Водород называют топливом будущего. Чтобы отказаться от российского газа и ускорить переход к экономике с нулевыми выбросами парниковых газов, Еврокомиссия установила в этом году новую амбициозную цель. К 2030 году страны ЕС должны производить ежегодно 10 млн тонн зеленого водорода и еще столько же импортировать. Часть ученых не разделяет амбиций властей Евросоюза и советует избирательно подходить к использованию топлива будущего. Виной всему — законы физики.
В этом году Евросоюз утвердил план REPowerEU. Его цели — ускорить энергопереход и быстрее отказаться от российского газа. Суть плана состоит в том, чтобы максимально перевести потребителей на электроэнергию из возобновляемых источников. А где это невозможно, использовать биогаз и зеленый водород, который будут получать электролизом. Для выполнения Водородной стратегии Еврокомиссия планирует привлечь 400 млрд евро.
«Каковы наши цели? Мы хотим производить 10 млн тонн возобновляемого водорода в ЕС к 2030 году. И также мы планируем импортировать другие 10 млн тонн. Этот водород должен достичь нашей промышленности. Вот почему мы определили несколько стратегических коридоров, которые нужны нам для транспортировки водорода», — заявила глава Еврокомиссии Урсула фон дер Ляйен на подписании соглашения между Португалией, Испанией и Францией о строительстве первого водородопровода H2Med стоимостью 2,5 млрд евро.
Тема водорода настолько овладела умами европейских политиков, что канцлер Германии Олаф Шольцы называет его газом будущего, ныне экс-министр энергетики Великобритании Джейкоб Рис-Могг — серебряной пулей, а Еврокомиссия раздает направо и налево гранты на разработку новых технологий по производству зеленого водорода и его использованию. Филипп Ягр из Института Жака-Делора отмечает, что многие идеи и проекты по использованию водорода не будут иметь смысла ни с экономической, ни с точки зрения климата. Однако ЕС поддерживает практически любое применение водорода, независимо от его перспектив.
Тем временем немецкий канцлер успел договориться со своим канадским коллегой о начале импорта водорода с 2025 года, а министр экономики страны Роберт Хабек ведет переговоры о проектах в странах Африки. Также привлекательными направлениями называют Австралию и Латинскую Америку.
Идея импорта водорода как способа декарбонизации крупных промышленно развитых экономик стала настолько соблазнительна, что Германия и Япония сделали ее центральной в своих стратегиях декарбонизации, замечает председатель и генеральный директор британского консалтингового агентства Liebreich Associates Михаэль Либрайх. Он считает, что политики не учитывают одного фактора — физических законов.
«Забавно. Любой инженер скажет вам, что водород не похож на СПГ. 30% энергии топлива теряется при сжижении (у СПГ — не более 10%), сам водород обладает 38% объемной плотности энергии сжиженного газа, у него 6-кратное выкипание, и его необходимо перевозить при -253 градусах по Цельсию. Транспортные расходы в 2?3 раза превышают стоимость производства», — пишет в Twitter Михаэль Либрайх.
Его расчеты подтверждает Австрийский институт технологии, который совместно с Frontier Economics провел исследование по водороду для министерства климата страны.
«По оптимистическому сценарию-2030, маршруты с транспортировкой судами (жидкого органического водорода, жидкого водорода, аммиака) будут обходиться около 7?8 евро за кг, тогда как затраты на европейские трубопроводные маршруты составят еще 4 евро за кг», — сообщает институт в Twitter.
«Замечу, что европейские розничные потребители платят сейчас за природный газ в эквиваленте 3,4 евро за кг», — замечает Михаэль Либрайх. Он указывает на то, что сравнимому по объему с танкером СПГ судну придется делать 2,5 рейса в точку назначения, чтобы перевезти водорода с тем же количеством энергии, что и СПГ.
«Но это только начало. Судно-перевозчик жидкого водорода неизбежно будет дороже, чем танкер СПГ. Его нагрузка будет на уровне -253 градусов вместо -162, и все трубы, клапаны, насосы и резервуары должны противостоять водородному охрупчиванию, — продолжает эксперт. — И поскольку жидкий водород холоднее и легче, чем СПГ, судно с жидким водородом будет иметь до девяти раз больше кипения в пути, если вы не добавите либо гораздо больше изоляции, либо сложную криогенную систему рециркуляции».
В Европе активно строят новые терминалы СПГ, а политики заявляют о том, что позже их перепрофилируют под водород.
«Это нонсенс. Вы можете повторно использовать доки и инфраструктуру, любые распределительные трубопроводы могут быть модернизированы, но 70% всего остального должно быть утилизировано. Таким образом, в то время как СПГ примерно удваивает стоимость газа, доставляемого по трубопроводу, транспортировка жидкого водорода будет стоить в четыре-шесть раз дороже, чем СПГ. Другими словами, вы не можете питать экономику на импортном жидком водороде, и это не из-за вещей, которые могут быть фиксированными — масштаб, технология, стоимость капитала и так далее — а из-за физики: объемной плотности, температуры сжижения и взаимодействия с другими материалами», — делает вывод Михаэль Либрайх.
Ученый полагает, что более удобным вариантом транспортировки водорода является аммиак. Однако и его экономика непривлекательна.
«Давайте посмотрим на аммиак, изготовленный из зеленого водорода. Это означает выработку энергии ветра и солнца, использование ее для производства водорода (КПД 80%), производство аммиака по технологии Габера-Боша (КПД 70%), его сжижение (эффективность 90%), отгрузку (эффективность 90%) и сжигание его для выработки электроэнергии (КПД 45%). Ваша сквозная эффективность будет удивительно низкой — 20%. Это означает, что полученная мощность будет стоить в пять раз дороже, чем первоначальная мощность, и это до учета капитала, вложенного во все эти этапы процесса и техническое обслуживание. Кроме того, при сгорании аммиака образуются оксиды азота — опасные для здоровья и мощные парниковые газы сами по себе», — продолжает Михаэль Либрайх.
Эксперт отмечает, что наиболее привлекательны трубопроводы, но возможность их использования крайне ограничена для предлагаемых направлений. В то же время непомерно высокая стоимость импорта на дальние расстояния означает, что энергоемкие отрасли неизбежно будут мигрировать в регионы с дешевой чистой энергией.
«Немыслимо, чтобы какая-либо страна импортировала железную руду из Австралии или Бразилии, водород — из Австралии, Персидского залива, Канады или Африки и производила сталь по конкурентоспособной на мировом уровне цене. Магическое мышление не будет защитой от деиндустриализации», — заключает Михаэль Либрайх.
Не воодушевлен эксперт и идеями использования водорода в качестве топлива для транспорта. Он приводит пример авиации.
«Водород имеет всего 25% плотности энергии керосина. Поэтому замена видов топлива приведет к тому что максимальная взлетная загрузка для дальнемагистрального самолета потребует больше места, чем весь стреловидный объем его фюзеляжа. При полетах на короткие расстояния топливный бак займет около трети фюзеляжа», — глава Liebreich Associates оценивает, что с учетом и более высоких затрат на сам самолет и его обслуживание авиабилеты вырастут в 2?3 раза: «Однако настоящим стоппером является доставка топлива в аэропорт. В трубопроводах его невозможно хранить с температурой — 253 градуса и придется доставлять автотранспортом. Для аэропорта „Хитроу“ это означало бы дополнительные 2300 передвижений жидкого водорода в день в Западном Лондоне. О последствиях для безопасности и дорожном движении говорить не приходится. Вариантом может быть сжижение водорода на месте. Но для этого потребуются мощности в 2,7 ГВт электроэнергии, по словам инженера и эксперта по аммиаку Оксфордского университета доктора Майка Мейсона. Примерно такова мощность новой атомной электростанции Hinkley C».
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
