Прогнозируется, что к 2040 году мировой рынок водорода вырастет в тысячу раз, а спрос на чистый водород, по прогнозам, достигнет 500 миллионов тонн в год в период до 2050 года.
Почему такой спрос на один продукт?
Чистый водород может обезуглероживать химическое, цементное, металлургическое и металлургическое производство и обеспечивать комбинированное производство тепла и электроэнергии из одного источника. Водород позволит хранить и распределять избыточную энергию из других источников по секторам и регионам, создавая замкнутую экономику возобновляемых источников энергии, в которой потраченная энергия постоянно перерабатывается снова в энергию.
Вот почему водород имеет решающее значение для стратегии интеграции энергетической системы ЕС, поскольку он может производить тепло и электроэнергию из нескольких источников. Это также основное электротопливо, альтернативное топливо из возобновляемых источников для быстрого обезуглероживания в таких секторах, как судоходство и авиация. И что особенно важно, водород может стать возобновляемым топливом для таких секторов, как грузовой транспорт и судоходство, которые не подходят для прямой электрификации.
Недавние международные климатические соглашения ускорили спрос на чистый водород. Тем не менее, существует растущий разрыв между спросом и предложением и к 2050 году миру потребуется 500 миллионов тонн зеленого и синего водорода. Это стимулирует растущий отраслевой спрос на более конкурентоспособную нормированную стоимость водорода, чтобы стимулировать необходимые инвестиции в дополнительные мощности.
Итак, как мы можем снизить стоимость водорода, чтобы сделать его более конкурентоспособным?
Межсекторальная энергетическая конвергенция
Для увеличения производства чистого водорода потребуется сочетание источников энергии, подкрепленных межотраслевым сотрудничеством и интеграцией. Это связано с тем, что чистый водород потребует сочетания источников энергии, таких как солнечная энергия и морской ветер, а также параллельного сближения ранее отдельных секторов и специализаций от электролизеров и нефти до морского ветра и газа. Фрагментированная, разрозненная цепочка создания стоимости водорода может существенно замедлить скорость разработки в решающий момент, когда нам необходимо увеличить производство.
Конвергенция водородной энергетики уже проявляется в комбинированных теплоэлектростанциях, морских проектах по превращению ветра в водород, а также в домашнем отоплении и транспорте на водородном топливе. Мы также видим межотраслевые консорциумы производителей химикатов, тепла, электроэнергии и зеленой энергии, производящие метанол, и новаторские партнерства между компаниями, работающими на ископаемом топливе, и возобновляемыми источниками энергии для производства зеленого водорода. Фирмы, работающие в таких разных отраслях, как возобновляемые источники энергии, вода, электроэнергия и удобрения, сформировали «зеленую водородную катапульту» для снижения затрат на разработку за счет комбинированной экономии за счет масштаба. Аналогичным образом в водородной стратегии Европейской комиссии изложены планы по интеграции всей энергетической системы ЕС по секторам и регионам.
Устранение разрозненности секторов
Тем не менее, это включает в себя задачу разрушить национальные и отраслевые разрозненности и объединить отрасли, которые никогда не работали вместе, как указано в нашей новаторской статье « От амбиций к реальности », написанной в сотрудничестве с Принстонским университетом, США. Широко различающиеся стандарты, культуры, инструменты и технологии в соответствующих отраслях, от электролизеров до нефтехимии, могут привести к разрозненному развитию. Например, мы могли видеть конфликтующие бизнес-модели, подходы к проектированию и инженерные методы в промышленных кластерах или партнерствах. Это означает, что несовместимые инструменты и технологии могут препятствовать межсекторальному сотрудничеству и обмену данными. Точно так же мы могли наблюдать культурное столкновение между партнерами по проекту с противоположными корпоративными культурами, в таких отраслях как химическая промышленность или ветроэнергетика.
Водородные стандарты
Растет спрос на глобальные стандарты, чтобы обеспечить соответствие технологиям, процессам, безопасности и устойчивости по всей цепочке создания стоимости водорода. Интеграция межотраслевой энергетической системы требует межотраслевого надзора и гармонизированных стандартов или правил. Если бы водородное законодательство ЕС было упорядочено и приведено в соответствие с Законом о водороде, это обеспечило бы стабильное безопасное и устойчивое производство во всех секторах и странах. Это послужит ориентиром для передового опыта во всех отраслях, связанных с чистым водородом, и поможет согласовать различные усилия для достижения общих целей.
Соединение разнообразной экосистемы
Интеграция также требует, чтобы специалисты по управлению проектами, охватывающие все соответствующие сектора, выступали в качестве центра экосистемы, объединяющего все водородные инструменты, технологии, сектора и поставщиков. Нейтральные организаторы помогут обеспечить плавную интеграцию различных партнеров по проекту, политику, людей и процессы. Это позволит отрасли воспользоваться «оптионингом», опираясь на весь набор инструментов, чтобы найти оптимальное сочетание лучших в своем классе решений для всего, от стоимости до эффективности выбросов углерода.
Например, мы предоставляем услуги по интеграции активов, включая выбор наилучшего сочетания технологий для разработки новаторского предприятия Shell Holland Hydrogen I по производству экологически чистого водорода. Проект будет опираться на наш опыт в нескольких соответствующих секторах, от морского ветра до электролиза, для координации сотрудничества между Shell и оффшорной ветряной электростанцией для производства 50 000–60 000 кг водорода в день.
Это демонстрирует, как нейтральные организаторы, охватывающие несколько секторов, могут обеспечить целостную, «всесистемную» интеграцию активов и сплоченное сотрудничество, необходимое для водорода. Он предлагает микрокосм того, как можно управлять более широким энергетическим сектором как взаимосвязанной «системой систем», питающейся чистым водородом.
Важно отметить, что этот проект показывает, как независимые сторонние организации могут предоставлять нейтральные консультации, чтобы помочь промышленным кластерам или консорциумам выбрать оптимальное сочетание продуктов и процессов из всех секторов для любого применения водорода. Независимые от поставщика «открытые» стандарты проектирования для водорода могут аналогичным образом создать общую экосистему водородных технологий, чтобы все проекты могли использовать лучшее в своем классе сочетание решений.
Водородная революция
Революция в области чистого водорода потребует беспрецедентных усилий, объединяющих промышленность, академические круги и правительство, а также объединение масштабной цепочки создания стоимости, охватывающей несколько отраслей и секторов. Эта интеграция энергетической системы способна одновременно обезуглероживать различные отрасли промышленности, от транспорта до отопления, а также хранить и распределять чистую энергию и тепло по всей нашей экономике. Тем не менее фрагментированная и разрозненная цепочка создания стоимости водорода будет означать, что новые генерирующие мощности не смогут удовлетворить спрос на декарбонизацию.
Ускорение разработки потребует от нас гармонизации различных практик и технологий с помощью общих стандартов, правил, моделей управления проектами и межотраслевых специалистов, объединяющих несколько отраслей. Мы должны создавать промышленные кластеры, консорциумы и государственно-частные партнерства, объединяющие промышленность, инвесторов, правительства и регулирующие органы для проведения совместных исследований и разработок.
Наконец, нам также нужны всеобъемлющие рамки для стандартизации и координации производства, хранения и распределения водорода. В конечном счете, цель состоит в том, чтобы управлять энергетическим сектором как единой взаимодействующей экосистемой, в которой источники энергии, опыт и активы могут свободно перемещаться между секторами.