Син водород, зелен водород

Водородът, изглежда, е горивото на бъдещето. За това говори и безпрецедентното поскъпване на акциите на компаниите в бранша, които бележат ръст от 500% в последната година. Европейската политика за нулеви въглеродни емисии, подкрепата на „чистата" енергия от страна на новоизбрания президент на САЩ Джо Байдън, ангажиментът на Китай да постигне климатична неутралност „преди 2060“, а най-вече навлизането на водорода като автомобилно гориво подкрепят пазара. В трескавата надпревара за декарбонизиране на енергийните системи темата за син и зелен водород става все по-дискусионна. 

Син водород 

За „син“ се смята водородът, произвеждан от изкопаеми горива, например природен газ, но изчистен от въглероден диоксид с помощта на технологиите за улавяне и съхранение на въглерод (CCS). 71% от произведения по този начин водород е „сив“, а повечето от останалата част е „кафяв” водород. Според Международната агенция по енергетика обаче, в световен мащаб има едва 20 проекта в търговска употреба. За световен лидер в технологиите за улавяне, използване и складиране на въглеродни емисии се смята Норвегия, но големи проекти работят и в САЩ, Канада и Китай. 

Синият водород е предназначен за крайно потребление в транспорта, в промишлеността, топлоснабдяването, но не може да се използва за най-важната роля – съхранение на енергия и за подкрепа на интегрирането на променливостта на ВЕИ. 

Фатих Бирол, изпълнителен директор на Международната агенция по енергетика, подчертава пред Guardian, че процесът е „критичен“ при прехода от изкопаеми горива към алтернативи за по-чиста енергия. „Без това нашите енергийни и климатични цели ще станат практически невъзможни за постигане“, изтъкна той. 

Синият водород има много и мощни привърженици - компаниите за изкопаеми горива, които смятат и в бъдеще да добиват въглеводороди, да ги превръщат в „сив“ водород, който да бъде допълнително „почистен“ и превърнат в „син“. Инфраструктурните компании, които искат да модернизират и разширят мрежата си от тръбопроводи (една тръба за природен газ, друга за водород, трета за въглероден диоксид) също са привърженици на синия водород. Не е тайна, че тези предприятия притежават огромен политико-икономически дял. 

Зелен водород 

Европейският съюз обещава да инвестира 430 млрд. долара в зелен водород до 2030 г., за да спомогне за постигане на целите на своята Зелена сделка. Но кой е „зеленият" водород? С това понятие се обозначава водородът, произведен чрез използване на възобновяеми енергийни източници вместо с изкопаеми горива - чрез електролиза на водата. Като страничен продукт от този процес не се отделя нищо друго освен кислород. Електролизата използва електрически ток за разделяне на водата на нейните съставни атоми – водород и кислород. И ако електроенергията се произвежда от възобновяеми източници, например слънце или вятър, то полученият водород без замърсители се нарича „зелен водород”.  

Така произведеният зелен водород също може да се използва в промишлеността и да се пренася чрез съществуващите газопроводи за захранване на домакински уреди. Той може да захранва транспортни средства, включително и кораби. С помощта на водородни горивни клетки е в състояние да задвижва коли, автобуси, влакове. 

Предизвикателствата, които ще трябва да преодолеят привържениците му, са свързани с неговата лекота, запалимост и трудно транспортиране. В сравнение с бензина, природния газ и пропана, водородът е по-запалим във въздуха. Предизвикателство за електрическите превозни средства с горивни клетки е и как да съхраняват достатъчно водород – 5 до 13 килограма сгъстен водороден газ – в автомобила, за да постигнат обичайния пробег от 450 км.   

Хулио Фридман, старши изследовател в Центъра за глобална енергийна политика на Колумбийския университет, вярва, че единственото истинско предизвикателство пред зеления водород е неговата цена. Зеленият водород струва значително повече от природния газ. Наред с това производството му е много по-скъпо от производството на сив или син водород, тъй като електролизата е скъпа. В момента сивият водород струва около 1,50 евро за килограм, синият – 2 до 3 евро за килограм, а зеленият – от 3,50 до 6 евро за килограм, според проучване от януари 2021 г. 

Има експерти, като Греъм Куули, директор на британския производител на електролизатори ITM Power. Той определя идеята за производство на водород от изкопаеми горива като „пълни глупости“. По думите му решението на проблемите за декарбонизацията на енергийния сектор и газовите стопанства се заключава в просто и хармонично добавяне в системата на все повече възобновяеми източници на енергия и електролизатори. 

Според четиринадесет инженери и учени, подписали през декември 2020 г. призив до Европейската комисия да подложи на преглед водородната си стратегия, „използването на водородния курс за масовото производство на декарбонизирана електроенергия за мрежата няма икономически смисъл“. Учените отбелязват в своя призив, че по-логично би било „да се използва ядрена енергия, единствената напълно декарбонизирана първична енергия, способна да произвежда масово електроенергия, и да се оптимизира внедряването на възобновяеми източници въз основа на икономическа оценка, отчитаща всички разходи на глобалната електрическа система. Вместо да се насочва към минимална цифра за внедряване на възобновяеми източници с неравномерно производство, би било по-логично да се насочи към максимум, над който потребителят ще губи икономически и системата няма да е надеждна“. 

България също има „Водородна стратегия", авторите на която очакват умерено търсене в транспорта, ограничено в авиацията, промишлеността, строителния сектор. За да се покрие очакваното търсене на водород и заместването му в тези и други сектори, които сега разчитат на фосилните горива, в страната ще трябва да се инсталират от 0,6 до 1,1 GW мощности за възобновяеми енергийни източници, от които да се произвежда зелен водород чрез електролиза.  

Като се имат предвид цените на природния газ и средната цена на водорода, транспортните разходи и търговските надценки, то за едно и също количество топлина, получена от водород, ние, потребителите, ще плащаме многократно по-висока цена. Съществува и въпросът с масовото домакинско оборудване, в случай че се премине към 2050 г. на 100% водород. От какъв метал трябва да са изработени печките, горелките им, тенджерите и тиганите, за да издържат на температура не по-малка от 2000 градуса по Целзий, при която изгаря водородът, за да не се разтопят? А каква ще бъде цената им? Намираме се в началото на новата енергийна ера, но тепърва има много трудности и предизвикателства за разрешаване. 

През декември 2020 г. ООН стартира инициативата „Катапулт за зелен водород”, обединявайки седем от най-големите разработчици на проекти за зелен водород с цел намаляване на разходите за зелен водород под 2 долара за килограм и увеличаване на производството на зелен водород 50 пъти до 2027 г. Дали зеленият водород ще изпълни обещанието си и потенциала си, зависи и от това колко производители на автомобили, собственици на бензиностанции, енергийни компании и правителства са готови да инвестират в него през следващите няколко години.