Водень зростає в енергетичному переході, але він може бути перепроданий

Те, що ми знали раніше.

Наступні аспекти водню були досліджені раніше.

Rystad Energy два роки тому передбачив, що рідкий водень знайде місце в таблиці 2050 року, але становитиме лише 7% від загальної необхідної чистої енергії. Ці 7% — це ніша чистого палива для авіації, океанських суден, а також цементної та сталеливарної промисловості.

Рідкий водень має дві великі переваги: ​​по-перше, енергія міститься в щільній формі. По-друге, він згорає на повітрі у воду без викидів вуглецю.

Водень добре підходить для виробництва великими нафтогазовими компаніями, тому що вони вже знають, як виробляти й поширювати інший газ — природний газ — і мають глибокі кишені.

Що ми знаємо зараз.

DNV у своєму річному звіті¹ наприкінці 2022 року оцінили, що до 5 року рідкий водень задовольнить лише 7% (а не 2050%) потреб у чистій енергії.

Як писав Bloomberg Green, є причини, чому водень ще не став мейнстрімом, як вітер і сонце. По-перше, це вартість: екологічне виробництво шляхом електролізу води дороге, а електроліз є неефективною технологією.

По-друге, синій водень не сприятливий для клімату. Хоча він дешевший, ніж зелений водень, блакитний водень потребує енергії для виробництва та розщеплення метану на водень і CO2, а CO2 потрібно утилізувати, як правило, за допомогою CCS (уловлювання та зберігання вуглецю). Обидва кінці ланцюга виробництва водню перешкоджають «чистому» в цій водневій альтернативі.

По-третє, більшість машин і виробництв не пристосовані до використання водню. Обладнати звичайний автомобіль для спалювання водню замість бензину або адаптувати машини в промисловому цеху для спалювання водню замість природного газу – це додаткова вартість.

Водень природно підходить для нафтогазових компаній через їхній величезний досвід роботи з природним газом, а також тому, що вони отримали величезні прибутки у 2022 році та можуть дозволити собі ризикувати у нових підприємствах.

Похмурі прогнози вартості водню.

Нещодавня стаття містить уривки з прогнозу енергетичного переходу DNV¹ 2023. Основні моменти:

· Досягнення 5% глобального попиту на чисту енергію до 2050 року коштуватиме понад 7 трильйонів доларів на виробництво, включаючи нові термінали для виробництва аміаку та трубопроводи.

· Велика частина водню буде використовуватися у виробництві.

· Водень і аміак разом становитимуть приблизно половину глобального палива для судноплавства, що є однією з категорій, які важко зменшити.

· Понад 50% світових водневих трубопроводів буде перепрофільовано з трубопроводів природного газу.

· Латинська Америка, Близький Схід і Північна Африка стануть експортерами водню чи аміаку, оскільки вони мають великі території, доступні для відновлюваних джерел енергії, таких як вітер і сонце, для виробництва водню шляхом електролізу.

· У Європі такі великі країни, як Німеччина, Франція та Іспанія, до 2030 року матимуть цілі щодо 4-6.5 ГВт внутрішнього виробництва водню.

· Великобританія з її великою мережею газопроводів зможе перейти з природного газу на водень.

· Плани ЄС включають 6 ГВт потужності електролізера до 2024 року, а до 40 року — 2030 ГВт.

Чи перепродається водень?

Отже, водень перепродається? Незважаючи на те, що водневе паливо викликає більше хвилювання, ніж сонячна або вітрова, 7% від загального прогнозу чистої енергії для водню в 2050 році є досить малим відсотком від загального обсягу. Якщо додати до цього надмірні витрати, передбачені для впровадження водню в Інтернет, виникає спокуса визнати, що водень перепродається як безпечне паливо для 2050 року.

Давайте подивимося на водневу діяльність у кількох країнах, у деяких з яких задіяна нафтогазова промисловість.

Водневі плани в Європейському Союзі (ЄС) проти США

Загальне світове виробництво водню зараз становить близько 90 мільйонів тонн на рік. МЕА (Міжнародне енергетичне агентство) прогнозує, що до 180 року його потрібно буде збільшити до 2030 мільйонів тонн на рік, щоб досягти нульового чистого викиду вуглецю до 2050 року.

Майже весь із приблизно 10 мільйонів тонн водню на рік, який зараз виробляється в США, використовується промисловістю для переробки нафти, обробки металів, виробництва добрив і переробки харчових продуктів.

Але більшу частину сьогоднішнього виробництва, 99%, становить блакитний водень, який не містить вуглецю, як описано раніше. Зелений водень виробляється шляхом електролізу води і в основному не містить вуглецю, якщо живиться від відновлюваної електроенергії.

ЄС швидко адаптувався до електролізу для отримання зеленого водню, який переважно не містить вуглецю. Але ЄС повільно реагував на масштабні інвестиції в водень, передбачені Законом США про зниження інфляції (IRA), який спрямовує колосальні 369 мільярдів доларів на програми зеленої енергетики.

У всьому світі, йдеться в статті, розпочато будівництво лише 1% запланованих водневих проектів, що становить 1 ТВт (Терават). Близько чверті з цього, 269 ГВт (Гігават), буде в мережі до 2030 року. Зростання буде відчуватися як революція, оскільки сьогодні виробництво водню становить лише 0.45 ГВт.

Також прогнозується, що вартість зеленого водню впаде з 6-8 євро/кг сьогодні до рівня нижче 3 євро/кг до 2050 року.

Водневі хаби в США

Крім звичайних переваг концентрації інфраструктури, концепція водневих хабів полягає в тому, щоб компенсувати небезпеку та витрати, пов’язані з транспортуванням водню, який є легкозаймистим, на великі відстані.

Конгрес США виділив 8 мільярдів доларів із Закону про інфраструктуру від 2021 року для Міністерства енергетики (Міністерство енергетики) на підтримку принаймні чотирьох демонстраційних проектів за участю виробників водню, кінцевих користувачів та інфраструктури, що їх з’єднує. Міністерство енергетики вже профінансувало 400 приголомшливих проектів у галузі водню в університетах, національних лабораторіях і промисловості, і нові центри спиратимуться на цю інформацію.

Заявки на повне фінансування повинні були подаватись у квітні 2023 року. Заявки подали чотири приватні альянси, а також багато урядів штатів, які об’єдналися з промисловістю, а деякі – з іншими державами. Початкове фінансування Міністерства енергетики не повинно перевищувати 1.25 мільярда доларів на хаб, що є величезною сумою грошей. Вони планують вибрати 6-10 регіональних центрів із загальним фінансуванням у 6-7 мільярдів доларів.

Один хаб називається HyVelocity Hub зосереджений уздовж узбережжя Мексиканської затоки США та організований Chevron
CVX
і кілька приватних компаній-партнерів, включаючи ExxonMobil
XOM
і Mitsubishi. Вони використовуватимуть мережу з 48 центрів виробництва водню (найбільших у світі), а також 1,000 миль виділених водневих трубопроводів уздовж узбережжя Луїзіани та Техасу.

Одна з цілей полягає в тому, щоб вирішити завдання Міністерства енергетики, яке називається «Водневий постріл», створити 1 кг водню, викидаючи при цьому менше 2 кг вуглекислого газу. Ще одна мета — знизити вартість водню на 80% — до $1/кг протягом 10 років.

Програми, подібні до наведених вище, привернули увагу промисловості в США. Податкові пільги, запропоновані IRA, можуть принести 100 мільярдів доларів у виробництво чистого водню – на додаток до 8 мільярдів доларів, які Конгрес виділив із Закону про інфраструктуру.

Reuters Events дуже коротко описує інші водневі центри, які потребують спостереження². До їх списку входять:

Trans Permian і Horizons Clean Hydrogen Hub: має міцний зв'язок із нафтою та газом у Західному Техасі.

HyBuild Los Angeles

Проект HyGrid

Водневий концентратор HALO: Штати Арканзас, Луїзіана та Оклахома мають довгу історію видобутку та транспортування нафти та газу.

Удосконалений центр зберігання чистої енергії

Southwest Clean Hydrogen Innovation Network

Південно-східний водневий хаб

Більшість із цих проектів пов’язані з енергетичними підприємствами або некомерційними проектами, що фінансуються містом чи державою, і багато з них мають підтримку університетів.

На конкурс проектів від DOE надійшло 79 заявок², але лише 33 із них було запрошено подати офіційні заявки до квітня 2023 року. Остаточний відбір менш ніж 10 центрів відбудеться у другій половині 2023 року.

Очевидно, що зацікавлені сторони по всій країні захопили бачення водню. США взяли на себе водневе майбутнє і хочуть очолити світ у цьому переході.

У наступній статті ми опишемо діяльність окремих нафтогазових компаній у виробництві водню.

Takeaways

Бачення водню є амбітним, тому що його важко виробляти, небезпечно зберігати та транспортувати та дорого.

Версія водню з низьким вмістом вуглецю називається зеленим воднем, який є дорогим, оскільки це неефективний процес, заснований на електролізі води. По суті, весь поточний водень – це блакитний водень, але він має недоліки з високим вмістом вуглецю на початку та в кінці процесу генерації.

Але водень не є срібною кулею. До 5 року воднева промисловість може отримати значний шматок від 7-2050% викидів світової енергетики, які важко скоротити, але найбільша частка загальних викидів все ще залишається: 93-95%.

Список літератури.

1. DNV, Прогноз енергетичного переходу 2022, Жовтень 13, 2022.

2. Події Reuters: Водневі штати Америки, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 квітень 2023.pd