Производство водорода методом электролиза с использованием возобновляемых источников энергии сулит революцию на энергетическом рынке. Процесс дешевеет с каждым днем, и подсчеты ученых доказывают, что вскоре дешевое и чистое топливо станет реальностью.
Ценовой паритет
Большую часть водорода на рынке синтезируют с помощью метода паровой конверсии. Обычно при этом используют метан (CH4). Реже его получают в результате электролиза. В теории если использовать электролизер в связке с возобновляемым источником энергии, то можно получать водород абсолютно чистым способом. Однако оборудование для систем такого типа стоит слишком дорого.
Но передовые исследования обещают изменить ситуацию. Группа исследователей из Германии и США предложила модель выделения водорода при минимальных затратах.
Себестоимость производства энергии при этом сопоставима с традиционными промышленными методами с использованием углеводородов.
Модель, представленная в журнале Nature Energy, описывает систему, в которой ветрогенератор работает в связке с электролизером на основе протонопроводящей мембраны (PEM). В периоды пикового спроса владелец энергетической системы может использовать ветровую энергию для выработки электричества и поставлять его в энергосеть. А при снижении спроса энергия пойдет на запуск PEM-электролизера и получение водорода.
Эксперты подсчитали, что бизнес будет прибыльным только в случае, если один килограмм водорода будет стоить €3,23 в Германии и $3,53 в США.
Для сравнения: цена продукта, полученного с помощью паровой конверсии в промышленных масштабах, составляет €1,5-2,5 за кг, или $1,70-2,82 за кг.
Иначе говоря, цену «чистого водорода» надо снизить вдвое. Ученые уверены, что к 2030 году этот показатель будет достигнут. Электролизеры дешевеют с каждым годом, при этом мощность ветровых установок возрастает. Это значит, что главного ресурса для производства — «лишнего» электричества — становится все больше.
Водородный ренессанс
Снижение цен запустит маховик: инвестиции в производство водорода вырастут, а индустрию ждет новый виток популярности. Компании начнут производить водородные автомобили и строить заправочные станции нового типа. Сейчас водородные авто вчистую проигрывают электрокарам, но зато они лишены главного недостатка EV — долгой «заправки».
Налоговые льготы и программы господдержки ускорили бы процесс перехода. По расчетам ученых, при наличии стимулов водородная энергетика будет развиваться по тому же сценарию, что и солнечная, которая получает стабильную поддержку последние 30 лет.
Эксперты подчеркивают, что затраты на выработку водорода на три четверти определяются стоимостью электроэнергии, которая стремительно снижается. Ветровая и солнечная энергия уже стоит в 2-3 раза дешевле углеводородной — и это еще не предел.
Оборудование для получения водорода тоже стремительно дешевеет. Пару лет назад электролизеры обходились в €2-4 млн за мегаватт, а теперь их стоимость упала до €500 тысяч.
Journal information