Водородная энергетика — только для избранных. Все остальные страны в пролёте!

После выхода в свет энергетических доктрин стран ЕС стало понятно, что водород – это перспективный энергоноситель, который к 2050 году должен вытеснить газ, нефть и их углеводородные производные из энергетического баланса Европы.

Помимо всего прочего, уже сегодня в странах ЕС действует «углеродный налог», который должны уплачивать все производители за выбросы СО2 в атмосферу при производстве своей продукции. Учитывая среднюю стоимость квоты за выброс 1 тонны СО2 (54 доллара на 2020 год), уже к 2030 году Россия будет вынуждена заплатить данный налог в размере 40 млрд долларов в год, поставляя при этом углеводороды Европе.

То есть критически зависимая от импорта энергоресурсов Европа диктует России правила, по которым она будет у нас эти энергоресурсы покупать.

Комичность ситуации ещё и в том, что в водородных стратегиях различных стран мира сильно размыт вопрос самообеспечения водородом.

Судите сами:

• Базовая водородная стратегия Японии предусматривает импорт водорода.
• Основа водородной экономики Южной Кореи тоже предполагает импорт водорода.
• Водородная стратегия для климатически нейтральной Европы – тут вообще даже нет определённости насчёт того, как обеспечить себе необходимый объём водорода (производить у себя, либо импортировать…).
• Национальная водородная стратегия Германии предусматривает импорт водорода из России, о чём прямым текстом говорится в пункте № 38.
• Национальная стратегия развития водородной энергетики Франции предусматривает не только импорт водорода, но и его производство на АЭС.
• Государственная стратегия Голландии по водороду включает в себя, помимо безусловного импорта водорода в огромных количествах, создание «водородной биржи».
• Водородная стратегия Норвегии предусматривает производство водорода либо из природного газа, либо с помощью электролиза, а может быть ещё каким-то неведомым способом…

Такое впечатление, что в мире существуют страны-производители энергетического водорода, которые занимаются исключительно его экспортом.

Да вот только проблема в том, что нет никакого рынка энергетического водорода. Тогда на какие экспортные мощности ориентируются вышеперечисленные страны, закладывая импорт водорода в свои национальные стратегии?

Может быть, они будут сами производить водород? Особых проблем ведь нет? Водород – это же возобновляемый ресурс: расщепляй себе воду на водород и кислород, и радуйся…

В теории всё хорошо. Но есть одна проблема. Производство «зелёного» водорода требует существенных затрат электрической энергии. Германия планирует водородом заменить всё: даже нефтехимические производства будут переведены на водородное обеспечение.

Сегодня доля электроэнергии в мировом энергобалансе – всего 10-15%. Вся остальная потребляемая человечеством энергия приходится на тепловую и механическую и химическую работу.

Германия является безоговорочным лидером по внедрению возобновляемой энергетики. Но даже и там на долю электроэнергии приходится около 15% от общего количество потребляемой энергии в стране.

Если Германия хочет перевести всю экономику на водород, то она должна довести потребление электроэнергии с 15% в 2019 году до 99% к 2050 году.

.

В 2019 году Германия потребила 517 Тераватт-часов электрической энергии, а общее потребление первичной энергии составило 296 Мегатонн в нефтяном эквиваленте, что составляет около 3442,5 Тераватт-часов в энергетическом эквиваленте. И вот всю эту энергию нужно перевести в электричество для производства водорода и потребления электроэнергии в стандартном количестве.

А это почти столько же электроэнергии, сколько потребляется сегодня в таких странах, как Индия, Россия, Япония и Южная Корея вместе взятых.

В водородной доктрине европейских стран описывается способ производства водорода из солнечной и ветровой энергетики – это самый «зелёный» и самый чистый водород, который хочет закупать или производить Европа.

Ну хорошо. Получается, что к 2050 году только одной Германии нужно будет минимум 334 Гигаватт мощностей электролизёров. Это очень много, учитывая, что по плану во всей Европе к 2030 году должно появиться всего 40 ГВт электролизёров.

Откуда Германия возьмёт такое количество электрической энергии?

Солнечно-ветровая энергетика Германии вырабатывает 150 Тераватт-часов электроэнергии в год. А нужно, как минимум, в 23 раза больше, причём только на производство водорода, не говоря уж о выработке электроэнергии для бытовых и промышленных нужд общества и экономики.

Все эти вопросы к энергоснабжению относятся и к другим «водородным» странам.

Сколько водорода потребуется Германии к 2050 году? Они сами этого не знают, судя по опубликованной водородной доктрине.

Но можно посчитать всё по энергетическому эквиваленту.

Так, 1 кг водорода может произвести при 33 кВт*ч электроэнергии (при КПД=99,9%). Тогда для полного перехода на водород Германии потребуется около 88 миллионов тонн водорода в год.

Это в 2,6 раза больше, чем заявляет Минэнерго России при самом лучшем своём сценарии производства и поставок водорода на экспорт. Мощности России к 2050 году позволят производить и экспортировать до 33 миллионов тонн водорода в год. То есть только одной Германии понадобится более 16% всего мирового объёма производства водорода в 2050 году.

Получатся. что другие страны как бы в пролёте?

Водорода на всех не хватает…

Да, всё именно так. «Зелёного» водорода, который производит ВИЭ, и «жёлтого», который производится методом электролиза на АЭС, не хватит для удовлетворения мировых потребностей в водороде к 2050 году.

Остаётся производить водород за счёт пиролиза или паровой конверсии метана с попутной утилизацией СО2. На выходе получается так называемый «голубой» водород. Он вроде как чистый, так как в ходе его производства выбросов углерода не было.

Но вот производить такой «голубой» водород можно только из природного газа. Таким образом первичным сырьём для производства водорода станет газ.

То есть природный газ в эру водородной энергетики становится ещё более ценным и дорогим ресурсом, чем когда-либо до этого.

И у кого есть природные запасы газа, у того всегда будет достаточно водорода. Следовательно, контролировать водородный рынок будут страны с самими большими газовыми месторождениями.

Если взять за основу мировое потребление первичной энергии (около 14000 Мегатонн в нефтяном эквиваленте), то получим цифру в 114 220 Тераватт-часов, которые нужно заменить на водород. Это сколько? Почти 3,5 миллиарда тонн водорода в год…

Учитывая мировое потребление природного газа в 4000 млрд кубометров за 2019 год, получается, что масса потреблённого природного газа составила 2,85 млрд. тонн.

Уже не хватает как бы…

Но, при пиролизе метана (самый прогрессивный метод получения водорода из метана без затрат воды) молярная масса газа будет уменьшена почти в 2,5 раза, так как углерод пойдёт в отход, а на выходе останется только водород. Тогда из такого количества газа можно будет произвести всего 1,15 млрд. тонн водорода, что в 3 раза меньше его гипотетических потребностей.

Пиролиз метана — это процесс разложения метана на водород и чистый углерод, но только не в виде газа, а в твёрдом состоянии. Идеально подходит для захоронения или даже при вторичном использовании углерода.

Россия в 2019 году произвела 0,53 млрд тонн природного газа. Из него можно сделать 212 миллионов тонн водорода. Экспортировала наша страна 0,177 млрд тонн природного газа, из него можно сделать чуть более 71 миллиона тонн «голубого» водорода. Даже на нужды одной Германии не хватает…

Нужно больше газа! А вместе с этим нужно больше воды и тепловой энергии для нагрева и производства водорода…

И это с учётом того, что КПД производства водорода в 2050 году будет равен 99,999%, потребление энергии останется на уровне 2019 года, а все проблемы по хранению и транспортировке водорода решат за нас инопланетяне.

Но дело в том, что без водорода остальные страны, которые не смогут в силу ограниченных ресурсов производить или закупать водород, будут по определению производить товар с углеродным следом, а следовательно платить «углеродный налог». Получатся этакий современный аналог колониального налога или дани.

Если миру нужно 3,5 млрд тонн водорода, в то время как по самым оптимистичным прогнозам его будет добыто всего 550 млн тонн, то к 2050 году водородом будет обеспечено всего 15% мировой экономики. Все остальные будут платить этим «избранным» углеродный налог…

Вот и открыли мы «великую тайну», почему в этих всех водородных доктринах так размыто и вскользь затрагивается проблема обеспечения мировой экономики нужным объёмом водорода. Его попросту на всех не хватит. Достанется только избранным. ..

А точнее, даже избранным среди избранных.

Ничто не меняется…

Согласно прогнозам, мировое сообщество в 2050 году будет потреблять до 550 млн тонн водорода в год. Из них «Газпром» будет производить до 33 млн тонн, а «Росатом» — до 50 млн тонн водорода в год. Но это только планы…

Фото источник