Как атомная энергетика на основе ветра и водорода может помочь удовлетворить спрос Европы на чистую энергию
Атомная энергетика на основе ветра и водорода и спрос Европы на чистую энергию
Водород приветствуется как, если не серебряная пуля, то по крайней мере важная составляющая в декарбонизации источников энергии мира. И неудивительно — при сжигании водорода не выделяется парниковых газов. Однако переход к возобновляемой водородной экономике должен преодолеть значительный список преград.
Так называемый зеленый водород, производимый электролизом воды с использованием возобновляемой энергии, в настоящее время составляет всего около 1% от глобального производства. Он также примерно в три раза дороже своего серого аналога, производимого из ископаемого топлива.
Один из главных элементов паззла для масштабирования производства зеленого водорода — это доступ к огромным объемам возобновляемой энергии и воды. Сюда входит полностью морская система производства водорода из ветра, где плавучие ветряные турбины с высоким коэффициентом мощности соединены с электролизерами, использующими морскую воду.
«То, что является сложным и дорогостоящим при развертывании морской площадки [ветряного фермы], на самом деле является преобразованием энергии в море и доставкой ее по кабелю к берегу», — говорит Стефан Ле Берр, управляющий проектами на море в производителе возобновляемого водорода Lhyfe, говоря о том, что только за последние крупномасштабные проекты эта часть обошлась в миллиарды евро.
«Один из вариантов для разработчиков морской ветряной электростанции, чтобы избежать необходимости дорогостоящих электрических подстанций и кабелей, заключается в замене их на завод по производству водорода, который преобразует электричество в водород», — говорит Ле Берр. Водород затем может быть транспортирован по трубопроводу — которые уже в изобилии в Северном море, благодаря нефтегазовой отрасли.
- Кожаные ремешки для Apple Watch могут быть прекращены для серии 9
- Новый телевизор Q7 от TCL стоит на $200 дешевле во время Дня Труда,...
- Apple утверждает, что iMessage недостаточно популярен в ЕС для регу...
Стремление к статусу «зеленого» (водородного) единорога
Основанная в 2017 году Матью Гюнэ и шестью людьми, сегодня компания Lhyfe с штаб-квартирой в городе Нант занимает 200 сотрудников и представлена в 16 странах. Она привлекла около 80 млн евро финансирования и заявляет, что ее миссия — стать «зеленым единорогом». Вместо измерения своего статуса по оценке, она надеется достичь миллиарда тонн сокращения выбросов CO2. Находящийся на берегу Сена и работающий с H2 2021 года, оншорный сайт Lhyfe в Буэне в настоящее время производит 300 кг зеленого водорода в день. Один килограмм водорода является энергетическим эквивалентом одного галлона (3,78 литра) бензина, который при сжигании выделяет немного более 9 кг CO2.
То, что Lhyfe вообще стала производителем водорода, является почти побочным эффектом. Фактически, это произошло частично в мотивацию решения другого аспекта глобального потепления — истощения кислорода в океанах.
При производстве одного килограмма водорода через электролиз также выделяется восемь килограммов кислорода в качестве побочного продукта. Lhyfe намерена вернуть его обратно в море, чтобы потенциально помочь восстановить равновесие морских экосистем, нарушенных изменением климата.
«Когда мы начинали Lhyfe, мы хотели производить морской водород, чтобы у нас была экономическая жизнеспособность для доставки кислорода в океан», — говорит Ле Берр.
Первый в мире опытный морской ветряной проект по производству водорода
В сентябре прошлого года Lhyfe открыла первый в мире опытный пилотный сайт по производству возобновляемого водорода на море. В июне компания объявила, что демонстрационный проект мощностью 1 МВт под названием Sealhyfe произвел свои первые килограммы зеленого водорода. (Государственная китайская компания Donfang Electric, возможно, опередила Lhyfe в реальном производстве на несколько недель.)
Sealhyfe находится примерно в 20 км от берега Ле Круазик, Франция. Сегодня он производит полтонны водорода в день. Он подключен к энергетическому хабу SEM-REV — первой европейской плавучей ветряной ферме и площадке для многотехнологического оффшорного тестирования.
SEM-REV имеет подводный хаб, который похож на гигантский блок с четырьмя розетками. Одна из них используется для подключения ветрогенератора SEM-REV, а другая — для подключения кабеля, соединяющего площадку с береговой сетью. Это оставляет две весьма желанные розетки для демонстрационных проектов, одна из которых теперь позволяет платформе Sealhyfe получать электричество непосредственно от ветрогенератора.
Электролизер Sealhyfe установлен на плавучей платформе, спроектированной для стабилизации производственного блока в море, и использует очищенную от соли воду для электролиза. Для производства одного килограмма зеленого водорода требуется девять литров воды, а с учетом прогнозируемого значительного увеличения дефицита питьевой воды в ближайшие десятилетия это является одним из основных аргументов в пользу размещения производственных площадок у моря.
У Lhyfe есть время до мая следующего года, прежде чем ей потребуется отключиться от хаба SEM-REV. До тех пор она надеется доказать не только, что технология работает, но и что она способна выдержать даже суровые условия Атлантического океана зимой.
Водород HOPE
Уроки от Sealhyfe станут основой для будущих морских проектов. Это включает уникальный проект масштабом 10 МВт HOPE, который Lhyfe координирует с еще восьмью партнерами. Программа Европейского партнерства Clean Hydrogen выделила проекту грант в размере 20 млн евро.
HOPE будет производить до четырех тонн зеленого водорода в день. Планируется запустить его у побережья Бельгии в 2026 году. К 2030 году Lhyfe планирует развернуть несколько проектов мощностью 10 МВт для общей мощности 100 МВт.
В Европе начинают появляться несколько других проектов по производству водорода из ветра на море. Один из них – H2Mare, реализуется группой промышленных и академических партнеров под руководством Siemens Energy и Siemens Gamesa, дочерней компании Siemens Energy, специализирующейся на ветряных турбинах.
“Морские площадки могут позволить плотно населенным регионам, таким как Европа и Япония, генерировать хотя бы часть своего водорода недалеко от побережья, что позволит снизить транспортные расходы”, – говорит Матиас Мюллер, координатор проекта H2Mare и менеджер программы по морскому водороду в Siemens Energy. “Кроме того, скорость ветра на море обычно выше и стабильнее, что позволяет получать большую энергию”.
Siemens инвестировала 120 млн евро в проект, который не предусматривает развертывание полномасштабной системы на море, а скорее создание испытательной платформы на барже в открытом море, а также испытательного стенда на суше для системы электролиза. Он попытается доказать финансовую целесообразность и наилучшую конфигурацию для производства водорода из ветра на море.
Европа не отстает от Китая в области водорода, осознав свои ошибки с батареями
Федеральное министерство образования и исследований Германии выбрало H2Mare одним из трех флагманских проектов в области водорода, которым было выделено в общей сложности 700 млн евро. В рамках планов Германии по генерации 30 МВт ветровой энергии на море к 2030 году, правительство выделило площадь в Северном море для производства зеленого водорода с мощностью до 1 ГВт.
Однако отрасль не удовлетворена этими амбициями. В мае группа, включающая BP, Siemens Gamesa, RWE и Lhyfe, подписала обращение к правительству Германии с просьбой добавить цель дополнительного производства 10 ГВт водорода на море к 2035 году в национальную стратегию и план развития территории.
Голландское правительство также продвигает идею производства водорода на море. В марте этого года была выделена площадь, расположенная на севере страны, рядом с островами Вадден, для проекта по производству водорода из ветра мощностью 500 МВт. В качестве этапа развития будет разработан более маленький пилотный проект с мощностью электролиза от 50 МВт до 100 МВт.
“Я думаю, что Европа была достаточно умной, чтобы сделать ставку на водород и поддержать его на ранних стадиях. Потому что они учились на своих ошибках с батареями в Китае, и, конечно же, все, что Европа пыталась сделать с батареями, было отставшим от графика на несколько лет по сравнению с Китаем,” – говорит Ле Берр. “Теперь Европа создала условия, чтобы быть вовремя и конкурировать эффективно, экономически и технологически с Китаем”.
С помощью программы RePowerEU Европейская комиссия намерена производить 10 миллионов тонн зеленого водорода к 2030 году, и прогнозирует, что водород – внутренний и импортированный – может составить 14% его энергетического микса к 2050 году.
Для поддержки этой цели она намеревается привлечь 372 млрд евро через программу InvestEU к 2027 году. Для европейских стартапов, разрабатывающих электролизеры или создающих спрос на водородные самолеты и автомобили, такая поддержка отрасли может помочь им развиться – и нас приблизить к чище горящему будущему.
