Инструменты, совмещающие несколько функций – от аэрофритюрниц в тостерах до сушилок для волос с функцией локонов – всегда привлекали внимание. Они обещают универсальность и эффективность.
В климатической повестке водород позиционируется как настоящий швейцарский нож для сокращения выбросов. Его можно использовать в топливных элементах или двигателях внутреннего сгорания. Я уже писал о попытках внедрить водород в сталелитейной промышленности, автомобилестроении и авиации. Недавно мы даже разбирали потенциал водородных поездов.
Однако, несмотря на то, что водород обещает быть «миллионом инструментов в одном», некоторые эксперты считают, что он не может делать всё, а его применение в некоторых сферах может служить лишь отвлекающим маневром от действительно эффективных мер по сокращению выбросов. Давайте посмотрим, где водород может принести наибольшую пользу для климата.
Теоретически водород способен «оздоровить» практически любой сектор экономики. Однако на практике сегодня водород скорее является частью климатической проблемы, нежели ее решением.
В настоящее время большая часть водорода используется в нефтепереработке, химическом производстве и тяжелой промышленности, и производится он почти исключительно из ископаемого топлива. В 2022 году производство и потребление водорода ответственно за выбросы около 900 миллионов тонн диоксида углерода.
Хотя существуют технологии для «озеленения» производства водорода, в 2022 году мировой спрос на него достиг 95 миллионов метрических тонн, и только около 0,7% этого объема было покрыто низкоуглеродным водородом. (Подробнее о типах водорода и важности деталей можно прочитать в нашем прошлогоднем обзоре.)
Трансформация мировой водородной экономики не будет быстрой или дешевой, но этот процесс запущен. По данным Международного энергетического агентства, годовое производство низкоуглеродного водорода, по текущим оценкам, достигнет 38 миллионов метрических тонн к 2030 году. Объемы новых проектов быстро растут, но растет и спрос, который к концу десятилетия может составить 150 миллионов метрических тонн.
Практически каждый раз, когда я готовлю материал о водороде – будь то в транспорте, энергетике или промышленности – эксперты подчеркивают необходимость разумного подхода к распределению этого низкоуглеродного ресурса. Мнения о приоритетах разнятся, но можно выделить несколько общих тенденций.
Во-первых, первоочередной задачей должно стать обезуглероживание того водорода, который мы уже используем, например, для производства удобрений. «Главное — заменить существующее потребление», — как выразился Герт де Кок, менеджер по электричеству и энергетике Европейской федерации транспорта и окружающей среды, с которым я беседовал в этом году при подготовке материала о водородных автомобилях.
Во-вторых, наиболее полезным водород, вероятно, окажется в тех отраслях, где на данный момент нет других практически реализуемых альтернатив.
Эта идея лежит в основе инфографики, которую я часто вспоминаю: так называемая «Водородная лестница» (Hydrogen Ladder), концепция, которую развивает и регулярно обновляет Майкл Либрейх, основатель BloombergNEF. В этой схеме он ранжирует практически все возможные способы применения водорода, от «неизбежных» (на вершине) до «неконкурентоспособных» (у основания). Его метрики включают стоимость, удобство и экономическую эффективность.
На вершине этой лестницы находятся существующие виды потребления и отрасли, где водород действительно незаменим. Здесь Либрейх совпадает с мнением большинства экспертов, с которыми мне доводилось общаться.
На следующих нескольких ступенях расположены секторы, где по-прежнему отсутствует доминирующее техническое решение для сокращения выбросов: судоходство, авиация и производство стали. Это те самые печально известные «трудные для решения» сектора. Тяжелая промышленность часто требует высоких температур, которые исторически было дорого получать с помощью электричества. Затраты и технические сложности подталкивают компании к изучению водорода в таких процессах как сталелитейное производство. В судоходстве и авиации существуют строгие ограничения по массе и размеру заправочного оборудования, и пока батареи не подходят для этих целей, оставляя водороду открытое окно возможностей.
Ближе к основанию лестницы Либрейха находятся области применения, для которых у нас уже имеются четкие и доступные варианты декарбонизации, что делает водород маловероятным выбором. Возьмем, к примеру, бытовое отопление. Тепловые насосы стремительно набирают популярность (мы включили их в наш список 10 прорывных технологий года), поэтому водород сталкивается здесь с очень сильной конкуренцией.
Автомобили также занимают нижние ступени лестницы, наряду с двух- и трехколесным транспортом, поскольку аккумуляторные транспортные средства становятся массовыми, а зарядная инфраструктура развивается. Это оставляет мало места для водородного транспорта, по крайней мере в ближайшем будущем.
Я не списываю водород со счетов как топливо для какого-то конкретного применения, и всегда есть пространство для споров о приоритетах. Но учитывая, что у нас растет число опций в арсенале для борьбы с изменением климата, я ставлю на то, что, как правило, водород найдет свои узкие ниши, а не станет тем волшебным универсальным инструментом, который спасет нас всех.
Читать продолжение «Искры»
Смежные материалы
Борьба вокруг водородных поездов демонстрирует, что декарбонизация транспорта — это в равной степени политическая, сколь и техническая проблема. Подробнее об этом в статье Бенджамина Шнейдера из нашего последнего выпуска журнала.
Откуда берется водород, имеет огромное значение для воздействия на климат. Узнайте больше в нашем прошлогоднем обзоре.
Водород проигрывает гонку по сокращению выбросов в автомобильном секторе, и я анализировал причины в статье, вышедшей ранее в этом году.
Еще кое-что
Он вышел! Выпуск нашего печатного журнала «Стройка» получился отличным.
Погрузитесь в историю о том, как искусственные снежные заносы могут помочь защитить детенышей тюленей от изменения климата. Волонтеры в Финляндии в условиях мороза помогают создать среду для процветания находящихся под угрозой исчезсения тюленей.
Или, если проголодались, рекомендую обзор того, как Climax Foods использует машинное обучение для создания веганских сыров, способных выдержать критику гурманов. (Я их пробовал и могу засвидетельствовать, что некоторые из них действительно поразительны.)
Полный выпуск доступен здесь. Приятного чтения!
Следим за климатом
Гигант солнечной энергетики переносит производство в США. Тарифы и налоговые льготы меняют ландшафт рынка солнечной энергии, но ситуация может быстро усложниться, как сообщил на этой неделе мой коллега Зэйи Янг. (MIT Technology Review)
В новой колонке Даниэле Визиони утверждает, что предложения по ужесточению контроля над геоинженерией ошибочны. Он призывает к более широким исследованиям, включая полевые эксперименты, для принятия более обоснованных решений о климатических вмешательствах. (MIT Technology Review)
У американцев появились неожиданные взгляды на электромобили (EV). Недавний опрос показал, что менее половины взрослых жителей США считают, что электромобили лучше для климата, чем автомобили с бензиновыми двигателями. (Sustainability by numbers)
Австралийский поставщик оборудования для быстрой зарядки электромобилей испытывает финансовые трудности. Tritium уведомила регуляторов о неплатежеспособности, и неясно, сможет ли компания выполнить заказы или обслуживать существующие зарядные станции. (Canary Media)
Ветроэнергетика на шельфе столкнулась с рядом проблем, но гибель мегатурбины могла сыграть важную роль. GE Vernova отменила планы по созданию машины мощностью 18 мегаватт, что вызвало волну последствий, кульминацией которой стал отказ Нью-Йорка на прошлой неделе от контрактов на три масштабных проекта. (E&E News)
Последняя угольная электростанция Великобритании должна закрыться в течение года. Представляем обзор последнего объекта, который вырабатывал то, что когда-то было основным источником энергии страны. (The Guardian)
Пришло ли время отказаться от термина «чистая энергия»? Этот термин удобно объединяет источники энергии, сокращающие выбросы, такие как возобновляемые источники и атомная энергетика, но некоторые утверждают, что он скрывает экологический вред. (Inside Climate News)
На прошлой неделе вечером в Калифорнии аккумуляторы стали крупнейшим источником электроэнергии в сети — это важный момент для систем накопления энергии. (Heatmap News)
