Водородът - енергията на бъдещето
За да имаме нулеви въглеродни излъчвания до 2050 година, използването на Н2 би трябвало да се усили от 90 млн. до 200 млн. тона за 10 година " Зеленият " е прекомерно безценен, само че цената му може да падне поради поевтиняващите ВЕИ
Светът се готви за енергийна промяна. Основната задача е да се освободим от парниковите излъчвания и да избегнем най-лошите последици от измененията в климата. А с цел да се случи това, водородът (H2) би трябвало да измести въглерода в международната енергетика.Най-лекият и пръв в Менделеевата таблица химичен детайл ще бъде зелена опция на природния газ в производството на топлота за индустриални цели, той ще декарбонизира " мръсни " промишлености като металургията, производството на цимент и стомана. Има блестящо бъдеще във всички типове превоз, при които тежестта на батериите е сериозен проблем - тежкотоварните камиони, корабите, огромните пътнически самолети.
Влакове, задвижвани от водородни горивни кафези
могат да заместят всички останали в употреба дизелови локомотиви, изключително по жп линиите, чиято електрификация не е рентабилна.Според оценките на Международната организация за енергетика (МАЕ), с цел да бъдат реализирани задачите за нулеви въглеродни излъчвания до 2050 година, използването на водород би трябвало да се усили от 90 млн. тона през 2020 година, до 200 млн. тона през 2030 година. Но това е огромно предизвикателство, тъй като разноските за произвеждане и транспорт на водорода към този момент са по-високи от тези за природния газ.Въпреки това, отчитайки, че водородът е силата на бъдещето, доста страни към този момент са се заели да декарбонизират стопанските системи си. Доклад на Водородния съвет (Hydrogen Council), който сплотява водещи международни компании в тази сфера, демонстрира, че от началото на 2021 година над 30 страни са разгласили пътни карти за водород, а държавните управления по целия свят са заели повече от 70 милиарда щатски $ обществено финансиране.Амбициозни проекти, свързани с водорода, имат Европейски Съюз, Съединени американски щати, Япония, Канада, Англия, Австралия, Саудитска Арабия, Китай.В тактиката на Европейски Съюз е планувано до 2030 година в страните-членки да има електролизи за производството на чист водород с потенциал от 40 гигавата.В Съединени американски щати пък възнамеряват огромна мрежа за производството на водород в 30 щата, която да генерира годишни доходи от 140 милиарда $ и да сътвори 700 хиляди работни места до 2030 година.По данни на организацията Hydrogen Council, все още с небосвод до 2030 година са планувани 228 огромни " водородни " плана с общи финансови разноски от 300 милиарда $.Преди месец компанията
Shell заяви, че ще строи най-големият цех
за зелен водород в Европа, който ще доставя със суровина рафинерията им в Ринеланд. Но така като водородът е сред 5 и 7 пъти по-скъп по отношение на продукцията от изкопаемите горива, в Shell имат концепция да понижат разноските, разполагайки индустриалните мощности наоколо до потребителите - да вземем за пример завода на ArcelorMittal на пристанището в Хамбург. От това място ще може да бъде доставян водород и за тежкотоварните камиони.Три компании - швейцарската MSC, водеща в криузните пътувания, италианският корабостроител Fincantieri и газовата Snam, сплотяват напъните си за създаването на първия круизен транспортен съд, употребяващ водород, написа Ройтерс.Chevron разгласи партньорството си с Cummins и Toyota за разработка на инфраструктура за транспорт на водород и на горивни кафези за коли.В началото на август 2021 година авcтрaлийcкaтa кoмпaния H2X Glоbаl пък пoкaзa пocлeдния cи прoeкт, бaзирaн нa пикaпa Fоrd Rаngеr. Вместо на дизелов или бензинов мотор, вoзилoтo рaзчитa нa вoдoрoднo зaдвижвaнe.
Какво се случва в България
България включи водорода в един от разновидностите на Плана за възобновяване за 12 милиарда лева Основният акцент бе замяната на горивната база на ТЕЦ-овете на въглища, общата планувана сума - над 550 млн. лв., а интервалът за осъществяване - до 2025-2026 година Освен това документът предвиждаше основаването на национална пътна карта за развиване на производството и доставката на водород.Въпреки че към момента нямаме финален вид на Плана, показан в Брюксел, концепцията комплекс " Марица Изток " да се трансформира в европейски хъб за зелен водород продължава да се стартира. Тя бе показана и от Румяна Грозева, от името на Дигитален иновационен хъб Загоре, в границите на самодейността " Три морета ".Комплексът е оценен като евентуален за хъба на Европа за произвеждане на зелен водород поради географското си състояние, слънцестоенето и опциите за превозване. Съвместният теоретичен съвет на Европейски Съюз е направил предпроектно изследване, оценки на изгоди, разноски и капацитет на инвестицията, сподели Румяна Грозева.Националният енергиен и климатичен проект на България планува равномерен растеж в производството и потреблението на водород до 2030 година Според документа, в този период в страната ще бъдат конфигурирани електролизери за произвеждане на зелен водород с мощ до 480 мегавата. Очаква се потреблението на водород да бъде най-голямо в промишлеността и превоза, следвани от постройките и производството на електричество. Най-амбициозният сюжет в превоза планува въвеждане в употреба на над 5700 камиона и 40 хиляди автомобила, задвижвани с водород.
Какви са плюсовете на водорода?
1. Той е най-разпространеното вещество във Вселената (и на Земята), което няма цвят, аромат и усет и е изцяло безвредно - всеки ден всеки човек поема огромни количества от него, като пие вода.
2. Водородът носи повече сила от всяко друго гориво. Според разбор на BloombergNEF той носи три пъти повече сила на единица тегло, в сравнение с бензина или дизела, а посредством така наречен горивни кафези доближава 60% успеваемост (35-40% при актуалните мотори на колите), освен това гори при температура, сходна на тази на природния газ.
3. При изгарянето си H2 отделя единствено водна пара и нито молекула въглероден двуокис. Когато се свърже с кислорода, се образува добре познатата формула H2O.
Как се употребява
Н2 не е примитивен източник, а е притежател на сила, сходно на електричеството. Това значи, че за неговото произвеждане би трябвало да бъде вложена някаква друга сила. За разлика от изкопаемите горива, които могат да бъдат " добивани ", находищата на чист H2 са необичайност. Той би трябвало да бъде създаден от суровините, в които е заключен - от изкопаеми горива или от вода, посредством електролиза.Идеалният случай е, когато силата за електролизата идва от ВЕИ. В този случай става дума за така наречен " зелен водород ", към който са отправени всички очаквания за декарбонизация. Проблемът е, че " зелени " са едвам 4% от общо създаваните 70 млн. метрични тона водород годишно. Останалите количества са " кафяв " (произвеждан от въглища), " сив " (от естествен газ) и " наследник " водород (от природен газ с хващане на отделения въглерод). При всички тези процеси се отделят парникови излъчвания. В момента в Европейски Съюз всеобщо се създава " сив " водород за потребностите на промишлеността. Неговото произвеждане е на ниска цена, само че има доста висок въглероден отпечатък.А напълно неотдавна учени от Университета Корнел и Станфордския университет предизвестиха, че така наречен " наследник водород ", т.е. създаден от природен газ с хващане на излъчванията, може да бъде по-опасен и замърсяващ за атмосферата, в сравнение с директната приложимост на природния газ. Друг негатив на синия водород е и заплахата от приключване на метан, който е по-вреден за околната среда от въглеродния диоксид.
Инвестиции
Всички проекти за H2 стопанска система плануват огромни вложения в основаването на ВЕИ особено за производството на водород посредством електролизаИдеята е в границите на едно десетилетие " зеленият водород " да стане преобладаващ, като като по едно и също време с това производството на H2 бъде внезапно увеличено.Изграждането на големи полета от вятърни и фотоволтаични централи за произвеждане на водород би трябвало да става редом с построяването на ВЕИ за произвеждане на електричество. Предизвикателство може да бъде и съществуването на задоволително свободни земи и вода. В своя обява New Scientist дава впечатляваща визия за нужните запаси - сега за производството на един метричен звук водород посредством електролиза са нужни 10 хиляди литра вода и 50 мегаватчаса електричество.Така евентуално водород ще бъде създаван там, където има най-хубави условия за това, и по-късно ще бъде превозен до местата за ползване, написа " Мениджър ".Подобно на природния газ, H2 може да бъде компресиран и полутечен за по-лесна логистика.Държавите по света възнамеряват 70 милиарда $ обществено финансиране за построяването или модернизирането на инфраструктурата, която ще се употребява за преноса на водород.Япония към този момент работи по превозването на полутечен водород. Страната започва първата в света верига за доставките му по море. Енергийният притежател ще бъде внасян от Австралия благодарение на първия в света танкер за полутечен водород, основан от Kawasaki Heavy Industries.Едно от решенията за превозване на водород на дълги дистанции е преобразуването му в амоняк (NH), което е азотно съединяване на водорода и е доста по-безопасно. Именно такива са проектите на саудитския план Helios за доставка на водород до Европа. След това амонякът може непосредствено да се употребява в промишлеността или да се преобразува още веднъж във водород, което обаче отново би нараснало разноските.
Колко ще коства
" Зеленият " H2 е към момента прекомерно безценен /между 2,50 и 6 евро на килограм/. Тази цена обаче е двойно по-ниска спрямо преди 10 години, като съгласно някои прогнози може да спадне с още 60% до 2030 година Основен фактор в този развой са намаляващите цени на ВЕИ. Според дълготрайната прогноза на BloombergNEF, цената на зеления H2 до 2050 година ще падне до под 1 $ на кг.Т. нар. " сив " водород сега коства към 1.50 евро за кг, синият - 2 до 3 евро за кг.Според разбор на Международната организация за възобновима сила (IRENA) към края на 2020 година производството на зелен водород в света към момента е лимитирано до демонстрационни планове. Става дума за към 350 такива съоръжения с общ електролизен потенциал от към 200 MW, или по-малко от 0.02% от световно произвеждане на водород (около 70 млн. т/година). По-голямата част от потребления сега газ се получава посредством развой на преправка на изкопаеми горива - най-много метан.Водородната тактика на Европейски Съюз обаче планува огромни вложения и дотации в търсенето и предлагането на водород, както и за проучвания и разработка на нови технологии в тази област. Всичко това генерално ще позволи казуса с цената, както и всички останали провокации пред водородната стопанска система.По оценки на BloombergNEF към 2050 година пазарът единствено на зелен водород ще е с размер от 700 милиарда $, Goldman Sachs приказва за 2.2 трлн. евро, а Bank of America пресмята общите световни вложения в този бранш до 11 трлн. $ до 2050 г.Някои компании, в това число датската Haldor Topsoe AS и норвежката Nel ASA, са пресметнали, че водородът, създаден от вятърна или слънчева сила, може да бъде конкурентноспособен на алтернативата, основана на изкопаеми горива, още през 2025 година
Предизвикателствата
Заради бързото развиване на напред във времето излизат и някои опасности, свързани с водорода, които би трябвало да бъдат добре ръководени, показват от Allianz.Някои от провокациите са, че водородът понижава здравината на металите, елементарно се самозапалва и може да провокира гърмежи в затворени пространства. Но всички тези проблеми имат своите софтуерни решения.Най-честият проблем е заплахата от пожари и детонации - водородът е неустойчив и взривоопасен при до момента с въздуха. Затова е доста значима системата за разкриване на течове по преносната система, което се затруднява от обстоятелството, че той без миризма и цвят. Пламъкът от горенето на водорода е незабележим на дневна светлина.Тези свойства на водорода са изключително огромен проблем на фона на проектите той да бъде употребен като източник за отопление. Той не е отровен - крайният артикул е просто вода, само че е взривоопасен и това би трябвало да бъде взето поради при построяването на инсталациите.Взаимодействието на водорода с метали може да докара до пропукване и приключване на суровината. Това е от изключително значение при превозването му. Този проблем би трябвало да се има поради при проектирането на системите и да бъдат употребявани материали, които да устоят на резултата на водорода.Прекъсване на индустриалният развой не е необичайност при производството на водород, изключително при щета в оборудването. Например щета в клетките за електролиза (при водна електролиза) може да коства седмици и даже месеци за корекция. Това може да докара до голямо закъснение на доставките и финансови загуби, написа в разбора на застрахователното сдружение.
Светът се готви за енергийна промяна. Основната задача е да се освободим от парниковите излъчвания и да избегнем най-лошите последици от измененията в климата. А с цел да се случи това, водородът (H2) би трябвало да измести въглерода в международната енергетика.Най-лекият и пръв в Менделеевата таблица химичен детайл ще бъде зелена опция на природния газ в производството на топлота за индустриални цели, той ще декарбонизира " мръсни " промишлености като металургията, производството на цимент и стомана. Има блестящо бъдеще във всички типове превоз, при които тежестта на батериите е сериозен проблем - тежкотоварните камиони, корабите, огромните пътнически самолети.
Влакове, задвижвани от водородни горивни кафези
могат да заместят всички останали в употреба дизелови локомотиви, изключително по жп линиите, чиято електрификация не е рентабилна.Според оценките на Международната организация за енергетика (МАЕ), с цел да бъдат реализирани задачите за нулеви въглеродни излъчвания до 2050 година, използването на водород би трябвало да се усили от 90 млн. тона през 2020 година, до 200 млн. тона през 2030 година. Но това е огромно предизвикателство, тъй като разноските за произвеждане и транспорт на водорода към този момент са по-високи от тези за природния газ.Въпреки това, отчитайки, че водородът е силата на бъдещето, доста страни към този момент са се заели да декарбонизират стопанските системи си. Доклад на Водородния съвет (Hydrogen Council), който сплотява водещи международни компании в тази сфера, демонстрира, че от началото на 2021 година над 30 страни са разгласили пътни карти за водород, а държавните управления по целия свят са заели повече от 70 милиарда щатски $ обществено финансиране.Амбициозни проекти, свързани с водорода, имат Европейски Съюз, Съединени американски щати, Япония, Канада, Англия, Австралия, Саудитска Арабия, Китай.В тактиката на Европейски Съюз е планувано до 2030 година в страните-членки да има електролизи за производството на чист водород с потенциал от 40 гигавата.В Съединени американски щати пък възнамеряват огромна мрежа за производството на водород в 30 щата, която да генерира годишни доходи от 140 милиарда $ и да сътвори 700 хиляди работни места до 2030 година.По данни на организацията Hydrogen Council, все още с небосвод до 2030 година са планувани 228 огромни " водородни " плана с общи финансови разноски от 300 милиарда $.Преди месец компанията
Shell заяви, че ще строи най-големият цех
за зелен водород в Европа, който ще доставя със суровина рафинерията им в Ринеланд. Но така като водородът е сред 5 и 7 пъти по-скъп по отношение на продукцията от изкопаемите горива, в Shell имат концепция да понижат разноските, разполагайки индустриалните мощности наоколо до потребителите - да вземем за пример завода на ArcelorMittal на пристанището в Хамбург. От това място ще може да бъде доставян водород и за тежкотоварните камиони.Три компании - швейцарската MSC, водеща в криузните пътувания, италианският корабостроител Fincantieri и газовата Snam, сплотяват напъните си за създаването на първия круизен транспортен съд, употребяващ водород, написа Ройтерс.Chevron разгласи партньорството си с Cummins и Toyota за разработка на инфраструктура за транспорт на водород и на горивни кафези за коли.В началото на август 2021 година авcтрaлийcкaтa кoмпaния H2X Glоbаl пък пoкaзa пocлeдния cи прoeкт, бaзирaн нa пикaпa Fоrd Rаngеr. Вместо на дизелов или бензинов мотор, вoзилoтo рaзчитa нa вoдoрoднo зaдвижвaнe. Какво се случва в България
България включи водорода в един от разновидностите на Плана за възобновяване за 12 милиарда лева Основният акцент бе замяната на горивната база на ТЕЦ-овете на въглища, общата планувана сума - над 550 млн. лв., а интервалът за осъществяване - до 2025-2026 година Освен това документът предвиждаше основаването на национална пътна карта за развиване на производството и доставката на водород.Въпреки че към момента нямаме финален вид на Плана, показан в Брюксел, концепцията комплекс " Марица Изток " да се трансформира в европейски хъб за зелен водород продължава да се стартира. Тя бе показана и от Румяна Грозева, от името на Дигитален иновационен хъб Загоре, в границите на самодейността " Три морета ".Комплексът е оценен като евентуален за хъба на Европа за произвеждане на зелен водород поради географското си състояние, слънцестоенето и опциите за превозване. Съвместният теоретичен съвет на Европейски Съюз е направил предпроектно изследване, оценки на изгоди, разноски и капацитет на инвестицията, сподели Румяна Грозева.Националният енергиен и климатичен проект на България планува равномерен растеж в производството и потреблението на водород до 2030 година Според документа, в този период в страната ще бъдат конфигурирани електролизери за произвеждане на зелен водород с мощ до 480 мегавата. Очаква се потреблението на водород да бъде най-голямо в промишлеността и превоза, следвани от постройките и производството на електричество. Най-амбициозният сюжет в превоза планува въвеждане в употреба на над 5700 камиона и 40 хиляди автомобила, задвижвани с водород.
Какви са плюсовете на водорода?
1. Той е най-разпространеното вещество във Вселената (и на Земята), което няма цвят, аромат и усет и е изцяло безвредно - всеки ден всеки човек поема огромни количества от него, като пие вода.
2. Водородът носи повече сила от всяко друго гориво. Според разбор на BloombergNEF той носи три пъти повече сила на единица тегло, в сравнение с бензина или дизела, а посредством така наречен горивни кафези доближава 60% успеваемост (35-40% при актуалните мотори на колите), освен това гори при температура, сходна на тази на природния газ.
3. При изгарянето си H2 отделя единствено водна пара и нито молекула въглероден двуокис. Когато се свърже с кислорода, се образува добре познатата формула H2O.
Как се употребява
Н2 не е примитивен източник, а е притежател на сила, сходно на електричеството. Това значи, че за неговото произвеждане би трябвало да бъде вложена някаква друга сила. За разлика от изкопаемите горива, които могат да бъдат " добивани ", находищата на чист H2 са необичайност. Той би трябвало да бъде създаден от суровините, в които е заключен - от изкопаеми горива или от вода, посредством електролиза.Идеалният случай е, когато силата за електролизата идва от ВЕИ. В този случай става дума за така наречен " зелен водород ", към който са отправени всички очаквания за декарбонизация. Проблемът е, че " зелени " са едвам 4% от общо създаваните 70 млн. метрични тона водород годишно. Останалите количества са " кафяв " (произвеждан от въглища), " сив " (от естествен газ) и " наследник " водород (от природен газ с хващане на отделения въглерод). При всички тези процеси се отделят парникови излъчвания. В момента в Европейски Съюз всеобщо се създава " сив " водород за потребностите на промишлеността. Неговото произвеждане е на ниска цена, само че има доста висок въглероден отпечатък.А напълно неотдавна учени от Университета Корнел и Станфордския университет предизвестиха, че така наречен " наследник водород ", т.е. създаден от природен газ с хващане на излъчванията, може да бъде по-опасен и замърсяващ за атмосферата, в сравнение с директната приложимост на природния газ. Друг негатив на синия водород е и заплахата от приключване на метан, който е по-вреден за околната среда от въглеродния диоксид.
Инвестиции
Всички проекти за H2 стопанска система плануват огромни вложения в основаването на ВЕИ особено за производството на водород посредством електролизаИдеята е в границите на едно десетилетие " зеленият водород " да стане преобладаващ, като като по едно и също време с това производството на H2 бъде внезапно увеличено.Изграждането на големи полета от вятърни и фотоволтаични централи за произвеждане на водород би трябвало да става редом с построяването на ВЕИ за произвеждане на електричество. Предизвикателство може да бъде и съществуването на задоволително свободни земи и вода. В своя обява New Scientist дава впечатляваща визия за нужните запаси - сега за производството на един метричен звук водород посредством електролиза са нужни 10 хиляди литра вода и 50 мегаватчаса електричество.Така евентуално водород ще бъде създаван там, където има най-хубави условия за това, и по-късно ще бъде превозен до местата за ползване, написа " Мениджър ".Подобно на природния газ, H2 може да бъде компресиран и полутечен за по-лесна логистика.Държавите по света възнамеряват 70 милиарда $ обществено финансиране за построяването или модернизирането на инфраструктурата, която ще се употребява за преноса на водород.Япония към този момент работи по превозването на полутечен водород. Страната започва първата в света верига за доставките му по море. Енергийният притежател ще бъде внасян от Австралия благодарение на първия в света танкер за полутечен водород, основан от Kawasaki Heavy Industries.Едно от решенията за превозване на водород на дълги дистанции е преобразуването му в амоняк (NH), което е азотно съединяване на водорода и е доста по-безопасно. Именно такива са проектите на саудитския план Helios за доставка на водород до Европа. След това амонякът може непосредствено да се употребява в промишлеността или да се преобразува още веднъж във водород, което обаче отново би нараснало разноските.
Колко ще коства
" Зеленият " H2 е към момента прекомерно безценен /между 2,50 и 6 евро на килограм/. Тази цена обаче е двойно по-ниска спрямо преди 10 години, като съгласно някои прогнози може да спадне с още 60% до 2030 година Основен фактор в този развой са намаляващите цени на ВЕИ. Според дълготрайната прогноза на BloombergNEF, цената на зеления H2 до 2050 година ще падне до под 1 $ на кг.Т. нар. " сив " водород сега коства към 1.50 евро за кг, синият - 2 до 3 евро за кг.Според разбор на Международната организация за възобновима сила (IRENA) към края на 2020 година производството на зелен водород в света към момента е лимитирано до демонстрационни планове. Става дума за към 350 такива съоръжения с общ електролизен потенциал от към 200 MW, или по-малко от 0.02% от световно произвеждане на водород (около 70 млн. т/година). По-голямата част от потребления сега газ се получава посредством развой на преправка на изкопаеми горива - най-много метан.Водородната тактика на Европейски Съюз обаче планува огромни вложения и дотации в търсенето и предлагането на водород, както и за проучвания и разработка на нови технологии в тази област. Всичко това генерално ще позволи казуса с цената, както и всички останали провокации пред водородната стопанска система.По оценки на BloombergNEF към 2050 година пазарът единствено на зелен водород ще е с размер от 700 милиарда $, Goldman Sachs приказва за 2.2 трлн. евро, а Bank of America пресмята общите световни вложения в този бранш до 11 трлн. $ до 2050 г.Някои компании, в това число датската Haldor Topsoe AS и норвежката Nel ASA, са пресметнали, че водородът, създаден от вятърна или слънчева сила, може да бъде конкурентноспособен на алтернативата, основана на изкопаеми горива, още през 2025 година
Предизвикателствата Заради бързото развиване на напред във времето излизат и някои опасности, свързани с водорода, които би трябвало да бъдат добре ръководени, показват от Allianz.Някои от провокациите са, че водородът понижава здравината на металите, елементарно се самозапалва и може да провокира гърмежи в затворени пространства. Но всички тези проблеми имат своите софтуерни решения.Най-честият проблем е заплахата от пожари и детонации - водородът е неустойчив и взривоопасен при до момента с въздуха. Затова е доста значима системата за разкриване на течове по преносната система, което се затруднява от обстоятелството, че той без миризма и цвят. Пламъкът от горенето на водорода е незабележим на дневна светлина.Тези свойства на водорода са изключително огромен проблем на фона на проектите той да бъде употребен като източник за отопление. Той не е отровен - крайният артикул е просто вода, само че е взривоопасен и това би трябвало да бъде взето поради при построяването на инсталациите.Взаимодействието на водорода с метали може да докара до пропукване и приключване на суровината. Това е от изключително значение при превозването му. Този проблем би трябвало да се има поради при проектирането на системите и да бъдат употребявани материали, които да устоят на резултата на водорода.Прекъсване на индустриалният развой не е необичайност при производството на водород, изключително при щета в оборудването. Например щета в клетките за електролиза (при водна електролиза) може да коства седмици и даже месеци за корекция. Това може да докара до голямо закъснение на доставките и финансови загуби, написа в разбора на застрахователното сдружение.
Източник: standartnews.com
КОМЕНТАРИ