Консорциум германских исследовательских институтов при участии Немецкого энергетического агентства (Dena) провел основательное исследование на предмет оценки будущего потребления водорода, результатом которого стал доклад «Future hydrogen demand: A cross-sectoral, global meta-analysis».
Для определения диапазона глобального спроса на водород авторы проанализировали 40 недавно опубликованных исследований энергетических систем и сценариев потребления водорода и использовали 300 сценариев сокращения выбросов из шестого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).
Основные выводы работы:
Водород необходим для достижения климатической нейтральности. Снизить выбросы на 80% без использования водорода невозможно.
Для сокращения выбросов на 80% к 2050 году (от уровня 1990 года) в глобальном масштабе потребуется от 4 до 15 петаватт-часов (или 14-55 Эксаджоулей) водорода и продуктов синтеза, таких как аммиак и метанол. Это соответствует 4-11% прогнозируемого конечного потребления энергии в мире, что намного меньше, чем в ряде исследований, которые смотрят на перспективы H2 c большим оптимизмом.
Широкий диапазон спроса на водород указывает на высокую неопределенность в развитии рынков водорода, что препятствует инвестициям в производство, транспортировку и использование H2.
Прогнозное потребление водорода подвержено сильным региональным различиям. В относительном выражении основным потребителем водорода станет ЕС. Исследователи подсчитали, что до 14% конечного потребления энергии может быть покрыто водородом. В Китае доля не превысит 4%.
Однако в абсолютных цифрах соотношение выглядит иначе. В ЕС потребление H2 может составить от 0,3 до 1 петаватт-часа в год, в Китае от 0,6 до 4 петаватт-часов в год.
«Наши оценки подчеркивают, что водород будет играть важную роль в будущей глобальной климатической политике, но он не будет доминирующим конечным источником энергии», — говорит Мартин Витшель, профессор Технологического института Карлсруэ (KIT) и глава исследовательского центра в области энергетических технологий и энергетических систем Fraunhofer ISI. «Для сокращения выбросов парниковых газов в глобальном масштабе наиболее важными рычагами считаются меры по энергосбережению и прямая электрификация на основе возобновляемой электроэнергии, например, с помощью тепловых насосов, электромобилей или тепловых сетей. С другой стороны, водород играет важную роль в определенных областях, в которых другие технологии не могут быть задействованы технически или экономически».
Если посмотреть на потребление водорода по секторам, мобильность будет предъявлять самый высокий спрос. В исследовании предполагается, что к 2050 году около 16% потребления энергии в транспортном секторе будет обеспечиваться водородом и его синтетическими продуктами. Однако отмечается, что здесь существует высокая степень неопределенности, разброс оценок высок, 16% — это медианное значение.
Использование водорода в дорожном движении обеспечивает более короткое «время зарядки» и большую дальность пробега по сравнению с электромобилями. Однако общий КПД (well-to-wheel efficiency) автомобилей на топливных элементах оставляет желать лучшего и составляет всего 34%. Впрочем, это намного выше 14% КПД автомобилей, работающих на синтетическом топливе. Для сравнения, эффективность электромобилей достигает 77%.
По сравнению с транспортом, в промышленном секторе прогнозируется более низкий спрос. Однако, в отличие от мобильности, здесь часто нет альтернативы. Тем более в черной металлургии. Также и в базовой химии без водорода, аммиака и метанола не обойтись.
Согласно исследованию, к 2050 году на водород будет приходиться от 2 до 9% от общей мировой потребности в энергии в промышленности. Здесь также имеются сильные региональные различия. В большинстве рассмотренных исследований ожидается, что доля H2 в Европе в 2050 году составит от 3 до 16%. Отдельные исследования даже прогнозируют долю в 38%. С другой стороны, в Китае эта доля будет составлять от 1 до 4% в 2050 г.
В секторе недвижимости водород будет играть незначительную роль. В глобальном масштабе его доля вряд ли превысит 1,6%. Это объясняется наличием более эффективных альтернатив, типа тепловых насосов или инфракрасного отопления [см. также: Водород для отопления зданий – плохой вариант декарбонизации теплоснабжения].
Уважаемые читатели !!
Ваша поддержка очень важна для существования и развития RenEn, ведущего русскоязычного Интернет-сайта в области «новой энергетики». Помогите, чем можете, пожалуйста.
Яндекс Кошелёк (ЮMoney)
Карта Сбербанка: 4276 3801 2452 1241