Водороду отвели место запасного источника энергии

Среди ведущих держав мира идёт битва за лидерство в области производства «чистого» водорода. Ему предрекают роль нового дешевого источника энергии и вершителя судьбы глобального потепления. Однако, среди аналитиков есть и те, кто скептически относится к будущему водородной энергетики. К числу таких экспертов относится обозреватель Bloomberg Opinion Андреас Клут, изложивший свою позицию в статье «Что такое водород и каково его место в будущем энергетики», опубликованной Washington Post 9 ноября 2020 года.

* * *

Несомненно, водород — это будущее энергетики. Иначе зачем Евросоюзу в рамках своего Зеленого курса вкладывать €470 млрд в инфраструктуру для получения водорода с помощью электролиза? Иначе зачем Китаю, Японии и Южной Корее делать огромные ставки на его добычу из газа?

Восторги по поводу водорода имеют простую причину: используется ли он в топливном элементе или сжигается для получения тепла, единственный «выхлоп», который он выделяет, это невинная и чистая вода. Поэтому везде, где водород заменяет ископаемое топливо, он помогает замедлить глобальное потепление. Это объясняет мировую гонку за доминированием в водородной нише рынка, который, по прогнозам некоторых банков, к 2050 году достигнет триллионов долларов.

С другой стороны, возможно, это всего лишь последний из нескольких водородных пузырей, которым суждено лопнуть, как и всем остальным. Первый из них, раздутый в 1970 году, провисел в воздухе последующие десять лет, но привел в конечном итоге к массовому банкротству компаний, которые занимались водородной энергетикой. Второй пузырь разросся и лопнул вместе с технологическим пузырем около 2000 года. Но может быть, все же будущее за водородом?

У водорода, безусловно, есть серьезные недостатки. С одной стороны, это самый распространенный химический элемент во Вселенной. Но в чистом виде на Земле он не существует. Поэтому его необходимо выделить, пропустив через воду электрический ток, чтобы разделить атомы кислорода и водорода. Для этого требуется энергия, которой лучше быть «зеленой», то есть полученной от солнца, ветра или других возобновляемых источников энергии. Иначе какой смысл?

Этот процесс делает зеленый водород более дорогим по сравнению с ископаемыми видами топлива, такими как природный газ и водород, улавливаемым «грязными» способами. Исследовательская компания BloombergNEF, считает, что технологические усовершенствования способны сделать её дешевле в ближайшие годы. Но даже в этом случае водород всё равно сложно транспортировать и хранить. Если он не будет входить в состав смеси с другими химическими веществами, его необходимо будет сжать до 700-кратного атмосферного давления или охладить до минус 253 градусов по Цельсию. Также водород любит взрываться.

Эти недостатки практически исключают использование водорода в области, которая в настоящее время вызывает наибольший ажиотаж — в качестве топлива для автомобилей, фургонов и грузовиков. Почти по всем показателям автомобили, работающие на водородных топливных элементах, проигрывают своим соперникам по «чистоте энергии» — электромобилям, работающим на аккумуляторах.

Во-первых, водородные автомобили вдвое менее эффективны. Если электромобиль для своего движения вперед использует 86% энергии, первоначально выработанной ветряной турбиной, водородный автомобиль — только к 45%. Во-вторых, автомобиль с водородным топливным элементом дороже в обслуживании, чем автомобиль с аккумулятором, и его нельзя «перезарядить» дома.

Это плохая новость, особенно для Toyota Motor Corp., Hyundai Motor Co. и Honda Motor Co. Ltd. — автопроизводителей, которые делают самые большие ставки на водород. Их доводы в пользу водородных грузовиков также неубедительны.

Майкл Либрейх, основатель BloombergNEF, считает, что водород не подходит даже для поездов. Переход на водородное топливо устранил бы необходимость электрифицировать железнодорожные пути, однако это в итоге оказывается более сложным и менее эффективным решением. Только при перевозках на большие расстояния с помощью авиационного и морского транспорта водород может оказаться эффективнее, чем электрические батареи, которые становятся слишком большими и тяжелыми, чтобы обеспечить перелёт самолета на другой конец света.

Не намного лучше водород работает и при обогреве жилых домов: намного проще использовать экологически чистую электроэнергию, которую также можно использовать для охлаждения помещений. В большинстве промышленных применений для получения тепла водород также проигрывает электричеству.

Следовательно, стратегическим решением, позволяющим замедлить глобальное потепление, является замена всех источников энергии на электричество, но только в том случае, если оно получено из возобновляемых источников. Но здесь есть одна загвоздка. Мы просто не можем перевести всё на электричество. Для этого у нас никогда не будет достаточно энергии солнца и ветра для того, чтобы электричество было доступно в любом количестве и в любом месте.

Что же может стать «убийцей» идеи водорода как источника энергии. Им может стать топливо, которое восполняет выше перечисленные пробелы, как бы ни старались электрические сети будущего угнаться за ним. На этот раз лучшим из всех других вариантов, включая ядерную энергию, кажется газ.

Но, с другой стороны, мы можем осуществлять электролиз водорода всякий раз, когда у нас появляется избыток солнца или ветра. Как предсказывает Либрайх, мы будем хранить его в огромных подземных резервуарах возле центральных узлов наших электрических сетей, где его можно будет в кратчайшие сроки поджечь во время перебоев в производстве и подаче электроэнергии. Таким образом, водород является дополнительной технологией, которая делает возможным общий проект электрификации и декарбонизации.

Это звучит великолепно. Это также означает, что, в то время как некоторые из сегодняшних инвестиций в получение водорода потерпят неудачу, другие же значительно окупятся. Это может стать спасением нашей планеты.