Petroleum economist: Водородът проправя пътя към декарбонизацията - възможности и предизвикателства за комерсиализация и увеличаване на мащаба

Водородът не е нов за енергийния сектор. Произвежда се и се използва от черна, сива и кафява енергия, според категоризацията на МЕА доклад й за 2019 г. Бъдещето на водорода от традиционните методи, използващи съответно въглища, природен газ и лигнит, обаче поема в друга насока.

Съществуват редица възможности за новите участници в този сегмент да се позиционират в очаквания бърз растеж в комерсиализацията на по-чист водород - син водород от реформация на природен газ и зелен водород от електролиза на водата. Макар че сегашният акцент е върху по-чистия водород за декарбонизиране на енергийния сектор, с много дебати относно ползите от синьото и зеленото, производствените видове в целия спектър от цветове играят ключова роля в прехода. Това сочи анализ, публикуван от Petroleum economist.

Преходни роли

Съществуващите случаи на производство на черен, сив и кафяв водород не подкрепят декарбонизацията на глобалния енергиен сектор. Те обаче предоставят важни възможности за преодоляване на някои от основните бариери за по-чиста водородна икономика и увеличаване на мащаба.

Важното е, че тези съществуващи проекти предоставят възможности за превключване на по-чист водород като част от възможностите за проучвания или пилотни проучвания в краткосрочен план. Това ще даде възможност за подробно изследване по въпроси като производство, транспорт, съхранение и интеграция, като се използват съществуващи водородни проекти и транспортни мрежи.

Тези проекти са разработени по съществуващите регулаторни рамки, които вече подпомагат производството и използването на водород. Критичният поглед към тези рамки ще даде възможност за по-доброто им адаптиране за подпомагане на прехода към производството и използването на син и зелен водород по един консенсусен и прозрачен начин.

Тези проекти също така ще бъдат изправени пред продължаващия и нарастващ контрол на обществеността, тъй като значението на социалния лиценз за експлоатация на тези предприятия заема централно място. Поуките във връзка с водорода от съществуващите случаи на производство, транспорт, съхранение и употреба ще бъдат ключови за подпомагане на разработването на стратегии за ангажиране на обществеността както на политическо, така и на бизнес ниво за насърчаване на най-добрите практики в тази област.

Зеленият водород представлява идеалното дългосрочно решение за производство на нискоемисионен водород, но в момента се счита за твърде скъп от пазара. Очаква цената на електролизаторите за производство на зелен водород през следващото десетилетие да намалее значително, а през този период синият водород може да подкрепи ранните инвестиции и ранния растеж на пазара в междинния период като рентабилна по-ниска въглеродна алтернатива на черното, сивото и кафявото. Ранното приемане на син водород също ще помогне на регулаторните режими да се преориентират, за да подкрепят жизнеспособни пътища за развитие на зелен водород.

Адаптиране на политическите рамки

Регулаторната несигурност може да попречи на инвестициите и да намали конкуренцията за бизнеса и проектите, които искат да се установят в прехода на водород. Липсата на хармонизация, яснота и прозрачност обикновено се посочват като ключови бариери за навлизането на пазара и увеличаването на декарбонизираната водородна икономика в много юрисдикции.

За да се ускорят инвестициите в технологиите за производство на водород, разработването на проекти и новите участници на пазара, одобренията и сертификатите трябва да бъдат предоставяни със стандартизиран подход към условността и повишена справедливост на процедурите. Регулаторните режими трябва да бъдат достатъчно гъвкави, за да се справят с темповете на промените в индустрията и корпоративните стратегии, движещи развитието на водорода, така че растежът да не бъде възпрепятстван от твърдостта или несигурността на политиката.

Стабилните и последователни режими за отчитане и управление също са от решаващо значение за улесняване на инвестициите във водородни технологии, ако искаме успешно да използваме съществуващия водороден опит за преход към по-голямо усвояване на декарбонизиран водород и цялостно увеличаване на мащаба.

Трябва да се положат усилия, за да се осигурят ясни изисквания за бизнес отчитане и управление, които да се привеждат в съответствие с пълна, цялостна верига, интегрирана регулаторна рамка, която да отчита въздействието в множество индустриални области, включително енергетиката, инфраструктурата и транспорта, както и признаване на по-широки икономически двигатели като работни места.

Синият водород ще помогне да се преориентират регулаторните режими, за да подкрепят жизнеспособни пътища за развитие на зелен водород. Трябва да се вземе предвид и хармонизирането със стандартите за отчитане на въглеродните емисии както на вътрешно, така и на международно равнище, като това се свързва с установените най-добри практики, като се изхожда от предишен опит и грешки.

Тъй като възможностите за производство и търговия с водород активно се следят от инвеститорите, такива мерки ще осигурят инвестиционна сигурност, ще помогнат за по-бързото въвеждане на инвестиции от частния сектор на пазара на водород.

Социален лиценз

Преди прехода към син и в крайна сметка зелен водород да набере значителна скорост, от съществено значение е да се изгради доверие на обществото към водородните технологии. Сериозен инцидент със здравето, безопасността или околната среда би могъл да подкопае проектите за инвестиции във водород и да възпрепятства прехода към декарбонизирана водородна икономика.

Появиха се редица опасения във връзка с използването и съхранението на въглерод (CCUS), на които се разчита за мащабното производство на син водород. Те включват дали CCUS може косвено да повиши потенциала за земетресения или да замърси сладководни водоносни хоризонти. Количеството енергия, необходимо за внедряването на CCUS, и разходите за това също са обезпокоителни, заедно с необходимостта от намиране на подходящи места за съхранение.

Други опасения включват дългосрочна отговорност, свързана с изтичане на въглерод и собственост върху въглерод, след като бъде инжектиран.

Съществуват и опасения, свързани с използването на инсталации за обезсоляване за производство на вода за електролиза, което е неразделна част от производството на зелен водород. Те включват опасения относно потреблението на енергия; въздействие върху околната среда (например управление на отпадъчни солени концентрати, изхвърляне на големи количества мембранни модули); и липсата на централизирано хранилище на информация, свързана с използването, производителността и поуките от съществуващите инсталации за обезсоляване.

Методите за увеличаване на приемането от Общността (много от тях вече са внедрени на водещите водородни пазари) включват ясна и последователна комуникация на рисковете, разходите и ползите, свързани с водорода; създаване на подходящи здравни, безопасни и екологични рамки; стартиране на инициативи за ангажиране на общността; управление на очакванията и съобщаване на реалистични времена за увеличаване на водорода; и използването на казуси и пилотни проекти за изграждане на доверие в използването и производството на водород, както и използване на съществуващите инфраструктурни разработки със силни социални лицензи като водещи демонстрационни сайтове за напредък в стратегиите за ангажиране на общността.

Трансформация на инфраструктурата

В момента увеличаването на водорода представлява значително предизвикателство от гледна точка на разходите, тъй като е много капиталоемко. Според Съвета по водород са необходими около 280 милиарда долара за глобални инвестиции, за да се реализира изцяло потенциалът на водорода по пътя към декарбонизация.

Съществуващата нефтена и газова инфраструктура, която може да бъде използвана повторно или преустроена, както и възобновяемите ресурси, като слънчеви и вятърни електроцентрали, предоставя потенциално конкурентно предимство на заинтересованите страни, които са готови да инвестират капитал, за да получат предимство на първо място и да въведат необходимите технологични разработки.

Пример е северозападна Европа, където вниманието се насочва към ефективното преобразуване, съхранение и използване на енергия, произведена в открито море във вятърните централи в Северно море чрез електролиза на водород. Използването на местни вятърни ресурси значително увеличава сигурността на доставките в сравнение с внесените опции, като например генериране на зелен водород от слънчеви фотоволтаици на места като Сахара, зоната на Средния изток и Австралия.

В Северно море преобразуването на водород може да се извърши на вече нефункциониращи петролни и газови платформи, разположени в близост до вятърни електроцентрали, и в по-дългосрочен план на изкуствени острови, свързващи вятърните централи с централизиран захранващ източник чрез променливотокови кабели. Един такъв план е проектът за северноморски ветроенергиен център, чиято цел е да функционира до началото на 2030-те.
Трябва да се положат усилия, за да се гарантират ясни изисквания за бизнес отчитане и управление, които да се привеждат в съответствие с интегрираната регулаторна рамка от цялостна верига на стойността

Създаването на остров би позволило преобразуването на водорода да се извърши при източника на производство на енергия, като се избегнат значителни загуби между вятърните централи и мястото на преобразуване. Недостатъците на офшорната конверсия са ограниченията за съхранение и потенциалът за високи транспортни разходи до брега, ако липсват необходимите тръбопроводни мрежи.

Съществуващите газопроводи могат да се използват за транспортиране на водород. В Лийдс, Англия, програмата H21 има за цел да декарбонизира снабдяването с природен газ в града чрез преобразуване на съществуващата газова мрежа за пренасяне на 100 pc водород. Подобни проекти са в ход в Австралия като част от разработването на Националната водородна стратегия, позволяваща до 10 pc водород (по обем) в домашната газова мрежа, за използване вместо природен газ и за осигуряване на мащабно съхранение на водород. Преноса на водород в настоящата газова мрежа по този начин ще помогне за генериране на търсене, с потенциал да стимулира допълнителни инвестиции.

Три стълба на прехода

Самият факт, че използваме водород за множество цели в сегашната икономика, означава, че има много работа, която може да се направи, за да се проправи път за увеличаване на мащаба на по-чиста водородна икономика. От различните бариери за увеличаване на мащаба на водородната икономика, три ключови краткосрочни области на фокус са реформата на политиката, ангажираността на общността и повторното използване на инфраструктурата.

По-конкретно, хармонизирането и адаптирането на съществуващите регулаторни режими за засилено физическо и пазарно навлизане, демитологизация на общественото възприемане и загриженост, свързани с водорода и използване на съществуваща инфраструктура за намаляване на капиталовите разходи при комерсиализацията са три ключови области за развитие, които ще осигурят стабилна платформа, от която синият и зеленият водород може да поеме и в крайна сметка да създаде все по-устойчиви вериги за доставки и по-голяма декарбонизация на енергийния сектор в световен мащаб.