Статья Тревора Инглиша о разработках экологически чистых технологий производства водорода, ведущихся в различных странах мира, опубликована 2 ноября 2020 года научно-популярным интернет-порталом Interesting Engineering.
* * *
Во всем мире растет число разработок, связанных с экологически чистым водородом в секторе возобновляемой энергетики. Эти проекты продвигают способы, которыми можно производить «зелёный» водород и превращать его также в «зелёное» углеводородное топливо.
На 2020 год энергетический объем запланированных проектов по производству экологически чистого водорода во всем мире превысит 60 гигаватт, что примерно эквивалентно энергии, производимой 187,5 миллиона солнечных элементов, 25 000 ветряных турбин, или с точки зрения потребления этого достаточно, чтобы зажечь 6,6 млрд светодиодных ламп. То есть мировые мощности по производству «зеленого» водорода расширяются, и 2020 год стал успешным годом для развития этого направления энергетики.
Проекты по «зеленому» водороду представляют собой проекты по производству водорода, которые обычно включают процесс электролиза, электроэнергия для которого получается от возобновляемых источников. В данный момент Европа и Австралия лидируют в реализации этих проектов, поскольку они рассчитывают стать большей частью будущей возобновляемой энергетики.
Однако есть и другая сторона медали. Эксперты прогнозируют, что всего лишь около половины запланированных трубопроводов с «зеленым» водородом будут введены в эксплуатацию в ближайшие 15 лет. Чтобы ускорить этот процесс, разработчики надеются использовать государственные льготы и другие субсидии для возобновляемых источников энергии.
Основная причина того, что «зеленый» водород является таким важным фактором, заключается в том, что водород является довольно эффективным и чистым топливом. Водородные топливные элементы могут приводить в действие автомобили, единственным выхлопом которых является вода. Однако традиционный процесс производства водорода экологически вреден. Около 95% водорода производится в энергоемком процессе, который включает в себя сжигание ископаемого топлива, такого как природный газ. Это означает, что, хотя водород воспринимается экологически чистым, с точки зрения потребителя, но в процессе своего производства он оказывает значительное воздействие на окружающую среду, что делает водород как топливо гораздо менее экологичным.
БУДЬТЕ В КУРСЕ
- 04.04.21 Осторожно! «Зелёный» тариф оказался мошенничеством
- 20.11.20 Водород нынче дорог
- 10.11.20 Водороду отвели место запасного источника энергии
- 05.11.20 При нынешних темпах декарбонизации для спасения климата нужно 10 пандемий!
Однако если бы мир смог перейти к экологически чистому производству водорода, то тогда бы и весь его жизненный цикл стал бы низкоуглеродным, что сделало бы водород гораздо более чистым топливом для обеспечения нашего устойчивого будущего.
Чтобы лучше понять водородную отрасль, давайте посмотрим, как разные страны работают над расширением своих возможностей по развитию «зеленой» водородной энергетики.
Инициативы по «зеленому» водороду в мире
Возобновляемые источники энергии сейчас являются самой быстрорастущей отраслью энергетики, и вместе с ней растет и отрасль производства водорода. Скорее всего, в ближайшие несколько десятилетий мы увидим рост многих компаний, производящих водород, поскольку они могут стать источником зеленой энергии.
Испания в последнее время вложила значительные средства в производство водорода. Она объявила о вложении $10,5 млрд в разработку технологии «зеленого» водорода в течение следующих 10 лет с конечной целью, заключающейся в том, чтобы водород помог их грузовой и судоходной отрасли добиться нулевых выбросов.
В частности, Испания нацелена на производство экологически чистых водородных электролизёров мощностью 4 ГВт в ближайшие 10 лет. Эти электролизёры — основной способ производства зеленого водорода — используют электричество для разделения воды на газообразный водород и газообразный кислород. Когда водород сжигается в топливном элементе, он насыщается кислородом и снова превращается в воду.
Испания превратилась в рай для возобновляемых источников энергии, отчасти благодаря политике, но также и географическому положению. Климатические условия Испании обеспечивают много ветра и солнечного света, что делает её идеальным местом для производства ветровой и солнечной электроэнергии. К настоящему времени Испания нарастила установленную мощность возобновляемой энергетики до 62 ГВт, но этого недостаточно, чтобы полностью заменить ископаемое топливо в своем топливном балансе.
Одна из главных причин, по которой Испания инвестирует в экологически чистый водород, заключается в том, что в настоящее время она производит большое количество водорода с помощью ископаемого топлива. Это означает, что инвестирование в экологически чистый водород для замены традиционных методов его получения позволит быстрее уменьшить углеродный след страны.
Испания, являясь частью Европейского союза, присоединяется к другим странам-членам в их приверженности политике использования возобновляемых источников энергии, в которой основное внимание уделяется экологически чистому водороду как части будущего. ЕС надеется довести свои мощности по производству «зеленого» водорода до 40 ГВт в ближайшее десятилетие. Он взял на себя обязательство вложить $430 млрд в экологически чистый водород за это время.
Саудовская Аравия, нефтяной гигант Востока, также вкладывает значительные средства в проекты по производству экологически чистого водорода. В частности, страна совместно с американской компанией Air Products проектирует завод по производству экологически чистого водорода, способного производить 650 тонн «зеленого» водородного топлива в день. В целом проект получит инвестиции в размере $5 млрд, что станет сигнализировать о принципиальном переломе в секторе «зеленой» энергетики, когда такой энергетический гигант, как Саудовская Аравия, полностью его реализует.
Этот проект является крупнейшим в мире в области экологически чистой водородной энергетики, что очень важно, поскольку Саудовская Аравия стремится сохранить свое доминирующее положение в энергетическом секторе, независимо от того, касается ли это нефти, водорода или природного газа.
Чили — одна из первых стран Южной Америки, которая работает над своими собственными целями по развитию «зеленой» энергетики. Здесь недавно был запущен первый в регионе экологический водородный проект в под названием HyExproject. Это солнечная ферма, способная производить 2000 МВт электроэнергии, 1600 МВт которой будут использоваться в процессе электролиза для производства 124 000 тонн водорода в год.
Корея и Япония лидируют среди азиатских стран по инвестициям в экологически чистый водород. Обе страны, в частности их промышленные гиганты, такие как Toyota и Hyundai, внедряют технологию водородных топливных элементов для обеспечения экологически чистых перевозок. Toyota разработала автомобиль на водородном топливе под названием Mirai, а у Hyundai — это Nexo. Ни один из этих автомобилей пока не пользуется популярностью, в основном потому, что рынок водородного топлива все ещё недостаточно развит. Практичные и доступные водородные автомобили необходимы для обеспечения роста потребления водородного топлива. Ведь если на топливо отсутствует спрос, то и производить его незачем.
В Китае Siemens Energy строит систему производства водорода мощностью 1 МВт для заправочной станции в Пекине, которая станет первым проектом по производству экологически чистого водорода мощностью 1 МВт в стране. Заправочная станция с водородом будет расположена на одной из трех основных площадок проведения зимних Олимпийских игр 2022 года.
Австралия лидируют в производстве возобновляемого «зеленого» водорода. В частности, в стране разрабатывают ферму, работающую на возобновляемых источниках энергии, площадью 1 606 185 акров (6500 кв. км), которая вырабатывает электроэнергию в основном за счет ветра и солнца. Значительная часть производимой здесь энергии будет немедленно преобразована в водород и аммиак посредством экологически чистых процессов. Проект стоимостью $16 млрд является амбициозным, и руководители проектов прогнозируют, что он будет завершен в ближайшие 10 лет.
Поскольку речь идёт об усилиях всех этих стран по превращению «зеленого» водорода в один из видов топлива завтрашнего дня, то зеленый водород сам по себе является относительно новым и быстрорастущим наполовину возобновляемым источником топлива. По мере роста рынка издержки производства стали снижаться, что, по крайней мере, достаточно для того, чтобы гарантировать увеличение инвестиций в сектор. В конце концов, возобновляемые виды топлива по-прежнему являются денежной игрой, как и ископаемое топливо: чем больше будет использоваться зеленый водород, тем больше будет производиться и тем дешевле он станет.
В данный момент будущее «зеленого» водорода во всем мире выглядит вполне оптимистично.
Комментарии читателей (0):