Водородные: Водородная энергетика — Что такое Водородная энергетика?

Содержание

Автомобили на водороде пока приносят убытки владельцам

Многие компании уже заявили о планах перевода своего транспорта на водород / Nick Carey / Reuters

Максимальный прирост потребления водорода в мире ожидается в транспорте: к 2030 г. спрос здесь может увеличиться со 140 000 т сейчас до 14 млн т в год. Об этом говорится в обзоре НРА, с которым ознакомились «Ведомости».

Но водород остается «крайне неудобным газом» для транспорта и есть риск, что прогнозы по его применению в секторе не сбудутся, вытекает из исследования. Эксперты НРА отмечают «высокую стоимость, размеры оборудования и отсутствие инфраструктуры» и добавляют, что «топливный элемент, работающий на водороде, имеет очень ограниченный ресурс».

Но многие компании уже заявили о планах перевода своего транспорта на водород. А почти все крупные автопроизводители (Honda, Hyundai, Audi, BMW, Ford, Nissan, Daimler и др.) намерены начать выпускать технику на водороде. К осени 2021 г., по данным НРА, в мире было продано около 11 200 водородомобилей. Для сравнения: продажи электромобилей в первом полугодии 2021 г. составили около 2,6 млн шт.

По словам управляющего директора рейтинговой службы НРА Сергея Гришунина, в США транспорт на водородных топливных ячейках пока дорог в обслуживании: около $240 на 100 км, из которых 49% составляют затраты на амортизацию и 51% – операционные затраты. Электромобиль обходится в $166 на 100 км, а автомобиль с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) – в $125, добавил эксперт.

Дороговизна водородных машин связана с высокой стоимостью энергомодуля, поясняет он. «Энтузиасты считают, что уже к 2027 г. цена владения для водородомобиля, электрокара и машин с ДВС станет сопоставимой», – отметил Гришунин. Риск того, что ожидания могут не сбыться, по его словам, заключается в возможном резком подорожании платины (используется в топливных элементах). Увеличение потребности в ней, по мнению эксперта, может спровоцировать резкий рост цен на платиноиды, сопоставимый с восьмикратным «палладиевым ценовым рывком», наблюдавшимся при массовом переводе на этот металл автокатализаторов.

В мире развивается также пассажирский городской и грузовой транспорт на водороде. В 2021 г. в Китае продали 993 водоробуса, в Германии в 2020 г. начали эксплуатировать первые 10 водородных автобусов. На железной дороге водородные топливные ячейки позволяют отказаться от электрификации участков, где пока ходят дизельные поезда. С 2018 г. водородные поезда используются в Германии, Австрии, Швеции и Франции, отмечается в обзоре НРА. В авиации также существует ряд водородных проектов. Так, 2008 г. Boeing провел испытания двухместного водородного самолета на базе модели Dimona. Airbus в 2020 г. представил сразу три концепта самолетов на водороде.

Россия отстает в водородной гонке

По оценкам НРА, в России транспорт на водородных ячейках к 2030 г. займет менее 1% от общего потребления этого газа в стране. В феврале 2022 г. РБК сообщал со ссылкой на проект технологической стратегии развития водородной отрасли в России о планах перевести 10% городского и междугородного пассажирского транспорта на водород к 2030 г.

Но эксперты и компании транспортной отрасли не верят в реальность достижения этой цели. Автомобилей на водороде в России нет, а созданный «Камазом» водоробус существует пока лишь в пилотном исполнении. В компании не ответили на запрос «Ведомостей».

Представитель Государственной транспортной лизинговой компании (ГТЛК) указывает на то, что для масштабного перевода общественного транспорта на водород в стране нет ни серийных проектов (например, водоробусов), ни заправочной инфраструктуры. Он добавил, что ориентировочная цена первых российских водоробусов слишком высокая. Такая техника в 7 раз дороже, чем новые автобусы, работающие на газомоторном топливе (ГМТ – компримированный газ или СУГ), которые сейчас пользуются спросом в регионах, отметил он. Собеседник добавил, что ГТЛК будет готова поддержать водородный сегмент транспорта, «как только появится рыночная модель водоробуса и пойдут заявки от транспортных компаний».

Другой российский проект водородного транспорта – поезда для Сахалина, которые «Трансмашхолдинг» (ТМХ) намерен выпустить к 2024 г. Но еще в августе 2021 г. гендиректор ТМХ Кирилл Липа в интервью журналу «Техника железных дорог» признавал, что пока российского водородного топливного элемента необходимой мощности не существует, он появится к 2027–2028 гг. В ТМХ на момент публикации на запрос «Ведомостей» не ответили.

Первым делом поезда и автобусы

По мнению экспертов, водородный транспорт требует существенных вложений частных компаний и государства и будет развиваться в России медленнее. «Инфраструктура требует более значительных инвестиций в сравнении с вложениями в разработку водородных транспортных средств», – отмечает президент НИЦ «Перевозки и инфраструктура» Павел Иванкин.

Гендиректор «Infoline-аналитики» Михаил Бурмистров указывает, что в России пока даже метановые заправки загружены не более чем на 50% и в ряде регионов работают в убыток, несмотря на госпрограммы по переводу автомобилей на газ и частичную компенсацию расходов на переоборудование техники. При этом, по мнению Бурмистрова, у водородных поездов и водоробусов перспектив в России больше, чем у личного водородного транспорта. «Заправочная инфраструктура для них централизована, а решение о закупке принимают, не в последнюю очередь ориентируясь на цели госпрограмм по развитию городского транспорта. Но когда такие проекты станут рентабельными, пока судить сложно», – добавил он.

Аналитик «Финама» Александр Ковалев также обращает внимание на то, что в России «институциональная потребность зеленого перехода пока выглядит неоднозначной». «Даже электромобили у нас пока плохо приживаются в силу отсутствия инфраструктуры и других страновых факторов. И пока предпосылок изменения ситуации к 2030 г. не наблюдается», – говорит он.

Новости СМИ2

Отвлекает реклама? С подпиской вы не увидите её на сайте

Европа начинает строить «зеленые» водородные коридоры / Экономика / Независимая газета

Тэги: ес, зеленый водород, водородный трубопровод, водородная энергетика, рф, китай

Завершить строительство двух веток водородного трубопровода h3Med обещают к 2030 году. Карта «НГ»

Еврокомиссия поддержит трансграничную магистраль для перекачки «зеленого» водорода из Испании во Францию. Использование топлива означает начало трансформации европейской энергетики с отказом от углеводородов. Ранее Китай объявил о создании крупнейшего в мире предприятия по производству «зеленого» водорода. В России планировали начать продажу водорода с использованием менее экологичных технологий, но эти планы пересматриваются из-за сомнений в возможности экспорта.

Еврокомиссия, Франция, Испания и Португалия согласовали «дорожную карту» создания водородного трубопровода с Иберийского полуострова во Францию h3Med.

«Мы намерены довести производство водорода в ЕС до 10 млн т к 2030 году и импортировать еще 10 млн т. Этот водород должен достичь нашей промышленности, и мы намерены создать систему стратегических коридоров по транспортировке водорода с запада на восток, включая Иберийский коридор.

Я горячо приветствую соглашение между Францией, Испанией и Португалией по проекту h3Med», – объявила глава ЕК Урсула фон дер Ляйен.

Первый участок водородного трубопровода длиной 248 км пройдет из португальского городка Селорику-да-Бейра в испанскую Самору. Второй участок длиной 455 км соединит Барселону и Марсель. Общая стоимость проекта пока оценивается в 2,5 млрд евро. Строительство трубопроводов начнется в 2025 году, а к 2030 году по трубопроводу будет прокачиваться около 2 млн т «зеленого» водорода в год, то есть 10% потребления «зеленого» водорода в Евросоюзе. «Зеленый» водород производится с использованием возобновляемых источников энергии. При сжигании водорода, как известно, вообще не образуется углекислого газа.

Европейцы надеются, что новые водородные производства снизят их зависимость от ископаемого топлива. И помогут выполнить цели продвижения к климатической нейтральности.

ЕС делает ставку только на развитие «зеленого» водорода. И уклоняется от развития производств водорода с помощью ископаемого топлива или атомной энергии. «Зеленый» водород должен решить проблему неравномерной энергии из альтернативных солнечных и ветровых источников.

Водородный проект h3Med – это замена проекта по строительству газопровода MidCat, который должен был соединить Испанию с Францией через Каталонию. От проекта страны отказались в октябре.

Еврочиновники сегодня пытаются развивать множество водородных проектов. Так, в августе в Германии состоялся запуск первой в мире железнодорожной линии, полностью работающей на водороде. Протяженность ветки составила 100 км.

Летом ЕК одобрила проект стоимостью в 5,4 млрд евро, который совместно профинансируют 15 стран ЕС. В нем будут участвовать 35 крупнейших компаний, включая Alstom и Daimler. В рамках этого проекта планируется отработать технологии производства водорода, его хранение, а также транспортировку и распределение.

Пока на долю водорода приходится 2% энергопотребления ЕС.

Амбициозные планы по развитию водородной промышленности были и в РФ. Однако геополитические изменения заставляют российские власти вносить в них свои коррективы. В конце октября российские чиновники заявили о необходимости пересмотра программ развития водородной энергетики. «В текущей ситуации мы ощутили влияние санкций, в том числе на проекты в области водородной энергетики, тем не менее считаем, что направление развития водородных технологий по-прежнему является одним из самых приоритетных. При этом нужно скорректировать целевые показатели программы в пользу увеличения доли отечественных технологий и сокращения экспортных планов», – указал вице-премьер РФ Александр Новак. Тогда он поручил доработать программу до конца года.

Летом глава Минэнерго Николай Шульгинов говорил, что России придется пересмотреть водородную стратегию из-за поставленного на паузу сотрудничества с государствами Европы. «Российская водородная энергетика может развиваться за счет спроса внутри страны. Также будущий экспорт водорода можно нацелить на страны Азиатско-Тихоокеанского региона», – рассуждал министр, подчеркивая, что изначально концепция была ориентирована на кооперацию с европейскими государствами.

В прошлом году чиновники рассказывали, что к 2030 году РФ займет 20% мирового рынка водорода, а к 2050 году будет экспортировать до 33,4 млн т водорода. «Это рынок, на котором Россия имеет очень большой потенциал. Наша задача – занять 20% от мирового рынка торговли водородом к 2030 году. Сейчас пока еще достаточно трудно это оценить в цифрах, то есть мы считаем, что это может быть от 1 млн до 2 млн т в низком сценарии, до 7 млн т в 2035 году при более активном бурном развитии», – рассказывал замглавы Минэнерго РФ Павел Сорокин.

Перспективным для себя РФ рассматривала «голубой» водород, производимый из газа, а также «желтый» водород – для производства которого используется энергия атомных электростанций.

Минэнерго РФ уже переписало свои прогноз по экспорту водорода из РФ. Так, ориентир по экспортному потенциалу водорода из РФ был снижен с 9,5 млн до 4,5 млн т, а из перечня основных импортеров были исключены Германия, Япония и Южная Корея. Прогноз по фактическому экспорту был снижен с 2,2 млн до 1,4 млн т в год к 2030 году.

Многие эксперты сомневались, что Россия сможет экспортировать свой водород в Китай. «Насколько КНР будет нужен российский «серый» или «голубой» водород – большой вопрос. Китай уже сейчас фиксирует профицит топлива в 37% при производимых 33 млн т водорода в год. Кроме того, Китай будет фокусироваться на «зеленом» водороде, массовое производство которого в России неосуществимо по причине низкой доли возобновляемых источников в энергобалансе. В связи с этим уровень экспорта водорода из России в 400–500 тыс. т к 2030 году будет крайне позитивным результатом для отечественной экономики», – рассуждал аналитик ФГ «Финам» Александр Ковалев.

Эксперты из аналитического центра GMF (German Marshall Fund – признан в РФ нежелательной организацией) пришли к выводу, что КНР, который активно инвестирует в развитие собственной водородной энергетики, в будущем может стать главным производителем нового вида топлива в мире.

Дочерняя компания китайского энергогиганта State Power Investment Corporation Hydrogen Energy привлекала на прошлой неделе свыше 647 млн долл., что стало самой большой суммой в секторе водородной энергетики Китая. Компания, которая производит оборудование для производства водорода и катализаторы для топливных элементов, намерена построить семь новых производственных линий к 2024 году. В начале декабря Global Times сообщало, что в провинции Гуандун была запущена первая в стране линия по производству промышленных автомобилей, работающих на водороде.

КНР производит около 33 млн т водорода в год, к 2030 году страна обещает довести показатель до 37 млн т, а к 2060-му – до 130 млн т. При этом пока большая часть водорода в Китае производится из угля, что считается самым технологически грязным водородом. По оценкам Международного энергетического агентства, общее потребление чистого водорода в мире, а также водорода в смесях с другими газами к 2030 году достигнет 156 млн т.

Водород — Топливо и технологии

Ключевые результаты

Мировой спрос на водород по секторам в сценарии Net Zero, 2019–2030 гг.

Открытьразвернуть

Мировой спрос на водород продолжает расти, но необходимы более быстрые действия для достижения цели по полному нулевому уровню выбросов к 2050 году

Импульс за водородом оставался сильным в течение прошлого года. Девять стран, на которые сегодня приходится около 30% глобальных выбросов энергетического сектора, опубликовали свои национальные стратегии на 2021–2022 годы.

Что касается предложения, то мощность производства электролизеров удвоилась по сравнению с прошлым годом, достигнув почти 8 ГВт в год; а реализация всех находящихся в стадии разработки проектов может привести к установленной мощности электролизеров к 2030 году на уровне 134-240 ГВт, что вдвое больше, чем ожидалось в прошлом году.

Тем не менее, эти заслуживающие похвалы разработки по-прежнему ниже того, что необходимо для реализации сценария «Нулевые выбросы к 2050 году». Требуются более быстрые действия по созданию спроса на водород с низким уровнем выбросов и привлечению инвестиций, которые могут ускорить масштабирование производства и развертывание инфраструктуры.

Водород: отслеживание прогресса, 2022 г., круговая стрелка

Кумулятивное сокращение выбросов за счет мер по смягчению последствий в сценарии Net Zero, 2021–2050 годы

Открытьразвернуть

Водород становится все более важной частью головоломки с нулевыми выбросами к 2050 году

Ключевыми столпами обезуглероживания глобальной энергетической системы являются энергоэффективность, изменение поведения, электрификация, возобновляемые источники энергии, водород и топливо на его основе, а также CCUS. Важность водорода в Сценарии чистых нулевых выбросов отражается в его растущей доле в кумулятивных сокращениях выбросов. Таким образом, устойчивый рост спроса на водород и внедрение более чистых технологий для его производства позволяют водороду и топливу на его основе избежать выбросов CO2 до 60 Гт в 2021–2050 годах в сценарии нулевых выбросов, что составляет 6% от общего совокупного сокращения выбросов.

Global Hydrogen Reviewcircle-arrow

Исследуйте больше данных

Datacircle-стрелка

набор данных карты

Анализ

Весь анализкруг-стрелка

Наша работа по водороду

Hydrogen TCP, основанная в 1977 году, работает над ускорением внедрения и широкого использования водорода в сферах производства, хранения, распределения, энергетики, отопления, мобильности и промышленности. Программа Hydrogen TCP направлена на оптимизацию защиты окружающей среды, повышение энергетической безопасности, трансформацию глобальных энергетических систем и управление энергосистемами, а также на содействие международному экономическому развитию, а также на то, чтобы служить главным мировым ресурсом для экспертизы во всех аспектах водородных технологий.

Водород TCP

События

Все событияcircle-arrow

окт 2023

Global Hydrogen Review 2023

Запуск отчета

Watch

15 ноя 2022 13:00—14:30

МЭА на COP27: Расширение масштабов использования низкоуглеродной энергетики – акцент на атомную энергетику и водород

Мероприятие — Шарм-эль-Шейх, Египет

Часы

22 сентября 2022 г.

Global Hydrogen Review 2022

Запуск отчета

24 ноя 2021 12:00—14:45

Водород в декарбонизации энергосистемы

Вебинар

патента на водород указывают на переход к чистым технологиям, таким как электролиз.

0003

Новости — 10 января 2023

Многообещающие достижения в производстве электролизеров способствуют росту производства водорода с низким уровнем выбросов

Новости — 22 сентября 2022

Исполнительный директор проводит двустороннюю встречу с австрийским министром Гевеслером в Вене

Новости — 06 мая 2022

Решительные действия правительств имеют решающее значение для стимулирования роста производства низкоуглеродного водорода

Пресс-релиз — 04 октября 2021 г.

Сопутствующие виды топлива и технологии

Все виды топлива и технологииcircle-arrow

Водород — информация об элементе, свойства и использование

Стенограмма:

(Promo)

Вы слушаете химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журнал Королевского химического общества.

(Конец промо)

Мира Сентилингам

На этой неделе мы узнаем, каково быть на вершине и номером один, когда мы встречаем Короля Стихий. Вот Брайан Клегг.

Брайан Клегг

Забудьте о Даунинг-стрит, 10 или Пенсильвания-авеню, 1600, самом престижном адресе во вселенной . — номер один в периодической таблице, водород. В науке простота и красота часто приравниваются — и это делает водород таким прекрасным, как он есть, один протон и одинокий электрон составляют самый компактный из существующих элементов.

Водород существует с тех пор, как атомы впервые образовались в остатках Большого взрыва, и на сегодняшний день он является самым распространенным элементом. Несмотря на то, что миллиарды лет бесчисленные звезды превращают водород в гелий, он по-прежнему составляет 75 процентов обнаруживаемого содержимого Вселенной.

Этот легкий, бесцветный, легковоспламеняющийся газ сохраняет свою уникальность благодаря тому, что содержит только названные изотопы (и при этом одни из самых известных), дейтерий с добавленным нейтроном в ядре и тритий с двумя нейтронами.

Водород необходим для жизни, Вселенной и почти всего. Жизнь, по сути, многократно зависит от него. Без водорода у нас не было бы Солнца, дающего нам тепло и свет. Не было бы полезных органических соединений для формирования строительных блоков жизни. И самого необходимого для существования жизни вещества, воды, не существовало бы.

Только благодаря особой уловке водорода мы вообще можем использовать воду. Водород образует слабые связи между молекулами, зацепляясь за соседние атомы кислорода, азота или фтора. это эти водородные связи , которые придают воде многие ее свойства. Если бы их не было, температура кипения воды была бы ниже -70 градусов по Цельсию. Жидкой воды на Земле не было бы.

Водород был невольным открытием Парацельса, швейцарского алхимика шестнадцатого века, также известного как Теофраст Филиппус Ауреолус Бомбаст фон Гогенхайм. Он обнаружил, что что-то легковоспламеняющееся пузырится из металлов, которые были брошены в сильные кислоты, не подозревая о химической реакции, которая приводит к образованию солей металлов и выделению водорода, что-то, что многие другие, включая Роберта Бойля, независимо обнаружили на протяжении многих лет.

Однако первым, кто осознал, что водород является уникальным веществом, которое он назвал «горючим воздухом», был Генри Кавендиш, благородный предок Уильяма Кавендиша, который позже дал свое имя тому, что впоследствии стало самой известной в мире физической лабораторией в Кембридже. . Между 1760-ми и 1780-ми годами Генри не только выделил водород, но и обнаружил, что при его сжигании он соединяется с кислородом (или «дефлогистированным воздухом», как его называли) с образованием воды. Эти неуклюжие термины были отметены французским химиком Антуаном Лавуазье, который навсегда изменил химические названия, назвав горючий воздух «водородом», геном или создателем гидро, воды.

Поскольку водород очень легкий, этот чистый элемент редко встречается на Земле. Оно бы просто уплыло. Основные компоненты воздуха, азот и кислород, в четырнадцать и шестнадцать раз тяжелее, что придает водороду исключительную плавучесть. Эта легкость водорода сделала его естественным для одного из первых практических применений — наполнения воздушных шаров. Ни один воздушный шар не парит так хорошо, как водородный.

Первое такое воздушное судно было создано французским ученым Жаком Шарлем в 1783 году, который был вдохновлен успехом братьев Монгольфье с горячим воздухом за пару месяцев до того, как использовать водород в воздушном шаре из шелка, пропитанного каучуком. У водорода, казалось, было гарантированное будущее в летательных аппаратах, подкрепленное изобретением дирижаблей, построенных на жесткой раме, называемых дирижаблями в Великобритании, но более известных под своим немецким прозвищем Цеппелины, в честь их восторженного промоутера графа Фердинанда фон Цеппелина.

Вскоре эти дирижабли стали небесными лайнерами, безопасно и плавно перевозя пассажиров через Атлантику. Но, несмотря на исключительную легкость водорода, у него есть еще одно свойство, которое погубило дирижабли, — водород легко воспламеняется. Разрушение огромного цеппелина «Гинденбург», вероятно, в результате пожара, вызванного статическим электричеством, было заснято шокированной публикой по всему миру. Водородный дирижабль был обречен.

Тем не менее, водород остается важным игроком в сфере транспорта из-за высокой эффективности его сгорания. Многие ракеты НАСА, в том числе вторая и третья ступени программы «Аполлон» «Сатурн-5» и главные двигатели космического корабля «Шаттл», работают на сжигании жидкого водорода с чистым кислородом.

Совсем недавно водород был предложен в качестве замены ископаемого топлива в автомобилях. Здесь у него есть большое преимущество перед бензином в том, что он сжигает только воду. Выбросов парниковых газов не происходит. Наиболее вероятным способом использования водорода является не его взрывное сжигание, а использование его в топливном элементе, где электрохимическая реакция используется для производства электроэнергии для питания автомобиля.

Однако не все убеждены, что будущее за водородными автомобилями. Нам понадобится сеть водородных заправочных станций, а он остается опасным взрывоопасным веществом. В то же время он менее эффективен, чем бензин, так как в литре бензина примерно в три раза больше больше полезной энергии, чем литр жидкого водорода (если использовать сжатый газообразный водород, то может уйти до десяти раз больше). Другой проблемой является получение водорода. Это происходит либо из углеводородов, потенциально оставляющих осадок парниковых газов, либо из электролиза воды с использованием электричества, которое не может быть получено экологически чистым способом.

Но даже если мы не получим автомобили на водородном топливе, у водорода все еще есть будущее в более драматическом источнике энергии — ядерном синтезе, источнике энергии солнца. Термоядерные электростанции через десятки лет не станут практичными, но они дают надежду на чистую, обильную энергию.

Как бы мы ни использовали водород, мы не можем отнять у него первое место. Это numero uno, высшее, царь стихий.