Что такое «зелёный водород» и какой водород бывает вообще?
Почему водород?
Несмотря на ряд преимуществ альтернативной возобновляемой энергетики, главным её минусом является зависимость от конкретных погодных условий. В результате, делать точные прогнозы по выработке электроэнергии для коррекции графика нагрузок энергосистемы и менять режим работы электростанций, работающих в базовой части графика нагрузок, достаточно проблематично. Электроэнергию, полученную в результате преобразования энергии ветра или солнца, эффективнее было бы где-то накапливать.
Современные энергосистемы работают по принципу постоянного баланса генерации и потребления. Для снижения влияния неравномерности графика нагрузок энергосистемы ряд станций переводится в режим работы по «пиковой» части графика нагрузок. Там где мощности «пиковых» электростанций не хватает, строятся электростанции, способные накапливать излишки этой самой мощности. Широкое распространение из станций этого типа получили гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Однако, предпринимаются попытки строительство аккумулирующих станций, действие которых основано на совершенно различных принципах работы.
Достаточно мощным ВИЭ трудно встроиться в этот баланс.
Использование аккумуляторов для целей накопления электроэнергии ВИЭ не идёт ни в какое сравнение с водородом.
Термин «Зелёный водород»
При переходе на зелёную энергетику и на водород, как на топливо будущего, важно, каким образом этот водород получен. Согласитесь, какая польза для экологии будет, если для производства водорода использовать мощности угольных электростанций?
Применение зелёного водорода
Изначально, применение водорода предполагалось в первую очередь на транспорте, как замена классического топлива для двигателей внутреннего сгорания, получаемого из нефти.
Однако, переход на безуглеродную экономику предполагает его более широкого применение, начиная от транспортной инфраструктуры, заканчивая тяжёлой промышленностью и энергетикой.
Современные разработки в области безопасного использования водорода в топливных элементах на транспорте позволяют, при должном подходе и дальнейшем развитии технической базы, полностью отказаться от классического ископаемого топлива без потери удобства от использования, в отличии от тех же электромобилей, где помимо существующих проблем с временем заправки и стоимостью батарей, есть ещё ряд проблем экологического характера, связанных как раз с аккумуляторами.
Водород может применяться в качестве основного топлива в тяжёлой промышленности, например, металлургии и машиностроении.
Применение водорода возможно на тепловых электростанциях как в качестве самостоятельного топлива, так и в качестве «добавки» к топливу ископаемому, для уменьшения углеродного следа.
Существует ряд технологий, которые позволяют смешивать природный газ с водородом, благодаря чему использовать ископаемое топливо можно более экономично, при этом, нет необходимости в замене основной газораспределительной инфраструктуры или даже частичной модернизации газового оборудования на стороне потребителей.
Виды водорода по общепринятой классификации
Так как потребности в водородном топливе будут расти с некоторым опережением его производства при помощи возобновляемых источников энергии, на ранних этапах водородного перехода, существует необходимость в восполнении дефицита водорода с применением классических технологий.
Не вся классическая энергетика одинаково вредна для экологии. Так, например, гидроэлектростанции так же относятся к возобновляемым источникам электроэнергии, поэтому произведённый с применением их энергии водород будет считаться зелёным. Водород, произведённый с применением энергии угольных электростанций самый вредный, у электростанций на природном газе влияние на экологию меньше, ещё меньше на экологию (доказано!) влияет атомная энергетика.
Однако, водород классифицируют не по типам электростанций, чьей энергией был произведен электролиз.
Многими экспертами в области водородной энергетики была принята так называемая цветовая классификация водорода по типам производства.
Зелёный водород
Собственно, это тот самый водород, который произведён при помощи электролиза воды, с использованием электроэнергии от любых возобновляемых источников энергии. Характеризуется в первую очередь тем, что при его производстве отсутствует так называемый углеродный след, а остальные экологические издержки сведены до минимума.
Оранжевый (или желтый) водород
Этот водород тоже получается методом электролиза воды, однако, в качестве источника электроэнергии для обеспечения процесса выступает атомная электростанция. Общепринято, что атомная энергетика не оставляет углеродного следа, но, при этом, создаёт тепловое загрязнение окружающей среди и требует утилизации радиоактивных отходов. Плюс ко всему, существует риск техногенной аварии, которая может привести к серьёзным последствиям для экологии.
Бирюзовый водород
Водород, получаемый разложением метана на водород и твердый углерод методом пиролиза. Производство бирюзового водорода дает относительно низкий уровень выброса углерода. Сам углерод получается не в виде СО2, а в практически чистом виде, и может быть либо захоронен, либо использован как сырьё для промышленности. Выбросов в атмосферу нет.
Серый водород
Этот водород производят при помощи паровой конверсии метана, где исходным сырьем является природный газ. Этот процесс можно легко организовать на практике, но в ходе химической реакции выделяется углекислый газ в тех же объемах, что и при сгорании природного газа, плюс расходы энергии на конверсию.
Голубой водород
При получении голубого водорода применяется метод паровой конверсии метана, однако, при условии что углерод улавливается. Данный метод дает примерно двукратное сокращение выбросов углерода.
Коричневый водород
Европейская классификация водорода по способу производства
Электролизный водород
Возобновляемый водород
Этот термин равнозначен термину «зелёный водород», который использовался в энергетическом сообществе Европы ранее.
Чистый водород
Так же в документах фигурирует термин Clean hydrogen, который является равнозначным термину «Возобновляемый водород».
Ископаемый водород
Fossil-based hydrogen – это водород, произведенный из ископаемого топлива по классической технологии.
Ископаемый водород с улавливанием углерода
Низкоуглеродный водород
В публикации могут быть некоторые неточности в части описания процесса производства для конкретного типа водорода. Однако, надо учитывать тот факт, что сам текст энергетической стратегии Европейского Союза содержит подобные неточности, и с точки зрения научного подхода требует уточнений. В процессе поступления новых материалов по данной теме публикация будет дополнена или изменена должным образом. Надо понимать, что многие описываемые в публикации данные имеют отношение к устоявшейся терминологии в европейском энергетическом сообществе и, в некотором смысле, носят скорее оценочный характер.
«Зелёный» водород может спасти мир
Новый вид экологического топлива начал набирать популярность. Metro выяснило, как он работает
Двуокись углерода, как правило, считается загрязняющим веществом, которое связывают с автомобилями, самолётами, электростанциями и другими видами деятельности человека, требующими использования ископаемого топлива. Согласно отчёту Всемирной Метеорологической Организации, опубликованному в конце прошлого года, концентрация CO2 достигла новых максимумов в 2018 году: 147% от «доиндустриального» уровня, зафиксированного в 1750 году.
В наши дни существует несколько вариантов замены ископаемого топлива. Пока что одним из самых популярных является электроэнергия. Однако часть электричества, которое поступает в наши дома, вырабатывается тепловыми электростанциями, которые сжигают ископаемое топливо; также оно вырабатывается атомными электростанциями, которые оставляют радиоактивные отходы. Вот почему так называемый «зелёный» водород набирает популярность как источник чистой энергии. При сжигании он оставляет только водяной пар вместо парниковых газов.
Проведённое учёными из Академии наук Китая и Университета Цинхуа исследование подтверждает, что водородные топливные элементы, которые преобразуют химическую энергию в электрическую, можно использовать для питания»самолётов, транспортных средств и портативных устройств.
Автор Цзин Лю, профессор Китайской академии наук рассказал, что этот метод более эффективен, чем традиционные методы производства электроэнергии:
Пока что рынок «зелёного» водорода невелик. Но, по мнению экспертов, уже к 2025 году ожидается его рост. «К 2025 году в мире будет развёрнуто дополнительно 3205 МВт электролизеров (специальное устройство, которое предназначено для разделения компонентов соединения или раствора с помощью электрического тока, – прим. ред.), предназначенных для производства экологически чистого водорода, что на 1272% больше, чем было запущено с 2000 по 2019 годы (252 МВт)», – отмечается в отчёте глобальной исследовательской и консалтинговой группы Wood Mackenzie.
Применение «зеленого» водорода:
Нильс-Арне Баден,
генеральный директор Green Hydrogen Systems:
Как он производится?
– Он производится с помощью электролизера, который разделяет воду (H2O) на водород (H2) и кислород (O). Электричество, которое приводит в действие электролизеры, вырабатывается гидроэлектростанциями, ветряными, солнечными и другими
возобновляемыми источниками энергии.
Где его можно применять?
– «Зелёный» водород можно использовать в качестве топлива для автомобилей, автобусов, грузовиков, вилочных погрузчиков, кораблей и многого другого. Он также используется в различных отраслях промышленности, где требуется водород для ископаемых источников энергии или других целей. Наконец, он может накапливать энергию для последующего использования.
Есть ли какая-то опасность в его использовании?
– Как и любое топливо, с зеленым водородом нужно обращаться осторожно. Но это очень безопасно. На самом деле безопаснее, чем бензин и природный газ.
Расскажите больше о вашей компании Green HydroGen Systems.
– Green Hydrogen Systems – это датская компания, которая разрабатывает современные щелочные электролизеры с 2007 года. Наше оборудование способно производить «зелёный» водород. Это представляет собой крупный прорыв в отрасли.
Что после нефти. Каким будет зеленое топливо будущего
Курс на энергопереход, в рамках которого планируется перейти с «грязных» угля, нефти и газа на более чистые источники энергии, остается актуальным, несмотря на сегодняшний дефицит ископаемого топлива на мировых рынках.
Дефицит традиционных источников энергии, с одной стороны, отрезвил мировое сообщество и заставил более консервативно подойти к срокам перехода на ESG топливо. С другой — подчеркнул необходимость диверсификации энергоресурсов, особенно в странах, которые традиционно выступают импортерами углеводородов.
Развитие альтернативной энергетики — долгосрочная история. Но уже сейчас отдельные компании и целые страны презентуют свои проекты и дорожные карты по развитию новых видов топлива. Посмотрим, что предлагается производить взамен старого доброго ископаемого топлива.
На авиационную отрасль приходится около 2,5% мировых выбросов CO2, при этом альтернативы реактивным двигателям на горизонте нет. Поэтому логичным решением выглядит использование специального низкоуглеродного топлива (Sustainable aviation fuel, SAF) вместо традиционного керосина.
Нефтяной гигант Royal Dutch Shell планирует к 2025 г. наладить масштабное производство SAF из отработанного растительного масла, растительных и животных жиров. Завод по переработке биотоплива мощностью 820 тыс. тонн в год может быть запущен в 2024 г. Еще одна европейская компания, Neste, которая уже производит 100 тыс. тонн SAF в год, планирует к 2023 г. увеличить поставки до 1 млн тонн.
Главной проблемой SAF, как и других видов альтернативного топлива, является высокая стоимость. Топливо в разы дороже обычного керосина. Поэтому с момента открытия уровень производства SAF остается очень скромным, на него приходится не более 0,1% мирового спроса на авиатопливо.
В Евросоюзе приняли решение поддержать внедрение SAF регуляторными мерами в виде дополнительных налогов для авиаперевозчиков, использующих неэкологичное топливо. Налоги заработают уже с 2023 г. и могут обеспечить производителей SAF рынком сбыта. Правда, как планируется смягчить негативное влияние на пассажиропоток кратного роста стоимости авиабилетов, пока не сообщается.
Первая биогазовая установка появилась еще в 1859 г. Сегодня максимальное количество биогазовых установок действует в Китае (15 млн) и Индии (10 млн). Основной сферой применения остаются агропредприятия, которые используют их для переработки отходов и эффективного управления ресурсами. По оценке МЭА, биогаз имеет большой потенциал и может заменить до 20% всего потребляемого миром природного газа.
В России потенциал для использования биогаза в агропромышленности очень высок. На отдельных предприятиях он уже активно используются. Например, современная биогазовая станция действует на производстве агрохолдинга Goldman Group, который в этом году дебютировал со своими облигациями на Санкт-Петербургской бирже.
В начале октября издание Associated Press опубликовало новость о том, что в Германии экогруппа Atmosfair и корпорация Siemens построили первое в мире предприятие, которое станет экспериментальной площадкой по производству синтетической нефти из возобновляемых источников.
Завод будет вырабатывать водород путем электролиза воды, используя энергию с четырех близлежащих ветряных электростанций. На следующем этапе водород будет смешиваться с углекислым газом, добываемым из воздуха и биогазовой установки. Полученная в результате синтетическая нефть будет использована для производства реактивного топлива. При сжигании такого топлива в атмосферу попадет столько же углекислого газа, сколько было потрачено на его производство.
Себестоимость такого топлива достаточно высока, но ожидается, что углеродные налоги в ЕС обеспечат его конкурентоспособность. Теперь осталось только доказать эффективность и масштабируемость технологии. В 2022 г. планируется производить небольшие партии около 8 баррелей в день.
Водородное топливо известно уже давно. По сравнению с углеводородами при его сжигании нет вредных выбросов, что делает водород одним из приоритетных альтернатив для природного газа. У водорода есть свои минусы, которые сдерживали развитие водородной энергетики в прошлом, но углеродные налоги ЕС могут стать хорошим стимулом для отрасли.
В Европе разработали специальную классификацию. В зависимости от способа производства и объема выбросов СО2 водород может быть серым, желтым, голубым или зеленым.
Серый и голубой водород производят из природного газа путем паровой конверсии — химического процесса, в результате которого из метана и воды получается водород и углекислый газ. Если CO2 выходит в атмосферу, то водород называют «серым». Если CO2 улавливают, то водород называют «голубым».
Желтый и зеленый водород получают путем электролиза воды. Если электроэнергия, используемая в производстве, получена из атомной энергии, то водород называют желтым. Если же используется ВИЭ (возобновляемые источники энергии), водород называется зеленым. Как не трудно догадаться из названия, зеленый водород является самым предпочтительным.
В России всерьез озаботились вопросом развития водородной энергетики, и уже в 2024–2025 гг. Газпром и Росатом планируют запустить 4 пилотных проекта, в том числе производство «зеленого» водорода в Калининградской области для рынка Европы и на Сахалине для потребителей в Азии. Объем водородного экспорта к 2024 г. может составить 200 тыс. тонн водорода в год.
Пока альтернативное топливо не получило должного распространения, в электроэнергетике активно замещают традиционную генерацию возобновляемой (ВИЭ). В основном, ветряной и солнечной. Иногда это приводит к неожиданным решениям.
Ключевая проблема ВИЭ — стабильность, а точнее, ее отсутствие. Великобритания, сделавшая ставку на ветряные электростанции, в полной мере ощущает на себе этот недостаток в периоды штиля. Особенно острой ситуация стала в 2021 г., когда цены на традиционную газовую генерацию, компенсирующую падение мощности на ветряках, стали больно бить по кошельку.
Чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение, страна протянула длиннейший в мире подводный кабель North Sea Link, который соединил город Блит на севере страны с норвежской деревней Квиллдал, где находится местная гидроэлектростанция. Кабель длиной 725 км и пропускной мощностью 1,4 ГВт призван обеспечить электроэнергией 1,4 млн британских домов и решить проблему с энергетическим кризисом. По сообщению BBC, кабель был запущен в работу в начале октября. Насколько такое решение окажется долговечным — покажет время.
Больше полезной информации для инвесторов вы найдете на BCS Express.
Что после нефти. Каким будет зеленое топливо будущего
Курс на энергопереход, в рамках которого планируется перейти с «грязных» угля, нефти и газа на более чистые источники энергии, остается актуальным, несмотря на сегодняшний дефицит ископаемого топлива на мировых рынках.
Дефицит традиционных источников энергии, с одной стороны, отрезвил мировое сообщество и заставил более консервативно подойти к срокам перехода на ESG топливо. С другой — подчеркнул необходимость диверсификации энергоресурсов, особенно в странах, которые традиционно выступают импортерами углеводородов.
Развитие альтернативной энергетики — долгосрочная история. Но уже сейчас отдельные компании и целые страны презентуют свои проекты и дорожные карты по развитию новых видов топлива. Посмотрим, что предлагается производить взамен старого доброго ископаемого топлива.
Самолеты на растительном масле
На авиационную отрасль приходится около 2,5% мировых выбросов CO2, при этом альтернативы реактивным двигателям на горизонте нет. Поэтому логичным решением выглядит использование специального низкоуглеродного топлива (Sustainable aviation fuel, SAF) вместо традиционного керосина.
Нефтяной гигант Royal Dutch Shell планирует к 2025 г. наладить масштабное производство SAF из отработанного растительного масла, растительных и животных жиров. Завод по переработке биотоплива мощностью 820 тыс. тонн в год может быть запущен в 2024 г. Еще одна европейская компания, Neste, которая уже производит 100 тыс. тонн SAF в год, планирует к 2023 г. увеличить поставки до 1 млн тонн.
Главной проблемой SAF, как и других видов альтернативного топлива, является высокая стоимость. Топливо в разы дороже обычного керосина. Поэтому с момента открытия уровень производства SAF остается очень скромным, на него приходится не более 0,1% мирового спроса на авиатопливо.
В Евросоюзе приняли решение поддержать внедрение SAF регуляторными мерами в виде дополнительных налогов для авиаперевозчиков, использующих неэкологичное топливо. Налоги заработают уже с 2023 г. и могут обеспечить производителей SAF рынком сбыта. Правда, как планируется смягчить негативное влияние на пассажиропоток кратного роста стоимости авиабилетов, пока не сообщается.
Биогаз из навоза и отходов
Первая биогазовая установка появилась еще в 1859 г. Сегодня максимальное количество биогазовых установок действует в Китае (15 млн) и Индии (10 млн). Основной сферой применения остаются агропредприятия, которые используют их для переработки отходов и эффективного управления ресурсами. По оценке МЭА, биогаз имеет большой потенциал и может заменить до 20% всего потребляемого миром природного газа.
В России потенциал для использования биогаза в агропромышленности очень высок. На отдельных предприятиях он уже активно используются. Например, современная биогазовая станция действует на производстве агрохолдинга Goldman Group, который в этом году дебютировал со своими облигациями на Санкт-Петербургской бирже.
Искусственная нефть из воды и воздуха
В начале октября издание Associated Press опубликовало новость о том, что в Германии экогруппа Atmosfair и корпорация Siemens построили первое в мире предприятие, которое станет экспериментальной площадкой по производству синтетической нефти из возобновляемых источников.
Завод будет вырабатывать водород путем электролиза воды, используя энергию с четырех близлежащих ветряных электростанций. На следующем этапе водород будет смешиваться с углекислым газом, добываемым из воздуха и биогазовой установки. Полученная в результате синтетическая нефть будет использована для производства реактивного топлива. При сжигании такого топлива в атмосферу попадет столько же углекислого газа, сколько было потрачено на его производство.
Себестоимость такого топлива достаточно высока, но ожидается, что углеродные налоги в ЕС обеспечат его конкурентоспособность. Теперь осталось только доказать эффективность и масштабируемость технологии. В 2022 г. планируется производить небольшие партии около 8 баррелей в день.
Разноцветный водород
Водородное топливо известно уже давно. По сравнению с углеводородами при его сжигании нет вредных выбросов, что делает водород одним из приоритетных альтернатив для природного газа. У водорода есть свои минусы, которые сдерживали развитие водородной энергетики в прошлом, но углеродные налоги ЕС могут стать хорошим стимулом для отрасли.
В Европе разработали специальную классификацию. В зависимости от способа производства и объема выбросов СО2 водород может быть серым, желтым, голубым или зеленым.
Серый и голубой водород производят из природного газа путем паровой конверсии — химического процесса, в результате которого из метана и воды получается водород и углекислый газ. Если CO2 выходит в атмосферу, то водород называют «серым». Если CO2 улавливают, то водород называют «голубым».
Желтый и зеленый водород получают путем электролиза воды. Если электроэнергия, используемая в производстве, получена из атомной энергии, то водород называют желтым. Если же используется ВИЭ (возобновляемые источники энергии), водород называется зеленым. Как не трудно догадаться из названия, зеленый водород является самым предпочтительным.
В России всерьез озаботились вопросом развития водородной энергетики, и уже в 2024–2025 гг. Газпром и Росатом планируют запустить 4 пилотных проекта, в том числе производство «зеленого» водорода в Калининградской области для рынка Европы и на Сахалине для потребителей в Азии. Объем водородного экспорта к 2024 г. может составить 200 тыс. тонн водорода в год.
Где взять зеленую энергию? Одолжить у соседа
Пока альтернативное топливо не получило должного распространения, в электроэнергетике активно замещают традиционную генерацию возобновляемой (ВИЭ). В основном, ветряной и солнечной. Иногда это приводит к неожиданным решениям.
Ключевая проблема ВИЭ — стабильность, а точнее, ее отсутствие. Великобритания, сделавшая ставку на ветряные электростанции, в полной мере ощущает на себе этот недостаток в периоды штиля. Особенно острой ситуация стала в 2021 г., когда цены на традиционную газовую генерацию, компенсирующую падение мощности на ветряках, стали больно бить по кошельку.
Чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение, страна протянула длиннейший в мире подводный кабель North Sea Link, который соединил город Блит на севере страны с норвежской деревней Квиллдал, где находится местная гидроэлектростанция. Кабель длиной 725 км и пропускной мощностью 1,4 ГВт призван обеспечить электроэнергией 1,4 млн британских домов и решить проблему с энергетическим кризисом. По сообщению BBC, кабель был запущен в работу в начале октября. Насколько такое решение окажется долговечным — покажет время.
БКС Мир инвестиций
Последние новости
Рекомендованные новости
Итоги торгов. Геополитика отправила нас в аутсайдеры
Какие акции в топе прогнозов на 2022 год
Омикрон гуляет по планете. Что лучше — Pfizer или Moderna?
Ключевые события недели: инфляция в России и США, переговоры Путина и Байдена, утренняя сессия
5 идей в российских акциях: Просадка в IT и не только
Акции Evergrande упали к 11-летнему минимуму. Что происходит с долгом
Акции Li Auto достигли среднесрочной цели и рухнули на 16%. Что дальше
Акции Ozon упали к цене начала торгов на бирже. Что дальше
Адрес для вопросов и предложений по сайту: bcs-express@bcs.ru
* Материалы, представленные в данном разделе, не являются индивидуальными инвестиционными рекомендациями. Финансовые инструменты либо операции, упомянутые в данном разделе, могут не подходить Вам, не соответствовать Вашему инвестиционному профилю, финансовому положению, опыту инвестиций, знаниям, инвестиционным целям, отношению к риску и доходности. Определение соответствия финансового инструмента либо операции инвестиционным целям, инвестиционному горизонту и толерантности к риску является задачей инвестора. ООО «Компания БКС» не несет ответственности за возможные убытки инвестора в случае совершения операций, либо инвестирования в финансовые инструменты, упомянутые в данном разделе.
Информация не может рассматриваться как публичная оферта, предложение или приглашение приобрести, или продать какие-либо ценные бумаги, иные финансовые инструменты, совершить с ними сделки. Информация не может рассматриваться в качестве гарантий или обещаний в будущем доходности вложений, уровня риска, размера издержек, безубыточности инвестиций. Результат инвестирования в прошлом не определяет дохода в будущем. Не является рекламой ценных бумаг. Перед принятием инвестиционного решения Инвестору необходимо самостоятельно оценить экономические риски и выгоды, налоговые, юридические, бухгалтерские последствия заключения сделки, свою готовность и возможность принять такие риски. Клиент также несет расходы на оплату брокерских и депозитарных услуг, подачи поручений по телефону, иные расходы, подлежащие оплате клиентом. Полный список тарифов ООО «Компания БКС» приведен в приложении № 11 к Регламенту оказания услуг на рынке ценных бумаг ООО «Компания БКС». Перед совершением сделок вам также необходимо ознакомиться с: уведомлением о рисках, связанных с осуществлением операций на рынке ценных бумаг; информацией о рисках клиента, связанных с совершением сделок с неполным покрытием, возникновением непокрытых позиций, временно непокрытых позиций; заявлением, раскрывающим риски, связанные с проведением операций на рынке фьючерсных контрактов, форвардных контрактов и опционов; декларацией о рисках, связанных с приобретением иностранных ценных бумаг.
Приведенная информация и мнения составлены на основе публичных источников, которые признаны надежными, однако за достоверность предоставленной информации ООО «Компания БКС» ответственности не несёт. Приведенная информация и мнения формируются различными экспертами, в том числе независимыми, и мнение по одной и той же ситуации может кардинально различаться даже среди экспертов БКС. Принимая во внимание вышесказанное, не следует полагаться исключительно на представленные материалы в ущерб проведению независимого анализа. ООО «Компания БКС» и её аффилированные лица и сотрудники не несут ответственности за использование данной информации, за прямой или косвенный ущерб, наступивший вследствие использования данной информации, а также за ее достоверность.