В сегодняшних обсуждениях «водородного будущего» Европы и других регионов, всё чаще поднимается тема так называемого «синего» (или, если хотите, «голубого») водорода. «Синим» считается водород, производимый из ископаемого топлива, например, природного газа, но очищенный от СО2 с помощью технологий улавливания и хранения углерода (CCS).
Например, в предварительной концепции водородной стратегии ФРГ говорится, что произведённый из ископаемого топлива (но при этом CO2-нейтральный) водород должен будет играть свою роль в декарбонизации «по экономическим причинам».
Европейские инфраструктурные организации, Объединение операторов европейских газотранспортных систем (ENTSOG) и Европейская сеть системных операторов передачи электроэнергии (ENTSO-E) также считают, что «ископаемый», но очищенный водород в будущем потребуется.
Что не так с синим водородом?
В ранних концепциях декарбонизированных энергосистем, авторы рассматривали зелёный водород в первую очередь в качестве необходимого средства для хранения, в том числе долгосрочного, сезонного, «избыточной» ВИЭ-электроэнергии и балансировки системы (см., например, «Третью промышленную революцию» Джереми Рифкина). Такая «лишняя» электроэнергия неминуемо появляется в результате массивного расширения мощностей солнечной и ветровой энергетики. И зелёный водород призван играть важную роль в поддержке этого расширения.
Синий водород – это газ, предназначенный для конечного потребления на транспорте, в промышленности, теплоснабжении, но непригодный для выполнения указанной важной роли — хранения энергии и поддержки интеграции вариабельных ВИЭ.
Сегодня всё чаще говорят, что очень скоро (в ближайшие десятилетия) потребуется очень много водорода, он будет нужен везде (во всех секторах конечного потребления энергии), и зелёная энергетика никак не сможет удовлетворить потребности в таких объёмах (см., например, вышеупомянутые публикации). Соответственно, обосновывается, необходимость в водороде синем.
Следует учитывать, что у синего водорода есть могущественные сторонники. Это сырьевые компании, которые желают и дальше добывать углеводороды, превращать их в «серый» водород, подразумевая последующее его очищение до состояния «синего», а также инфраструктурные компании, которые хотят модернизировать и расширять сети трубопроводов («одна труба под природный газ, другая под водород, третья под CO2»). Очевидно, эти предприятия обладают колоссальным политико-экономическим весом.
В связи с этим, когда мы изучаем прогнозы будущих потребностей в водороде, сложно оценить, действительные ли это потребности, или в расчётах учтены «пожелания» заинтересованных сторон.
Издание Recharge опубликовало интересное интервью с Грэмом Кули (Graham Cooley), главой британского производителя электролизёров ITM Power. Он называет идею производить водород из ископаемого топлива «полной ерундой».
Напомню, ITM Power является участником проекта «Gigastack», нацеленного на резкое снижение стоимости зеленого водорода путём массового производства модульных электролизеров единичной мощностью 5 МВт объёмом до 1 ГВт в год с последующим их развертыванием в «очень крупном масштабе» для «использования синергии» с гигаваттными морскими ветровыми электростанциями.
«Я обеспокоен тем, что правительствам продали щенка с голубым водородом и CCS», — говорит мистер Кули, используя британское выражение «sold a pup» («надуть, облапошить»). Он не только дороже, чем зеленый водород [в среднесрочной перспективе], он не помогает хранить энергию и интегрировать больше возобновляемых источников энергии в сети, а также не является технологией с «нулевыми выбросами», так как невозможно уловить все выбросы CO2 при создании H2 из метана или угля. Таким образом, система с нулевыми выбросами, как обещало правительство Великобритании, будет просто невозможна с использованием синего водорода.
ITM Power в настоящее время строит завод по выпуску электролизёров мощностью 1 ГВт в год в северной Англии, что сделает британскую компанию крупнейшим производителем в мире. Завод снизит стоимость продукции за счет экономии на масштабе, что, следовательно, позволит снизить цены на зеленый водород.
«Проблема с синим водородом заключается в том, что вам нужен не только водородный трубопровод, но вам понадобится и метановый трубопровод, а затем вам понадобится трубопровод CO2», — говорит Кули. «И единственное коммерческое применение [уловленного CO2] — это повышение эффективности нефтяных скважин, то есть производство ещё большего количества CO2. Так что это полная чушь».
«И еще одно о CCS — никто никогда не реализовывал большой проект. Люди говорят, что никто не знает, какова стоимость электролиза в сочетании с ветровой энергией. Что ж, я могу сказать вам, что затраты более прозрачны, чем для CCS».
«Я не понимаю, как нефтегазовая отрасль смогла убедить правительства [в ценности синего водорода]», — говорит Кули. «Я имею в виду, они сделали одну хорошую вещь, они продемонстрировали, что единственный способ получения возобновляемого тепла — это иметь газовую сеть, заполненную водородом. То, с чем они также справились, они убедили правительства, что хороший способ сделать это в больших масштабах — это CCS. В то время как на самом деле вам нужен избыток возобновляемых источников энергии».
Кули упоминает недавний отчет Водородного совета, в котором подсчитано, что производство зеленого водорода будет конкурентоспособным по стоимости с серым H2 — и, следовательно, дешевле, чем синий — к концу этого десятилетия, а затем станет ещё дешевле.
Электролизёры необходимы для декарбонизации энергетического сектора, поскольку они позволяют добавлять в сеть все больше и больше солнечной и ветровой энергии от проектов, которые в противном случае могли бы быть убыточными. Поскольку в систему интегрируется всё больше ветровых и солнечных установок, это увеличивает периоды времени, в течение которых предложение зелёной электроэнергии превышает спрос (в ветреные и / или солнечные дни), что приводит к снижению оптовых цен до нуля или ниже и, соответственно, к вынужденным потерям электроэнергии и убыткам. Но если избыточная возобновляемая энергия может быть продана производителям экологически чистого водорода, это увеличит доход владельцев ветряных и солнечных проектов.
По словам Кули, решение проблемы декарбонизации энергетического сектора и газового хозяйства заключается в простом и гармоничном добавлении в систему все большего количества возобновляемых источников энергии и электролизёров.
«Насколько мне известно», — говорит Кули, «зеленый водород — это решение для нулевых выбросов, а синий водород — нет».