ИННОВАЦИИ В ТЭК проект Минэнерго России Личный кабинет

Снижение затрат на экологически чистый водород: увеличение мощности и масштабирование производства электролизеров для достижения климатической цели 1,5° C

06.04.2021 Автор: Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (International Renewable Energy Agency, IRENA) Источник: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Dec/IRENA_Green_hydrogen_cost_2020...

Поскольку все больше государств реализовывают стратегии глубокой декарбонизации, роль водорода в энергетике будущего возрастает. Особенно актуально будет использование водорода в тех случаях, когда прямая электрификация является сложной задачей, а также в сталелитейной и химической промышленности, судоходстве и авиации. По мнению авторов отчета, водород должен быть «зеленым», то есть производиться экологически чистым способом (путем электролиза воды с использованием электроэнергии от возобновляемых источников, ВИЭ).

Стоимость производства является основным препятствием для широкого использования «зеленого» водорода. Стоимость энергии от ВИЭ снижается, но «зеленый» водород по-прежнему в 2-3 раза дороже «голубого» водорода (производимого из ископаемого топлива с улавливанием и хранением углерода), поэтому необходимо дальнейшее снижение затрат.

Основная часть затрат приходится на электроэнергию, необходимую для питания электролизера. При этом низкой стоимости электроэнергии недостаточно для конкурентоспособного производства экологически чистого водорода, требуется и снижение стоимости электролизных установок. Это второй по величине компонент затрат, являющийся предметом рассматриваемого отчета. В работе сформулированы ключевые стратегии по снижению инвестиционных затрат на электролизные установки от 40% (в краткосрочной перспективе) до 80% (в долгосрочной перспективе). Стратегии варьируются в зависимости от конструкции блока электролизеров и элементов системы в целом, включая:

  • конструкцию электролизера (увеличение мощности с традиционной сегодня величины 1 МВт до 20 МВт могло бы снизить затраты более чем на треть);
  • экономию при масштабировании изготовления электролизеров (для электролизеров с твердоэлектролитной мембраной масштабирование позволяет снизить затраты на производство почти на 50%);
  • приобретение материалов (дефицитные материалы – например, иридий и платина – могут препятствовать снижению стоимости электролизера и масштабированию производства, электролизеры с анионообменной мембраной не нуждаются в дефицитных материалах);
  • эффективность и гибкость эксплуатации (модульная конструкция установки позволяет улучшить данные параметры);
  • промышленные применения (конструкция и функционирование электролизера могут быть оптимизированы для конкретных ситуаций);
  • интенсивность внедрения.

По мнению авторов отчета, инновации имеют решающее значение для снижения затрат и повышения эффективности электролизеров. 

В качестве рекомендаций правительствам стран авторы указывают:

  • содействие инвестициям в производство, логистику и использование «зеленого» водорода;
  • установление нормативных требований и рыночных механизмов, поддерживающих инвестиции в инновации и наращивание производства «зеленого» водорода;
  • поддержка исследований и разработок в целях сокращения использования иридия и платины при производстве электролизеров; 
  • содействие координации между заинтересованными сторонами для достижения общих целей.

Основные разделы содержания отчета

  1. Введение
  2. Описание технологий электролизеров 
  3. Стратегии снижения затрат: электролизеры
  4. Стратегии снижения затрат: система в целом
  5. Проекты по «зеленому» водороду 
  6. Расширение использования «зеленого» водорода: основной подход
  7. Заключение

Файлы для скачивания:

IRENA_Green_hydrogen_cost_2020.pdf