Роль водорода в декарбонизации тяжелой промышленности будет расти. В последние месяцы наблюдается резкий рост числа глобальных компаний, заявивших про пилотные схемы, направленные на демонстрацию потенциала этого газа для трансформации энергоемких промышленных процессов и ухода от угля и другого ископаемого топлива.
Ранее в этом месяце «Vattenfall» – шведская энергетическая группа, объявила о планах по участию в строительстве первой в мире установки, генерирующей водород по проекту оффшорной ветровой электростанции Hollandse Kust West в Нидерландах. Целью является транспортировка «зеленого» водорода в Роттердам, который будет использоваться в ряде нефтехимических и других промышленных процессов.
Компания уже является пионером в использовании зеленого водорода в производстве экологически чистой стали для Volvo Group, производителя автомобилей.
В качестве консорциума, в который также входят шведский производитель металлов SSAB и железорудная компания LKAB, она использовала гидроэнергию из системы водохранилищ страны для получения водорода с помощью электролиза. Это может быть затем использовано как химический восстановитель для удаления кислорода из железной руды для производства высококачественной стали.
Другие производители стали стремятся сократить использование высокозагрязненных коксующихся углей в качестве ингредиента для выплавки руды и перейти на более экологичную энергию, если она доступна.
ArcelorMittal, крупнейший производитель стали в Европе, объявил об инвестициях в размере 5,6 миллиарда долларов США на предприятиях в Испании, Канаде, Бельгии и Франции в течение прошлого года в проекты, направленные на декарбонизацию производства стали.
Однако использование водорода для декарбонизации отраслей тяжелой промышленности, таких как сталелитейная, остается проблематичным.
Многие из этих пилотных проектов зависят от частичного, а не полного перехода от природного газа к водороду или «зеленой» его разновидности или «серого», который производится из ископаемого топлива. В ArcelorMittal говорят, что их амбиция состоит в том, чтобы будущие инвестиции были «готовы к водороду», чтобы, как и когда поставки водорода станут доступными, они могли перейти на него от природного газа, и достичь целей по декарбонизации.
Микаэль Нордландер, директор декарбонизации промышленности Vattenfall, говорит, что существует много возможностей для распространения использования водорода на другие сферы тяжелой промышленности и транспорта. Консорциумы, в которые входит компания Vattenfall, объявили о планах к 2030 году использовать энергию, производимую на ветровых электростанциях у юго-западного побережья Швеции, для производства экологически чистого авиационного топлива на основе водорода, не содержащего ископаемых топлив. Компания также ищет способы использования экологически чистого водорода для переработки отходов биогенного углекислого газа, производимых бумажно-целлюлозным сектором Скандинавии.
Водород играет важную роль в ряде производственных секторов, «где нужна высокая температура и трудно применить непосредственно электроэнергию», – говорит Нордландер. Но одно технологическое ограничение – это пробел в поставке оборудования, используемого для расщепления воды на водород и кислород для создания экологического запаса топлива. «Не хватает мощностей для производства электролизеров», - объясняет он.
Другое беспокойство вызывает неопределенность относительно будущей стоимости и объема поставок водорода. Инвесторы в установленные настройки должны быть достаточно уверены, что они могут экономически эксплуатироваться на полную мощность. Ранее в этом году ThyssenKrupp Nucera, мажоритарной собственностью которой является немецкая инженерная группа ThyssenKrupp, указала на отставание в заказе на 900 миллионов евро для оборудования для электролиза экологического водорода и заявила, что планирует IPO, чтобы помочь увеличить поставки. В нем сказано: «Ожидается, что рынок водорода не только вырастет в семь раз до 2050 года, но большинство производства, ранее базировавшегося на ископаемом топливе, будет переведено на зеленый водород». Однако сбор средств на сегодня приостановлен.
Брэд Дэйви, исполнительный вице-президент ArcelorMittal, говорит, что доступность и стоимость зеленого водорода является проблемой на этом этапе перехода. В то же время он считает, что необходима политическая поддержка, чтобы «обеспечить, чтобы двигающиеся первыми регионы не стали неконкурентоспособными, учитывая глобальную торговлю сталью».
Комитет по изменению климата Великобритании, независимая группа, консультирующая правительство, утверждает, что необходимо значительно расширить использование водорода, а также прямую электрификацию из экологических источников энергии, чтобы помочь стране выполнить свои экологические обязательства.
Аарон Гоатер, аналитик CCC (Комитет изменения климата), говорит, что большинство оценок указывают на то, что сегодня на тяжелую промышленность и производство приходится около 15% выбросов парниковых газов в Великобритании. Значительная часть этого производства «связана со сжиганием», говорит он, добавляя, что «водород может помочь декарбонизировать большинство этих выбросов».
Кофи Мбук, аналитик по технологиям чистой энергии в лондонском аналитическом центре Carbon Tracker, говорит, что он сомневается, что водород станет «лучшим возможным решением» на пути к декарбонизации промышленности, но предполагает, что он может быть значительной частью набора инструментов для достижения экологических целей.
«Водород лучше использовать для декарбонизации тяжелой промышленности и [преодоления] перебоев ветровой и солнечной энергии», — говорит он. В тяжелом транспорте, в частности, зеленый водород может играть важную роль, добавляет он, даже несмотря на то, что проблема питания личного автомобильного транспорта, похоже, была «решена с помощью электромобилей».
Наблюдатели сходятся во мнении, что нет смысла превращать возобновляемую энергию в водород и обратно без необходимости, когда поставки сети можно согласовать со спросом. «Превращая электричество в водород, вы теряете около 25% энергии», - отмечает Готер из CCC. Однако растущая проблема перебоев с возобновляемой энергией может создать важную вспомогательную роль для водорода, наряду с аккумулированием энергии, в накоплении электроэнергии для балансировки сети. Водород можно хранить так же, как природный газ, и сжигать при необходимости. Пока, утверждает Мбук, «нет никакой аккумуляторной технологии, которая могла бы реально увеличить масштабы», чтобы полностью решить эту проблему.
