Немецких политиков и ученых волнует вопрос, станет ли зеленый водород основой энергетики будущего. Консалтинговая компания Prognos подготовила по заказу немецкого Федерального министерства экономики и энергетики (BMWi) доклад «Затраты и пути преобразования для энергоносителей, произведённых на основе электричества» (Итоговый отчет по проекту «Пути трансформации и нормативно-правовая база для синтетического топлива»).
Текст размещён на сайте министерства.
Для достижения (немецких и европейских) климатических целей на 2050 год потребуется использование синтетических топлив — энергоносителей, произведённых на основе электричества. Речь идёт о «зелёном» водороде, который производится электролизом с использованием исключительно возобновляемой электроэнергии, и синтетических газообразных и жидких углеводородах.
Авторы детально проанализировали необходимые технологические этапы для их производства: выработка электроэнергии, производство CO2 и опреснение воды, электролиз, синтез и логистика.
В докладе рассчитывается стоимость этих энергоносителей и описываются направления их применения.
Основной результат обескураживает. «Как сейчас, так и в будущем стоимость энергоносителей, произведённых на основе электричества значительно выше, чем стоимость сопоставимых энергоносителей из ископаемых источников», — отмечают авторы. При этом, разумеется, водород получается значительно дешевле, чем газообразные или жидкие углеводороды на его основе, поскольку для производства последних требуются дополнительные этапы.
Таким образом, до 2050 года — таков временной горизонт анализа — авторы не обнаруживают признаков конкурентоспособности зелёного водорода, тем более синтетических топлив, которые делаются на его основе.
На верхнем графике, в котором сведены все просчитанные в докладе варианты, показана расчетная полная стоимость энергоносителей, произведённых на основе электричества: водорода, синтетического газа (метана) и синтетического жидкого топлива.
Это стоимость в евроцентах за киловатт-час, но справочно приведена также стоимость водорода за килограмм (зелёный водород в 2050 году: от 4,6 до 7,8 евро за килограмм).
Внизу для сравнения прочерчена серая полоса, на которой указана нынешняя стоимость тех же энергоносителей «ископаемого происхождения» (4-6 евроцентов за киловатт-час).
Авторы отмечают, что даже учитывая будущий рост стоимости ископаемого топлива и снижение стоимости «зелёных» технологий, синтетические продукты, произведённые на основе электроэнергии, всё равно останутся сравнительно дорогими.
Причём в докладе Prognos рассматривается (и учтено на графике) производство водорода и других синтетических энергоносителей не только на территории ФРГ, но и в регионе MENA (Ближний Восток и Северная Африка). Значительных выгод это не приносит. Эффект от низких цен на электроэнергию в регионе MENA в некоторых сценариях практически полностью съедается транспортными издержками.
В другом немецком исследовании по водородной экономике приводится следующая матрица, на которой наглядно показана зависимость стоимости водорода (евро/кг) от цены на электроэнергию и КИУМ электролизёра (полных часов работы в год):
Этот график многое объясняет. Действительно, консультанты из Prognos берут в расчётах довольно высокие цены на электроэнергию и относительно низкие КИУМ электролиза, расценивая свои допущения как «наиболее правдоподобные».
В результате минимальная полная стоимость водорода (включая транспортировку) в 2050 году получается на уровне 12 евро центов за киловатт-час:
Как мы видим на графике, большая часть расходов — это расходы на электроэнергию. Это справедливо для всех сценариев производства водорода, описываемых Prognos (производство других синтетических энергоносителей мы здесь даже и не рассматриваем).
Далее авторы анализируют возможные сферы применения энергоносителей, произведённых на основе электричества. Здесь фактически чувствуется, пусть и не выражается в явном виде, мысль, что для целей декарбонизации экономику нужно (рациональнее в экономическом плане) по максимуму электрифицировать, и начинать использовать синтетические энергоносители, с учётом их высокой стоимости, там, где это действительно оправдано, целесообразно. Например, в качестве первых направлений называется перевод на водородную тягу поездов, курсирующих по неэлектрифицированным участкам железных дорог, а также автобусов для региональных перевозок.
Читайте по теме. Зеленый водород может обеспечить 24% потребления энергии на Земле к 2050 г
