Як використання водню може вплинути на зміни клімату та чому його впровадження йде так важко

До 2030 року ринок обладнання для виробництва водню може вирости до $65 млрд — які на ньому зараз є гравці, як розвивається технологія і чому автомобілі на водні не стали більш популярними, ніж електрокари.

Компанія ITM Power в англійському Шеффілді виготовляє пристрої, які розщеплюють воду на водень і кисень

Ще 20 років тому Рейчел Сміт працювала в коморі над пристроями для виробництва екологічно чистого газу. Сьогодні вона — виконавчий директор ITM Power.

Компанія знаходиться в Шеффілді — старому англійському центрі сталеливарної та вугільної промисловості. ITM Power створює техніку, яка дозволяє отримувати водень шляхом електролізу води. Це обладнання купують корпорації на ринку енергетики на кшталт Royal Dutch Shell і Orsted.

Уряди, енергокомпанії та екоактивісти вважають, що за допомогою чистого палива, такого як водень, вдасться скоротити викиди вуглецю в атмосферу.

Наприклад, його можна використовувати в вантажівках, поїздах і літаках. Деякі енергокомпанії застосовують суміш водню і природного газу для опалення будинків і готування.

Рейчел Сміт

У 2021 році працюють понад 200 великих проєктів з виробництва та транспортування водню з інвестиціями в більш ніж $80 млрд.

Виробники вантажних автомобілів Daimler і Volvo в найближчому майбутньому планують почати масове виробництво електричних вантажівок для далеких перевезень. Вони будуть працювати за допомогою паливного елемента, здатного перетворити водень в електрику з виділенням води.

«Економіка, яка спирається виключно на чисту електроенергію, зокрема на водень, цілком можлива. Але доведеться докласти чимало зусиль», — вважає голова науково-дослідної організації Energy Futures Initiative Ернест Моніц.

Для цього необхідно налагодити виробництво водню, а також встановити зручну для підприємств і споживачів ціну на паливо.

Водень — найпоширеніший хімічний елемент, але отримати його можна тільки зі складніших речовин (води або викопної сировини).

Так, в нафтопереробній промисловості у великих кількостях застосовують «сірий» водень. Його виготовляють шляхом відділення водню від природного газу. Однак при такому процесі в атмосферу надходить більше парникових газів, ніж при спалюванні дизельного палива.

Згідно з даними дослідницької фірми Bernstein, менш як 5% водню виготовляють без шкоди для навколишнього середовища. І тут є проблема: такий спосіб отримання речовини у два рази дорожче ($5 за 1 кг), ніж виробництво «сірого» варіанту (від $1 до $2 за 1 кг) або використання традиційних видів палива.

Зліва: прототип електролізера. Справа: очищувач води електролізера

У компанії Рейчел Сміт в Шеффілді 310 фахівців працюють над виробництвом електролізерів — пристроїв, призначених для розщеплення води на простіші компоненти за допомогою електричного струму. Своєю чергою, струм добувають з енергії вітру або сонця, тому процес екологічно чистий.

Електролізер — не інноваційний пристрій. Такий механізм використовують для розщеплення молекул води на молекули кисню і водню вже близько століття.

Однак перевага технології, що розробляється ITM Power, в тому, що її можна миттєво ввімкнути та вимкнути. Ця функція корисна для підприємств, які використовують енергію сонця і вітру, через те, що вона непостійна і залежить від природних факторів.

Скільки вкладають у виробництво водню

ITM Power багато в чому зобов’язана одному зі своїх перших інвесторів Пітеру Харгрівзу. Він врятував компанію від розорення, чотири рази інвестуючи гроші з власного гаманця.

«Ніхто не знав, як складеться майбутнє компанії, люди боялися вкладати в водневу енергетику. Зараз немає сумнівів, що це було того варте.» — Пітер Харгрівз, засновник брокерської фірми Hargreaves Lansdown

З початку 2020 го року ціна акцій ITM Power виросла в чотири рази. Хоча компанія і втрачає гроші, її вартість на фондовому ринку складає 2,3 млрд фунтів стерлінгів (близько $3,18 млрд).

Вартість її контрактів збільшилася втричі в порівнянні з минулим роком і досягла £ 156 млн (близько $213 млн). За оцінками британського банку Barclays, через десять років ринок устаткування для виробництва водню може зрости на $65 млрд. Інвестори також вкладаються в норвезьку NEL і французьку компанію McPhy Energy.

Раніше ITM Power орієнтувалася на розробку малих пристроїв для заправки чи інших об’єктів, які обслуговують легковий водневий транспорт. Зараз вона працює над більш масштабними проєктами: виготовляє чистий водень для заправки великогабаритної техніки.

Воднева заправка

Компанія об’єдналася з німецьким промисловим постачальником газу Linde — той купив 17% акцій ITM Power. З цього року вони ділять завод в Шеффілді, найбільшому у світі по виробництву електролізерів.

В основі їх обладнання — блоки з щільно укладеними одну на одну комірками, в яких і відбувається електроліз води. Для виробництва відразу великого обсягу чистого водню такі блоки можуть з’єднуватися.

Де зараз застосовується водневе паливо і чому воно не стало популярним

Нещодавно компанія Shell ввела в експлуатацію на нафтопереробному заводі в Німеччині один з електролізерів від ITM Power, що працює від вітряних електростанцій.

Одержуваний водень використовується для очищення нафти — з неї видаляють сірку. Пізніше планується виготовляти водень для повітряних суден, що зменшить викиди речовин, що забруднюють атмосферу.

Німецький регіональний поїзд Coradia Lint, що працює на водні

ITM Power також хоче запустити установку, що працює на енергії вітру, і поставляти 45 тонн водню в день в промислові зони в північно-східного регіону Англії Хамбері.

Так воднева енергетика може стати невіддільною частиною повсякденного життя. За даними консалтингової фірми McKinsey, до 2030 року чистий водень буде доступним джерелом енергії.

Для цього буде потрібно не тільки вдосконалити інфраструктуру, а й змінити ставлення споживачів. Наприклад, водневе паливо для автомобілів по цей час не стало популярним. При цьому, на відміну від акумуляторних батарей, однієї заправки воднем вистачить на довгі поїздки — і заправити повний бак можна «за лічені хвилини».

В Європі вже встановлені водневі заправки Shell, проте представники компанії відзначають низький попит на водневе паливо. Німецькі автомобільні компанії віддають перевагу електромобілям, тоді як для власників водневих автомобілів немає комфортних умов.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Джерело: The New York Times

Читайте также:

22 технології, за якими варто стежити у 2022 році

Чому торгові автомати знову набирають популярності по всьому світу

Велосипед із фанери власноруч? А чому б і ні?

Як працює вертикальне фермерство на прикладі однієї компанії