Енергетика: Има ли водорода роля в зелената революция

 

Дълго време възможността водорода да заеме достойно място на пазара на енергия сред другите енергийни източници  беше въпрос на теоретичен дебат сред научните общности и в света на лабораторните изследвания. През последните години това рязко се промени. Водородът зае главно място в дебата за търсенето на  възможните решения за декарбонизация на икономиката и постигане на климатична неутралност. Все повече страни, представители на бизнеса,  научния свят  и водещи експерти търсят възможностите за практичното приложението на водорода и за този интерес има сериозни причини.

Поради своя многостранен характер, водородът може да играе ключова роля за справяне с предизвикателствата, които предстоят. От една страна, той може да служи като енергиен носител или като суровина. От друга страна, той може да се използва за съхранение на произведеното сезонно електричество от възобновяеми източници. Водородът има силен потенциал да улесни декарбонизацията на „трудно декарбонизиращия“ и енергийно интензивен индустриален сектор, като стоманата. Освен това той може да се използва като зелено гориво за тежкотоварни транспортни средства, за които съществуващите в момента технологии за електрически батерии са неприложими.

Но все още има редица пречки, технологични, пазарни, логистика  и регулаторна рамка, които трябва да се разрешат, за да се стигне до извода коя форма на водорода е най-подходяща за реализиране на климатичните амбиции.

Първият въпрос е кой вид водород е най-подходящ

Водородът е най-разпространеният елемент в нашата Вселена, но представлява само малка част от глобалния енергиен микс в ЕС и извън него. Днес по-малко от 2% от енергийното потребление в Европа идва от водород и това се използва главно за производството на химически продукти като пластмаси и торове. Освен това почти целият водород за тези цели - 96% се произвежда от природен газ, отделяйки значителни количества емисии на CO2 в процеса. Следователно първото предизвикателство е как да се декарбонизира производството на водород. С прости думи, водородът се нуждае от основен източник на енергия, за да бъде произведен. Този енергиен източник и използваният процес определят колко е чист - или мръсен крайният продукт. Водородът на фосилна основа, добиван от природен газ, често се нарича сив водород и е най-често срещаният вид, използван в момента. Нисковъглеродният водород, често наричан син водород, също се произвежда от природен газ, но емитираният по време на производството му CO2 се улавя и съхранява под земята, което го прави по-чист вариант с по-ниски емисии. Докато нисковъглеродният водород може да играе важна преходна роля за заместване на сивия водород, най-чистият вариант от всички тях е възобновяемият водород, често наричан зелен водород. Той се произвежда чрез използване на възобновяеми енергийни източници като вятър и слънчева енергия чрез електролизатор, а единственият му страничен продукт е водата. Съответно производството му е почти без емисии, поради което е формата на производство, която генерира най-голям интерес - от политиците, учените и инвеститорите.

Декарбонизация на индустрияга

Политиката на ЕС по отношение на използване на водорода включва определяне на предпочитания водород, след което ще се търси  как да се разшири икономически ефективното производство, транспортирането и потреблението на възобновяем водород, за да се използва гъвкавостта, която този енергиен източник предлага при управлението на прехода към чиста енергия.

Енергийно интензивните индустриални сектори, които не могат да се декарбонизират чрез директна електрификация, търсят по-екологични, по-неутрални въглеродни енергийни носители. Следователно възобновяемият водород предлага обещаваща и реалистична перспектива за производство на зелена стомана или тор към 2030 г. В транспорта, предвид ограниченията и разходите на сегашните технологии на батериите, авиационният, корабоплавателният и тежкотоварният сектор търсят неутрални за въглерод възможности за гориво за дълги разстояния.

Тъй като на  глобално ниво все по ускорено се разгръща производството на енергия  от възобновяеми източници, идеята е  възобновяемият водород да върви ръка за ръка с електроенергийния сектор, който все повече се доминира от производството на възобновяема енергия. Възобновяемият водород следва да спомага да се осигури както дългосрочно, така и широкомащабно съхранение на енергията от възобновяеми източници и да осигурява незабавна гъвкавост на енергийната система. Потенциалът за съхранение на водород, предимно в солените пещери, които в момента се използват за съхранение на природен газ, е особено полезен за електропреносните мрежи, тъй като спомага за балансиране на предлагането и търсенето на електроенергия, когато има твърде много или недостатъчно производство на електроенергия от възобновяеми източници.

Водородна стратегия на ЕС и дългосрочните  инвестиции

Европейската зелена сделка комбинира двойните усилия за намаляване на емисиите на парникови газове и подготовка на европейската индустрия за климатично неутрална икономика. В тази рамка водородът е определен като централен за справяне както с проблемите, така и за развитието на европейските енергийни системи.

За тази цел миналия юли Комисията стартира две различни инициативи - стратегия за интеграция на енергийната система и отделна водородна стратегия. Първата стратегия очертава как да се направи европейската  енергийна система по-гъвкава, където енергията може свободно да се обменя между потребителя и производителя и между различните сектори на крайното потребление и където новите технологии могат да бъдат стимулирани и по-лесно интегрирани в енергийния пазар, насърчавайки климатично неутрална енергийна система с възобновяема електроенергия и нисковъглеродни горива. Втората стратегия разглежда по-конкретно необходимите стъпки за превръщането на възобновяемия и нисковъглеродния водород в ключова стока в енергийната система.

ЕС се ангажира да увеличи дела на възобновяемите енергийни източници и този ангажимент се превръща в непрекъснато нарастващ дял на възобновяемата енергия в енергийния микс. Освен това се очаква цената на овдорода да намалее още през следващите години. В този контекст стратегията за водорода изследва потенциала на възобновяемия водород да спомогне за декарбонизиране на икономиката на ЕС по рентабилен начин, като очертава набор от действия в подкрепа на производството, транспорта и създаването на търсене на този водород, тъй като делът на възобновяемите енергийни източници се увеличава .

В  стратегията за водорода ЕК определя и визия за това как ЕС може да инсталира поне 6 GW възобновяеми водородни електролизатори до 2024 г. и 40 GW до 2030 г. в Европа.

ЕК поставя акцента върху непосредствените и дългосрочни инвестиции като основна първа стъпка за пълното развитие  на възобновяемия водород и дава предимство на европейската индустрия във все по-конкурентен пазар в световен мащаб. В бъдещия бюджет на ЕС Комисията подчертава необходимостта от отключване на инвестиции в ключови чисти технологии и вериги за създаване на стойност, включително чист водород. Това е подсилено в допълнителните мерки, насочени към подпомагане на европейското възстановяване след пандемията COVID-19, което подчертава факта, че възстановяването може да върви ръка за ръка с амбициите за декарбонизация. За тази цел Комисията е подготвила инициатива „Power Up“, за да насърчи страните от ЕС да използват своето европейско финансиране за възстановяване, за да инвестират в повече възобновяеми източници и производство на водород от възобновяеми източници. Наред с мерките за стимулиране на инвестициите, така нареченият пакет „Годен за 55“ на Европейската комисия, който ще включва предложения за политика за намаляване на емисиите на парникови газове с поне 55% до 2030 г., ще включва и предложения за политика за създаване на добре функциониращ пазар на водород в ЕС.

Водородни проекти, изследвания и иновации

Освен че определя политически и стратегически насоки за водорода, ЕС подкрепя и много проекти и инициативи относно водорода. Ключов сред тях е Европейският алианс за чист водород, обявен като част от новата индустриална стратегия за Европа през март 2020 г. и стартиран на 8 юли 2020 г., едновременно със стратегията на ЕС за водорода.

Алиансът обединява индустрията, националните и местните публични власти, гражданското общество и други заинтересовани страни. Целта му е амбициозно внедряване на водородни технологии до 2030 г., обединяващо производството на възобновяем и нисковъглероден водород, търсенето в промишлеността, мобилността и други сектори, както и преноса и разпределението на водорода. Вече повече от 1000 заинтересовани страни са се присъединили към алианса и вече могат да представят своите проекти и да стимулират усвояването на инвестиционни водородни проекти.

В допълнение ЕС също така насърчава няколко научноизследователски и иновационни проекта за водорода в рамките на „Хоризонт 2020“. Тези проекти се управляват от Съвместното предприятие „Горивни клетки и водород“ (FCH JU), съвместно публично-частно партньорство, което се подкрепя от Европейската комисия. Това включва финансирания от ЕС проект Djewels, който ще изгради 20MW електролизатор, за да помогне за осигуряването на евтин зелен водород за своите клиенти, и STORE & GO, който поддържа нови технологии за подаване на възобновяем метан в газовата мрежа и по този начин спомага да се осигури устойчиво енергийно снабдяване в Европа.

В допълнение, проектът Hybrit в северната част на Швеция е добър пример за това как водородът може да помогне за екологизирането на европейската индустрия, тъй като използва възобновяем електрически водород вместо въглища за производство на безвъглеродно желязо и стомана. По подобен начин 6MW електролизатор, разработен по финансиран от ЕС проект H2, доставя зелен водород на стоманодобивна фабрика в Линц, Австрия, а също така предоставя услуги в електрическата мрежа благодарение на гъвкавата си консумация на енергия.