«Голубой» водород как часть решения проблемы с изменением климата
Голубой» водород как часть решения проблемы с изменением климата
«Голубой» водород получает довольно негативное освещение в СМИ, и многие люди теперь сомневаются в том, есть ли ему место в энергосистеме будущего. Но львиная доля мнений основаны на анализе, не раскрывающем полную картину ситуации.
Последние отчеты и решения правительств разных стран демонстрируют, что голубой водород играет жизненно важную роль, особенно в обеспечении быстрого перехода, который мы должны совершить, чтобы перейти к устойчивой энергетической системе.
Вместо того, чтобы противопоставлять «голубой» и «зеленый» водород друг другу, мы должны двигаться вперед с обоими.
Конечный продукт – «голубой» и «зеленый» водород — энергоноситель и/ или топливо, которое можно использовать без вредных выбросов в атмосферу — абсолютно одинаков. Название определяет метод производства. Тип водорода на самом деле следует определять по выбросам, а не по методу производства, но различие между «зеленым» и «голубым» водородом, похоже, все равно уже устоялось.
Термин «зеленый» водород означает, что такой водород произведен с использованием электричества и из возобновляемых источников. Но, как и в случае с электромобилями, воздействие на окружающую среду определяется углеродоемкостью энергетической системы. Можно утверждать, что при производстве «зеленого» водорода на специальной ветряной или солнечной ферме выбросы углерода близки к нулю. Однако это очень зависит от границ вашей системы. Одна из перспектив состоит в том, что вместо того, чтобы тратить энергию ветра или солнца на производство «зеленого» водорода, ее следует использовать для декарбонизации далеко не декарбонизированной электрогенерации.
«Голубым» называют водород, который был произведен с использованием природного газа, но с улавливанием и хранением выбросов CO2. Для обоих методов производства крайне важно учитывать все выбросы в цепочке создания стоимости. Утечки углерода негативно повлияют на характеристики «голубого» водорода, в то время как электричество с высокой углеродоемкостью обесценивает «зеленый» водород.
Некоторые исследования утверждают, что синий водород на 20% хуже для окружающей среды, чем непосредственное сжигание природного газа. Широко цитируемое недавнее исследование Ховарта и Якобсена (2021) использует результаты, полученные при определенных условиях, для обобщения мнений о «голубом» водороде. Как и в случае любого научного исследования, полученные результаты имеют отношение только к использованным вводным данным.
В этом случае предполагаемая скорость утечки метана, а также выбор технологий и процессов для производства водорода и системы улавливания и хранения углерода не имеют отношения к европейским реалиям. В исследовании используется скорость утечки метана, которая более чем в 1000 раз выше, чем на норвежском континентальном шельфе, а также во много раз выше, чем в среднем в мире.
В исследовании также предполагается, что водород будет производиться с использованием парового риформинга метана, при котором степень улавливания углерода составляет всего 76%. Хотя эта технология в определенных условиях будет применяться, планируется, что в дальнейшем «голубой» водород будет производиться методом автотермического риформинга. Ожидаемая степень улавливания углерода по этой технологии составляет не менее 95%.
Есть и другие проблемы с этим исследованием, но уже эти два момента ясно демонстрируют, что результаты исследования нельзя использовать для формирования выводов о «голубом» водороде.
Дело в том, что всем отраслям нужно время, чтобы созреть. Конечно, возможна ускоренная разработка. Вы только посмотрите, как быстро развиваются смартфоны. Но даже самые оптимистичные прогнозы показывают, что для создания глобальной экологической водородной инфраструктуры потребуется время, а время — это ингредиент, которого у нас больше нет. Существующее положение в энергетических системах и темпы, с которыми должна будет произойти электрификация энергетической системы и общества в целом, будут ограничивать прогресс.
Инвестиции в «голубой» водород могут ускорить этот процесс. Большая часть необходимых нам знаний в области «голубого» водорода уже имеется, и инвестиции в необходимые решения по улавливанию и хранению углерода как никогда высоки. Созданная инфраструктура и установки для использования водорода в будущем можно будет использовать для водорода с нулевым выбросом, независимо от метода его производства.
Правительство Великобритании недавно представило водородную стратегию, которая равнозначно оценивает «голубой» и «зеленый» водород. Детали производственной стратегии появятся в 2022 году, но в стратегическом документе четко прописан «двухколейный» подход.
Другие европейские страны также поддерживают двойной подход. В своей водородной стратегии, представленной в 2020 году, Норвегия подчеркнула важность текущих инвестиций для поддержки разработки и коммерциализации технологий, поскольку природный газ с улавливанием и хранением углерода («голубой» водород) может стать «важным источником чистого водорода».
Этот подход подтверждается несколькими недавними европейскими исследованиями, показывающими, что углеродоемкость синего и зеленого водорода будет сопоставима при реализации соответствующих и реалистичных технологических концепций и граничных условий в Европе.
Отчет МЭА «Нулевые выбросы к 2050 году» предполагает шестикратное увеличение мирового производства водорода к 2050 году. Из этого производства 40% приходится на голубой водород. Между тем, исследование Hydrogen4EU, финансируемое отраслью, показало, что 44% будущего рынка водорода может быть обеспечено за счет природного газа с низкими сопутствующими выбросами. Оба этих исследования охватывают всю энергетическую систему с расчетами выбросов, которые охватывают все сектора.
В документе проекта ACT Elegancy сравнивается влияние на климат производства водорода из природного газа и биометана с производством водорода посредством электролиза. В документе продемонстрировано, что водород с низким уровнем выбросов может быть получен как по «зеленому», так и по «голубому» пути. Добавление биометана в такой процесс может даже привести к отрицательным выбросам парниковых газов или удалению CO2.
Нет сомнений в том, что «зеленый» водород станет доминирующей частью нашей будущей устойчивой энергетической системы. Но хотя у «голубого» водорода есть свои проблемы, прятать голову в песок и делать вид, что мы можем достичь наших климатических целей без него, опасно.
Последний доклад ООН об изменении климата показал неприятную правду о том, что у нас не так много времени, как мы надеялись. Климатический кризис надвигается, поэтому мы должны использовать все доступные нам инструменты, чтобы как можно быстрее найти нужные решения. «Голубой» водород способствует достижению такого результата.