Кои са трите основни предизвикателства пред водородната икономика през 2025 г.?

Руското нахлуване в Украйна през февруари 2022 г. преобърна световните енергийни пазари. Сега, повече от три години по-късно, несигурната перспектива за мир може да направи същото.

Значителното американско участие в този процес някога можеше да разсее опасенията за британската енергийна сигурност - но в променящите се геополитически пясъци на втория мандат на президента Тръмп засега това означава повече несигурност.

Тези опасения, както и продължаващата необходимост от ускоряване на беземисионната енергетика и консумация, бяха в основата на събитието на IMechE „Инженеринг на водородната икономика“, което се проведе наскоро в британския град Бирмингам и бе проследено от Hydrogen Central.

Хари Брейзър, ръководител на политиката за използване на водород в енергетиката в Министерството на енергийната сигурност и нетната нула (Department for Energy Security and Net Zero (DESNZ), и Аманда Лайн, председател на Асоциацията за водородна енергия, заявиха, че потенциалът за подпомагане на енергийната независимост с електролитен водород става все по-актуален с всеки изминал ден.

„Енергийната сигурност тук и сега трябва да бъде един от най-големите ни пътища за... създаване на безопасен свят“. Изграждането на този свят далеч няма да е лесно, тъй като предстои да бъдат решени редица важни предизвикателства - и няма много време за това.

„Историческият енергиен преход вероятно е отнел между 100 и 130 години. „Тъй като не предприехме действия преди 50 години, когато започнахме да разбираме, че причиняваме този проблем, сега разполагаме само с 25 години, ако вярваме, че 2050 г. е целта и повратната точка“, категорична бе Лайн.

Ето три от предизвикателствата, обсъдени по време на събитието, заедно с някои потенциални решения.

Предизвикателство: Високата цена на водорода с нулеви емисии

Потенциално решение: Производство с използване на ядрена енергия

Водородът би могъл да има значителна роля в прехода към нулево нетно потребление, като предлага начин за съхранение и транспортиране на нисковъглеродна енергия и предотвратяване на емисиите в точката на използване.  Но Аманда Лайн добави, че „слонът в стаята е как да платим за всичко това, особено като се има предвид, че трябва да го направим бързо. Електролитният водород в момента е скъп и струва средно 241 GBP/MWh в първия кръг за разпределение на водородни ресурси, в сравнение с цената на електроенергията от 143 GBP/MWh през февруари.

Цената на производството на енергия е „един от големите проблеми в Обединеното кралство“, смята и Марк Грифин, ръководител на отдела за развитие на пазара на водород в Scottish Power, въпреки „големите активи и ресурси от възобновяеми източници“. Тези високи разходи означават, че някои хора търсят по-евтини източници на енергия в чужбина.

Според него това е предизвикателство и трябва да се справим с него сега. Производството на „син“ водород на базата на изкопаеми горива с улавяне и съхранение на въглероден диоксид (CCS) ще се увеличи в Обединеното кралство от 2030 г. нататък, стана ясно от данните на Energy Transition Outlook на организацията за класификация и управление на риска DNV. Причината е, че технологията става по-конкурентна с подкрепата на правителството. Според същия доклад електролизаторите, свързана с мрежата, ще се разрастват от 2035 г. нататък, като до 2043 г. ще изместят водорода с CCS като основен начин за производство.

Хари Вамадеван, регионален директор на DNV за енергийните системи в Обединеното кралство и Ирландия, заяви, че всъщност „от най-скъпото... то става най-евтиното“.

„Защо? Защото имате толкова много инсталирани мощности за възобновяема енергия, че има моменти, в които тя е почти безплатна - и други моменти, в които е сравнително евтина“, припомни експертът.

Междувременно има и по-малко обсъждани варианти, които някои организации се надяват да намалят цената на нисковъглеродния водород. Енергийната компания EDF, например, проучва възможността за производство на водород с помощта на ядрени мощности с проекти, сред които е и водородният хъб Bay Hydrogen Hub.

Малко по-различно е мнението на Стивън Тутин, стратегически и търговски мениджър в EDF, който заяви че използването на електроенергия и топлина от ядрена електроцентрала в комбинация с иновативни технологии за електролиза - като твърдооксидна електролиза са вариант за създаване на принципно по-евтино и по-ефективно производство на водород,

„Смятаме, че това е начин за намаляване на разходите... Но също така ядрената наука вече разполага с много инфраструктура: мрежови връзки, комунални услуги, пътни и железопътни връзки, всички тези неща, които помагат за ускоряване на проекта“, уточни Тутин.

Чрез използване на съществуващата технология процесът може да постигне разходи от около 6 паунда за килограм водород, което е по-малко от приблизително 9,50 паунда, достигнат в последния кръг за разпределение на водородни проекти.

Според Тутин това представлява значителна икономия в проектите и подобрява тяхната жизнеспособност. Ако се развие по-нататък, той твърди, че до 2035 г. тази цена може да се понижи още и да достигне около 3,50 GBP

Предизвикателство: противопоставяне на проектите от типа „ Не и в задния му двор“

Потенциални решения: Избор на подходящи места - и комуникация с местната общност

Безопасността беше основна тема на дебатите по време на конференцията. Въпреки че инженерните иновации и регулациите ще се справят с рисковете в процеса на разширяване на водородната икономика, общественото мнение - и в тази връзка заплахата от „нихилизъм“ - също трябва да бъде управлявано.

На място бяха подчертани и някои потенциални решения на феноменът NIMBY (не и в моя заден двор – Not in my backyard, бел ред.).

Брейзър от DESNZ заяви, че новите работни места, създадени от проектите, могат да допринесат за приемането им, докато изграждането на водородни съоръжения в райони с индустриално наследство - като Пембрукшир в Южен Уелс - също може да бъде важен начин за преодоляване на феномена NIMBY.

Работата с общности, които са по-отворени за промени, може да бъде важна стъпка в началото, смята професор Сара Уокър, съдиректор на Бирмингамския енергиен институт. Възприятията на обществеността в близост до тези съоръжения са много различни от тези на други места, които не са в непосредствена близост до петролни рафинерии, вятърни паркове или каквато и да е друга енергийна инфраструктура,

„Работата с тези общности, които са по-благосклонни към промяна и към наличието на инфраструктура на техния праг, би могла да бъде по-лесната за изпълнение стъпка.“

Други подчертаха необходимостта от повече обществено образование, за да може водородът да бъде широко разпространен. Айслинг Брейзъл, старши инженер по процесите в енергийната компания RES, заяви, че трябва да бъдем на преден план по отношение на общественото възприятие във всички райони, които все още не са индустриализирани.

Използването на втечнен природен газ (LNG) като корабно гориво е пример за тестване и изследване на безопасността, което може да направи енергийните вектори безопасни, каза Вамадеван от DNV. Същото важи и за водорода. Можем да го направим безопасен, без съмнение, категоричен бе специалистът.

Той допълни, че наличните в Обединеното кралство рамки го правят чудесно място за разработване и доказване на безопасността на водорода, като например разработването на стандарти в изследователския и изпитателен център на компанията в Spadeadam в Cumbria, включващ най-голямата камера за експлозии в света и широкомащабни изпитания на повреди и разкъсвания на тръбопроводи.

Важно е да съберем доказателства и да ги демонстрираме, както направихме за природния газ, смята той. „Мисля, че е важно да излезем навън и да покажем, че водородът е толкова безопасен, колкото и другите, ако не и по-безопасен. И щом това послание се разпространи, мисля, че може да се пробие липсата на доверие“, категоричен бе защитникът на технологията.

Предизвикателство: Недостиг на умения за работа с водородни системи

Потенциални решения: Образование, преквалификация и внимателно използване на Изкуствения интелект

Друг важен проблем за водородните технологии остава предизвикателството, свързано с уменията, пред което е изправен секторът. Според неотдавнашна оценка на Алианса за умения в областта на водородната икономика до 2030 г. тя ще поддържа пряко 29 000 работни места и непряко - още 64 500, което изисква огромен брой квалифицирани работници.

Участниците в семинара заявиха, че сред конкретните области, на които ще трябва да се обърне внимание, са криогенните умения за работа с водородно гориво в авиацията. Понастоящем обаче в световен мащаб се предлага малко експертен опит, като допълнително търсене ще има и от други сектори, свързани с водорода.

Поради разнообразието от технически и нетехнически предизвикателства, които трябва да бъдат решени, не съществува универсално решение за осигуряване на съответните умения - но участниците във форума подчертаха необходимостта да се мисли отвъд решаването на отделни проблеми и да се разглеждат на системно ниво.

Те също така призоваха за по-засилено обучение по водород от ранна възраст, което да допълва съществуващото обучение по възобновяема енергия и изменение на климата.

Делегатите заявиха, че модулите, посветени на водорода в университетите, се сблъскват със същите проблеми като останалите инженерни специалности, като е необходимо да се привлекат студенти към индустрията, а не към други професии. Те също така призоваха за по-голяма подкрепа от страна на индустрията за съответните стажове, за да се направи обучението привлекателно и да се отговори на регионалните изисквания.

Преквалификацията - например от машиностроене към електротехника - и ускореното преминаване към обучение в областта на нефта и газа също биха могли да помогнат за бързото запълване на длъжностите.

Според участниците генериращият изкуствен интелект вероятно ще има своята роля, но те подчертаха необходимостта от солидни инженерни умения и критично мислене, за да се гарантира валидността на резултатите и да се избегне пристрастност в резултатите, които дава машината.