Водень та майбутній перехід до кліматично нейтральної економіки

Водень та майбутній перехід до кліматично нейтральної економіки

Для переходу до кліматично нейтральної економіки замало переведення всіх джерел енергії на відновлювані джерела енергії та всіх транспортних засобів на електроенергію.

Логістично все ще важливо мати маневрові потужності для виробництва електрики, щоб збалансувати систему в пікові години (що наразі в світі робиться за рахунок газових та гідроелектростанцій, акумуляторних потужностей різних типів, включаючи хімічні акумулятори) та для забезпечення пальним автономних транспортних засобів для перевезень у віддалені місця, сезонного опалення або як альтернативне паливо для невеликих автономних генераторів електрики.

Наприклад, невикористана вироблена у позапікові години електроенергія вітрових електростанцій може бути перетворена у водень (гідролізом води), який може зберігатися та використовуватися як паливо для маневрових потужностей з виробництва електроенергії у пікові години. Тобто, взагалі роль водню в кліматично нейтральній економіці – бути одним з енергоносіїв для накопичення енергії.

Ще одна велика сфера, де використання водню може бути вирішальним (разом із постачанням СО2), – заміна сировини з викопного палива в таких галузях, як хімічний синтез, металургія та виробництво цементну.

Щоб задовольнити попит на сировину в промисловості, потрібно почати виробляти водень у великих обсягах та поєднувати таке виробництво з великими накопичувачами діоксиду вуглецю.

Перші кроки вже зроблено – в Європі вже запущено кілька проектів з накопичення діоксиду вуглецю, а деякі з них поєднані з виробництвом водню. Найбільший з них – проект HyNET North West (на фото) – це перший вуглецево нейтральний промисловий кластерний проект, де відбувається як уловлювання вуглецю, так і вироблення водню, щоб утворити замкнутий цикл виробництва. 

Поширення використання водню може революціонізувати те, як ми бачимо багато інших традиційних процесів, таких, як, наприклад, термічна утилізація побутових або промислових відходів. Наразі термічна переробка відходів широко практикується, але вважається нестійкою опцією через забруднення продуктами горіння навколишнього середовища. Однак відмовитися від термічної утилізації повністю наразі неможливо – це єдиний спосіб безпечної утилізації певних відходів.

Наприклад, медичних відходів для усунення біологічної небезпеки, або переробка відходів з багатокомпонентним дизайном, таких, як фотоелектричні панелі або електроніка, з метою звільнення та поверненням у виробничій цикл цінних матеріалів. Перехід від спалювання до виробництва водню з таких відходів із уловлюванням та накопиченням діоксиду вуглецю зробить ці операції стійкими.

Справжньою проблемою заміщення викопного палива воднем є неекологічність сучасного промислового способу ойого отримання: наразі найпоширінешим способом виробництва водню є парова конверсія того ж викопного палива – природного газу. Альтернатива – електроліз води – є набагато дорожчим та енергоємнішим, а його поточна комерційна потужність занадто мала (потужності 1-2 МВт, тоді як для зміни потрібні потужності 100 МВт).

Виробництво 1 т зеленого водню економить 9т викидів парникових газів.

Однак, щоб водень конкурував з викопним паливом, ціна на водень повинна впасти у 5 разів (або ціна вугілля вирости у 5 разів). Для сприяння розвитку виробництва зеленого водню Європейський інвестиційний банк виділив близько 1 трлн євро на наступні 10 років, які також планується направляти на фінансування інвестицій у інноваційні технології з виробництва водню та створення відповідної інфраструктури.

Ольга Ігнатенко, Інформаційний центр «Зелене досьє».

Джерела: Форум стійких інновацій 2020Міжнародна асоціація твердих відходівпроект HyNET North West