому со временем могут присоединиться авиация и долговременное хранение энергии. Проще говоря, нам нужен водород — но не для всего.

Термин «чистый водород» не имеет общепринятого определения, но, в широком смысле, «чистый» водород относится к любому водороду, производимому с меньшими выбросами, чем существующие методы, основанные на ископаемом топливе. Хотя существует множество способов производства чистого водорода, которые часто классифицируются по «цветам», два наиболее распространенных типа — зеленый и синий — служат примером основных соображений:

И зеленый, и синий водород сегодня привлекают внимание из-за преимуществ сокращения выбросов углекислого газа, но эти пути не равны в своей уверенности в производстве водорода с низким уровнем выбросов. Кроме того, простого цветового кодирования недостаточно для уточнения выбросов каждого производственного маршрута. В зависимости от различий в цепочке поставок и эффективности технологий, два источника водорода одного и того же «цвета» могут иметь совершенно разные углеродные следы, как показано на рисунке 2. Понимание этих различий требует понимания углеродоемкости цепочки поставок.

Рисунок 2. Углеродоемкость водорода широко варьируется в зависимости от метода производства, скорости утечки метана и скорости улавливания углерода для паровой конверсии метана (SMR) в случае «голубого» водорода, полученного из природного газа. Примечание. Расчеты предполагают, что срок жизни метана составляет 100 лет.

В действительности, каждая форма производства водорода имеет разные риски выбросов. Производство водорода из возобновляемой электроэнергии — это самый простой способ гарантировать, что выбросы близки к нулю, но все методы производства потребуют дополнительных правил, чтобы соответствовать этому стандарту. Цепочки поставок должны строго управляться с комплексным подходом к выбросам, чтобы максимизировать климатические преимущества водорода.