Потенциалът на зеления водород е силно надценен, показва експертен доклад
Дори и най-добрият сценарий на всички съществуващи проекти ще покрие само 9 % от съществуващото търсене до 2030 г., и то при 100% капацитет на електролизерите, казва енергийният експерт Симеон Белорешки
За зеления водород, който се произвежда от възобновяеми енергийни източници чрез електролиза, през последните години се говори като за “горивото на бъдещето”, като в този дискурс участват политици, енергийните фирми и професионалисти от всички области. За съжаление, въпреки тези дискусии, като че ли се разпространяват повече заблуди отколкото знания, а зеленият водород се превръща в “панацеята” за всички енергийни проблеми, коментира в своя експертен доклад енергийният експерт Симеон Белорешки на екологично сдружение "За Земята".
Важно е да се зададе въпросът дали има реалистичен потенциал и капацитет в България да се произвежда зелен водород. За да се произвежда зелен водород са необходими вода и много ток от възобновяеми енергийни източници. Простият отговор е, че България има огромен потенциал за производството на зелен водород, тъй като притежава огромен воден ресурс – Черно море, а в страната има и достатъчно слънце – това са и двата най-важни компонента за производството на зелен водород. В момента все още няма капацитет, но той все пак може да се изгради с времето. Или с други думи – България теоретично има реалистичен потенциал да задоволи всичките си енергийни нужди.
На практика обаче нещата стоят съвсем различно и те водят до нуждата от отговори на следните въпроси:
- Кои сектори от икономиката искаме да модернизираме така, че да използват водород? Има ли и други алтернативи на водорода, които са или по-лесни, или по-евтини, или и двете?
- Доколко държавата трябва да се намесва/субсидира подобен процес, както и защо трябва да го прави?
- Кои ще са крайните клиенти, какви ползи ще доведе това за тях?
- Колко време ще трае този преход и имаме ли ресурси – като под ресурси не говорим само за финансов ресурс, а за хора, инфраструктура, законодателство. Тук спада и въпросът за цената, но той е следствие на всичко останало, а за съжаление почти всяка дискусия започва първо с това.
- Откъде трябва да започнем и какви да са приоритетите?
Липса на реален пазар за зелен водород
Сред ключовите неща, които трябва да се имат предвид за зеления водород и са валидни за този момент са липсата на реален пазар за зелен водород, като неговото бързо налагане ще доведе до непазарност и съответно до обвързаност с правителствата и държавната администрация – като България е особено уязвима тук. Освен това трябва да се приоритизират само онези приложения на водорода, които ще осигурят максимален резултат както по отношение намаляване на емисиите, така и по отношение намаляване на енергийната зависимост (включително към външни и недемократични режими).
Трябва да се има предвид, че миксът на водорода в икономиката ще е силно локализиран и ще зависи от структурата на потребителите в съответната страна и нейния собствен капацитет да се справя с предизвикателствата по цялата верига на стойност. Това ще изисква огромни усилия от обществото и има необходимост от информационна кампания, за да не се насаждат необосновани очаквания.
Няма и специалисти по водородна икономика и то в световен мащаб, като тепърва предстои да се разработват проекти, някои, които ще са успешни, а други – не; затова трябва да сме подготвени, че това ще отнеме време. Същевременно има изключителен шум покрай водорода – част от него по естествен път, а друг – умишлено подклаждан. Вероятно това се дължи и на това, че до момента няма нито един вариант за постигане на въглеродна неутралност и достигане на поставените цели без значително участие на водорода, така че зеленият водород е нещо, което ще присъства в енергийния микс със сигурност.
Ключов момент е и необходимостта от ресурси за производството на зелен водород, а те са вода и много ток от възобновяеми енергийни източници. За да е икономически изгодно да се произвежда зелен водород трябва да има достатъчно моменти с излишък на евтина електрическа енергия. Ето защо е необходимо наличието на много енергия през деня (основно от слънце) и съответното количество електроенергия за през нощта – от вятър, биомаса, вода, геотермална енергия.
Предвид тези съображения, важно е да се види къде е най-приложим зеленият водород.
Фигура 2. Водородната стълба на приложенията
Ако разгледаме водородната стълба на приложенията, ще видим някои ключови неща:
Водородът е алтернативата за тежката индустрия
В тежката индустрия, водородът няма истинска алтернатива (категория А). Там са и големите консуматори, които в момента добиват водород от природен газ. Тези би трябвало да бъдат първите, които да използват зелен водород (водород добит без емисии, най-често чрез електролиза). Не всички консуматори ще могат да го реализират в близост до консумацията и това ще изисква транспортиране.
Категории B&C показват, че в тези индустрии има алтернативи, които също са в процес на развитие.
Домакинствата имат по-евтина алтернатива в тока и батериите
Масовата употреба на водорода в домакинствата, леките коли, транспорта, отоплението и т.н. вероятно няма да се случи, защото дори и сега, тези приложения имат по-евтина алтернатива в лицето на електрификацията и батериите.
От това излиза, че основната нужда от декарбонизация чрез зелен вородод е съществуващата промишленост и рафиниране. Дори и най-добрият сценарий на всички съществуващи проекти ще покрие само 9 % от съществуващото търсене до 2030 г., и то при 100% капацитет на електролизерите. Що се касае намаляването на емисиите, няма никакъв смисъл да се говори за зелен водород, складиране, транспортиране преди да са декарбонизирани най-големите емитери на CO2, които в момента използват водород получен от природен газ (сив водород). Що се касае национална сигурност и осигуряване на водород за нуждите на торовата промишленост, то може да се говори за зелен водород и тръбопроводи до торовите заводи, ако се налага.
Освен това, има и редица допълнителни неизвестни в уравнението на водородната икономика. За тях се говори малко, а всъщност те са дори по-важни и сложни за разрешаване от по-често засяганите въпроси.
Едно от неизвестните е пожаробезопасността на водорода
Едно от тези неизвестни е пожаробезопасността на водорода. Макар че водородът е отдавна в употреба, той е разпространен основно в промишлеността, където има сравнително строги норми на правилата за пожарна безопасност свързани с експлоатацията му. Навлизането му широко в области извън индустрията (автомобили, сгради и т.н.) ще направи необходимо преосмислянето на много противопожарни правила свързани с употребата му във всеки от новите сектори. Когато водородът гори, той гори с невидим пламък, като в същото време развива изключително високи температури, което налага преосмислянето на правилата за пожаробезопасност във всяка една нова сфера на употреба.
Водородът е много по-опасен от природния газ, който и сега се счита за особено пожаро- и взривоопасен.
В зависимост от разпространението на водорода в промишлеността и бита, редица съпътстващи професионални дейности ще имат нужда от допълнителна квалификация и обучение с цел правилното боравене с тази субстанция. Това може да струва колосално количество време и усилия. Водородът е много по-опасен от природния газ, който и сега се счита за особено пожаро- и взривоопасен. Водородната икономика ще изисква и нови профили в техническите и икономическите ВУЗ-ове.
Редица инженерни практики ще се нуждаят от промяна в правилата на проектиране на системи и инсталации, като може да се засегне преработването на съществуващи, както и появата на нови стандарти. Ще бъдат засегнати инженерни специалности като материалознание, електротехника, отопление, климатизация и вентилация, пожарна безопасност и др.
Сериозен е проблемът с транспорта и търговията с водород
Друг е въпросът и за търговията с водород, като всички говорят за нея с идеята, че тя ще се случва по начин, подобен на втечнения природен газ (LNG). Това всъщност е много далеч от истината и от реалното изпълнение. Направи се подобен опит с кораб от Австралия до Япония, резултатите още се изследват, но засега не изглеждат много обнадеждаващи и има сериозни причини за това. Температурата за поддържане на втечнения водород е с 90 C по-ниска от тази на втечнения газ, а това е сериозно предизвикателство. Макар и решим, този проблем е свързан със сериозни допълнителни разходи и преустройството на LNG танкер в такъв за водород е далеч по-сложно отколкото изглежда.
Далеч по-сложен изглежда проблемът, че в момента няма борсова цена на водорода (по подобие на газа и петрола), а без такава цена който и да е голям проект трудно ще получи FID (Final Investment decision), освен ако не е сериозно подкрепен от държавата или рискови фондове; именно затова следващите 2-3 години ще бъдат изключително хаотични.
Фигура 3: Прогнозите към днешна дата (базирани на най-добрия сценарий за производство на зелен водород до 2030
г. според Международната агенция по енергетика (МАЕ))
Какво значи това за България?
Приоритет за нас е изграждането на ВЕИ мощности на първо място, особено ако ще целим да има излишъци, и за да може да има ниски цени на електроенергията за нуждите на електролизерите.
Законовата рамка в момента и липсата на визия за развитието на енергетиката спира въвеждането на ВЕИ, а повечето потребители на малки и средни мощности изграждат предимно такива за собствена консумация.
Има няколко големи потребители на водород и това са Лукойл и торовите заводи. Неохим в Димитровград прави амоняк от природен газ, теоретично, той би могъл да прави амоняка с помощта на зелен водород (зелен амоняк). В момента, Агрополихим внася амоняк отвън, но при определени условия, теоретично, би могъл да прави и той зелен амоняк. Това обаче едва ли ще се случи, тъй като търговията на амоняк е изключително добре развита, има борсова цена и вероятно България едва ли ще може да се конкурира със страни, които имат много по-голямо слънцегреене като Саудитска Арабия и Обединени арабски емирства.
Днешното състояние на идеята на водородната икономика в България е доста плачевно
Днешното състояние на идеята на водородната икономика в България е доста плачевно поради това, че не е решен основният проблем – кои ще са потенциалните консуматори на водород и как ги приоритизираме. Нямаме и инженерингови компании, които могат да се нагърбят с такива задачи, така че трябва да разчитаме изцяло на външна помощ; в чужбина това е по-развито и приоритетите ще бъдат там. Ето защо, българската държава трябва да е много внимателна какви точно проекти иска да финансира и къде да насочва вниманието си. На този етап – в следващите 3-5 г., препоръката би била да не се развива нещо съществено във връзка с водорода, а да се изчака водещите световни компании да проправят пътя. Разбира се, частни инициативи винаги са добре дошли и ако има такива трябва да се подпомагат административно.
Държавата обаче, ако иска да се развива капацитетът в производството и употребата на зеления водород, на първо място трябва да насърчава и влага усилия в:
- Обезпечаване на ресурсите, необходими за водорода, а именно ВЕИ;
- Обезпечаване на по-добро управление на водите, защото се очакват засушавания, така или иначе;
- Обезпечаване на инженерни и технически кадри за обслужване на ВЕИ и бъдещите водородни инсталации;
Фигура 4: Опростена схема на видовете процеси за добив водород