Водород - энергоноситель будущего. Перекраивая глобальную энергетику: строительство трубопровода

В Роттердаме изучают возможности строительства трубопроводов для водорода. Работать над технико-экономическим обоснованием будет проектная команда, в состав которой входят представители Администрации порта Роттердам и RRP (акционерами компании являются Shell, Ruhr Oel .

После долгих дебатов о перспективности водорода – самого распространенного химического элемента в природе – как экологически чистого энергоносителя он наконец-то в центре внимания.

В зависимости от технологии производства водород бывает «серым», «голубым» и «зеленым», причем лишь последний является экологически чистым

Запасы водорода поистине неисчерпаемы, что делает его универсальным энергоносителем. Одним из многочисленных преимуществ этого газа является то, что его можно получить из различных легкодоступных источников для последующего использования на месте или продажи потребителям. Вступая в реакцию с кислородом, водород выделяет огромное количество энергии, а его сжигание в чистом кислороде не приводит к образованию парниковых газов.

При таком раскладе углеродный след на этапе электрогенерации является нулевым, однако если рассматривать его в совокупности, то следует учитывать, из какого сырья был изготовлен использованный водород. Экологичность водорода главным образом зависит от метода производства и потребленных природных ресурсов.

Водород, получаемый из ископаемых топлив, классифицируется как «серый».

«Голубым» называется водород, производимый из ископаемых топлив, но с улавливанием парниковых газов при помощи технологий улавливания и хранения углерода (УХУ).

И, наконец, водород является «зеленым», если он производится методом электролиза воды, причем энергия, используемая электролизером, поступает из возобновляемого источника, что делает процесс производства полностью экологически чистым.

Первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, был построен в 1807 году, а дебаты по поводу использования водорода из электролизеров для замены угля возникли еще в 1863 году. Существуют примеры электролизеров мощностью более 100 МВт, построенные в 1920-х годах для снабжения промышленности удобрений с использованием дешевой гидроэнергии в Норвегии и Индии. 

Термин «водородная экономика» был впервые введен в употребление в 1970 году химиком профессором Джоном Бокрисом, у которого было видение мира, работающего на водороде, генерируемом солнечной и ядерной энергией.

В том же году в докладе профессора Лоуренса Джонса, физика из Мичиганского университета, был сделан вывод: «Как экологически чистое топливо, водород должен серьезно рассматриваться как логическая замена углеводородам в ХХІ веке». Уже в 2003 году стратегическая инициатива по водороду была озвучена на фоне опасений по поводу «пика добычи нефти», когда президент США Джордж Буш в своем обращении к профсоюзам США объявил об инициативе в области водородного топлива на сумму $1,2 млрд. 

Прошло 18 лет. Мы становимся свидетелями и участниками нового водородного ренессанса. Хотя пока нельзя утверждать, что возвращение водорода на повестку дня является окончательным и бесповоротным. Однозначно можно сказать одно – глобальная энергетика никогда не была к нему готова так, как сегодня.

В публикации «Перспективы водородной экономики» Bloomberg New Energy Finance выданы оценки, что к 2050 году водород сможет обеспечивать до 25% мировых потребностей в энергии. И это учитывая, что по оценкам ООН население Земли к 2050 году вырастет еще на 2,5 млрд человек. Однако для развития темы понадобится в ближайшие 10 лет потратить $150 млрд субсидий.

Реальная ситуация говорит о том, что различные сегменты водородной цепочки создания ценности различаются по степени готовности к практической работе. Например, автомобильные двигатели на водороде полностью готовы, а технологии длительного хранения водорода пока на уровне исследований.

Узким местом остается транспортировка водорода. В мире по состоянию на 2016 год насчитывалось всего 4500 км трубопроводов, спроектированных для транспортировки водорода, – преимущественно в США и четырех странах Европы. Поэтому в ближайшие 10–15 лет нужно определить целесообразное значение домешивания водорода к природному газу в существующие системы магистральных газопроводов. Поэтому в ближайшие 10–15 лет планируется смешивать водород с природным газом в безопасной концентрации и транспортировать по существующим газовым трубам. А позже начать процесс адаптации инфраструктуры к новым чистым энергоносителям.