Комитет по энергетической политике
и энергоэффективности
f
Новости Все новости
Может ли «возобновляемый» водород стать дешевле природного газа?

Может ли «возобновляемый» водород стать дешевле природного газа?

Энергосистема с преобладанием вариабельных ВИЭ (солнечной и ветровой генерации) потребует использования технологий «энергия-газ» (Power-to-Gas сокр. PtG) в больших объёмах. Речь идёт о преобразовании в водород «избыточного» электричества методом электролиза в неизбежные периоды его перепроизводства. Большинство моделей энергосистем будущего предусматривает PtG в качестве одного из обязательных элементов. В частности, в интересной модели немецкой энергосистемы со 100% долей ВИЭ(2040 год) от компании «Energy Brainpool» используются почти 43 гигаватт (ГВт) электролизёров.

 

Пилотные проекты, в которых водород производится с помощью солнечной и ветровой энергии, реализуются по всему миру. Например, голландская газовая компания Gasunie преобразует солнечную энергию в водород с последующим его хранением в своих ПХГ, а в Южной Австралии строится крупный «водородный супер-центр», где будут работать электролизёры на 50 МВт.

Одна из основных причин, почему наша земная экономика пока не стала «водородной» — это дороговизна, производство водорода является энергоемким. В ситуации, когда для электролиза используется «избыточная» («дармовая») электроэнергия, процесс может получиться экономически эффективным.

В прошлом месяце вышеупомянутая компания «Energy Brainpool» опубликовала специальное исследование(«короткий анализ»), посвящённое экономике производства газа методом электролиза на основе ВИЭ.

Сегодня стоимость водорода («электролизного газа», как пишут авторы) на немецком рынке оценивается в 18 евроцентов за кВт*ч (при оптовой цене электроэнергии в 3 цента). Однако на нынешний день электролизёры относятся к категории конечных потребителей, цены на электричество здесь другие, и расчётная цена водорода, соответственно, получается гораздо более высокой — 38 центов. (Производство водорода из природного газа существенно дешевле, стоимость H2 получается примерно 4 цента за кВт*ч (2014 г), но в данном случае нас интересует экономика именно «возобновляемого» водорода).

Power-to-Gas

Поэтому одной из первых регуляторных задач является отнесение электролизёров к особой категории потребителей, освобожденной от уплаты квазиналоговых составляющих розничной цены на электроэнергию.

Авторы считают, что, если в больших объёмах использовать «избыточное» электричество, производимое солнечными и ветровыми электростанциями, стоимость водорода со временем упадёт значительно, он даже может стать дешевле природного газа.

Разумеется, если используемое для производства водорода «сырьё» (электроэнергия) дёшево, большую долю в стоимости конечного продукта (водорода) занимают капитальные (стоимость оборудования) и операционные затраты.

Электролизёры обладают значительным потенциалом снижения удельных капитальных затрат, повышения эффективности (КПД), удлинения срока службы и снижения операционных издержек (затрат на обслуживание). Данный потенциал будет реализован при существенном росте масштабов и, разумеется, при дальнейшем совершенствовании техники в результате новых НИОКР и их обкатки в крупномасштабном промышленном производстве.

Авторы доклада приводят следующие данные об экономике электролизёров в будущем, основываясь на ряде опубликованных исследований и собственных предположениях.

стоимость электролиза

Как мы видим, капитальные затраты могут снизиться до 300 евро за кВт (сегодня они оцениваются в примерно 1500 евро/кВт), а срок службы вырасти до 20 лет.

При этом в системе с 80-100% долей ВИЭ к 2040 году «лишнее» электричество будет реализовываться по «бросовой» цене в 0,3 цента за киловатт-час (такое допущение используют авторы). В этом случае стоимость водорода составит 2,1-3,2 евроцента за кВт*ч. Это дешевле, чем водород, произведенный из природного газа и даже, вероятно, в будущем, сам природный газ.

Для экономического сравнения возобновляемого водорода с природным газом Energy Brainpool использует данные срочного рынка сырья на 2020 год, а для последующего периода исследования — прогнозы Международного Энергетического Агентства (МЭА). Для окончательной оценки будущих цен на природный газ с учётом платы за СО2 компания также использует данные МЭА и проводит собственные расчёты (природный газ, в цене которого учтена стоимость выбросов, обозначен здесь как Graugas). Прогноз будущей цены природного газа приведён в таблице (левая колонка – без платы за СО2, правая колонка – с учетом платы за СО2).

Прогноз цен на природный газ

Таким образом, по расчётам авторов доклада, водород, произведённый методом электролиза из «избыточной» электроэнергии ветровых и солнечных станций может стать дешевле природного газа во второй половине 2030-х годов, но только в случае повышения платы за выбросы СО2.

Разумеется, в рассмотренном «коротком анализе» использовано множество допущений по поводу будущего развития событий, вероятность реализации которых оценить сложно. Тем не менее, мы видим, что в общем-то существует большой потенциал снижения стоимости возобновляемого «электролизного газа», и технологии PtG, будучи необходимыми, могут стать и экономически привлекательными.

Источник: Renen