Потенциалът на зеления водород е силно надценен, показва експертен доклад

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