Всем известно, что Сибирский регион России богат природными ресурсами, в том числе огромным потенциалом гидроэнергетики. Несмотря на наличие потенциала для выработки значительного количества чистой энергии, Россия использует лишь 10% своих гидроэнергетических ресурсов. Сегодня это упущенная возможность для развития экономики России, однако уже в ближайшей перспективе у нас есть все необходимые ресурсы, чтобы не только стать лидером в области "зеленой" водородной энергетики, но и возглавить её во всем мире.
В статье о смысле переноса столицы России в Сибирь, я упоминал о перспективах развития зеленых энергетических технологий в Сибирском регионе:
Гидроэнергетика - это возобновляемый источник энергии, получаемый за счет энергии движущейся воды. Это чистый и главное устойчивый источник энергии, который идеально как по ресурсной базе, так и по энергетическим возможностям подходит для производства "зеленого" водорода, который считается будущим энергетической отрасли.
Зеленый водород производится с использованием возобновляемых источников энергии, таких как гидроэнергетика, энергия ветра или солнечная энергия.
Суть производственного процесса включает в себя использование электричества для расщепления воды на кислород и водород, причем последний будет использоваться в качестве энергоносителя, аккумулятора, а так-же в качестве топлива. При производстве с использованием возобновляемых источников энергии зеленый водород не выделяет парниковых газов, что делает его отличной альтернативой ископаемому топливу.
И тут важно делать на это акцент, так как считать нужно по полному циклу. Утилизация лопастей ветроэнергетических установок каждые 25 лет, никак нельзя назвать экологически чистой, тоже самое мы имеем в отношении утилизации солнечных панелей.
По существу только гидроэнергетика способна более 100 лет функционировать в режиме генерации чистой энергии без дальнейшего нанесения вреда экологии.
Потому гидроэнергетика на сегодня единственный источник энергии удовлетворяющие требования экологичности и достаточной мощности для развития зеленой водородной энергетики.
Сибирь - идеальный регион для развития гидроэнергетики и производства "зеленого" водорода. Регион известен своими обширными реками и озерами, которые можно использовать для выработки большого количества энергии. Такая ситуация открывает возможности для развития гидроэнергетики и производства экологически чистого водорода как для внутреннего потребления так и на экспорт.
Чтобы воплотить эту возможность в реальность, российское правительство сформулировало стратегию по увеличению использования возобновляемых источников энергии из природных источников в стране. Эта стратегия включает в себя поощрение использования гидроэнергии, энергии ветра и солнечной энергии, а также введение законодательства, которое будет стимулировать инвестиции в возобновляемые источники энергии.
Сибирь имеет все шансы стать центром "зеленой" водородной энергетики в России и за ее пределами. Увеличивая гидроэнергетический потенциал страны, регион мог бы стать значительным игроком на мировом энергетическом рынке, создавая новые экономические возможности и рабочие места для местного населения.
Обобщая международные данные, развитие глобальной водородной энергетики создаст новый энергетический рынок стоимостью в 2,5 трлн долларов, который будут обслуживать 30 миллионов рабочих мест к 2050 году.
Для сравнения - в 2021 году мировой рынок нефти оценивался примерно в 3,3 трлн долларов США.
Использование Сибирских гидроэнергетических ресурсов могло бы сыграть решающую роль в формировании чистой и устойчивой энергетики, отвечающую мировым потребностям.
В Сибири насчитывается несколько миллионов рек, как больших, так и малых. Среди наиболее крупных можно выделить Енисей, Лену, Амур, Колыму, Ангару, Иртыш и Обь. Уже сегодня реализуемый гидроэнергетический потенциал Сибирских рек оценивается примерно в 450 ГВт.
Учитывая потенциал Сибирской гидроэнергетики можно приблизительно рассчитать её энергоэкономических характеристики.
КУИМ (Коэффициент использования установленной мощности) отражает эффективность использования гидроэнергии и обычно составляет от 0,35 до 0,85 в зависимости от условий эксплуатации гидроэлектростанции.
Даже если взять КУИМ по минимальной планке - 0,35, то есть только 35% заложенной изначально вырабатываемой мощности будет производить гидроэлектростанция за год. Это значит, что только часть потенциальной энергии воды переходит в электрическую энергию, а остальная часть рассеивается на трение и другие потери в системе, к этому добавляется время на техобслуживание, остановку агрегатов, сезонность выработки электроэнергии и т.п.
Тогда гидроэлектростанция мощностью в 1 ГВт с КУИМ 0,35, произведёт:
1 ГВт х 24 ч х 365 дней х 0,35 = 3 066 000 000 кВт·ч электроэнергии в год.
Промышленные электролизеры производят порядка 0,044 кг водорода на 1 кВт·ч затраченной электроэнергии, в результате производства водорода ГЭС мощностью в 1 ГВт, можно получить примерно 134 904 000 кг водорода.
Согласно исследованию "Renewables Global Status Report 2021", стоимость 1 кВт установленной мощности ГЭС в составляет около от $2000 до $3000 в зависимости от условий строительства. Для Сибири возьмем планку в $3500 вместе оборудованием для производства водорода за 1 кВт установленной мощности, и рассчитаем приблизительную стоимость затрат строительства Сибирских ГЭС.
- Так строительство 1 ГВт установленной мощности Водородной ГЭС обойдется примерно в $3.5 млрд.
Себестоимость производства зеленого водорода с помощью малых ГЭС оценивается от 2,5 до 5 долларов за килограмм, тогда как себестоимость производства зеленого водорода на крупных ГЭС может быть значительно меньше и составлять около 1,5-3 доллара за килограмм.
Возьмем стоимость в размере 3 долларов за кг зеленого водорода, тогда срок окупаемости, 1 ГВт водородной ГЭС только по себестоимости производства водорода составит около 8,6 лет.
То есть в перспективе 10-15 лет, строительство водородных ГЭС, окупается, а далее ежегодно они будут генерировать прибыль на протяжении минимум полувека.
Уже сегодня реализуемый потенциал в 450 ГВт, соответствует годовой выработки = 450 ГВт х 24 ч х 365 дней х 0,35 = 1 377 700 ГВт·ч, которые произведут 60,5 миллиона тонн зеленого водорода, и это по нижней планки.
И тут конечно можно задаться вопросом, а зачем это всё. У нас есть газ, производить водород можно и из него, или просто сжигать метан.
Верно для России как страны добывающий природных газ по низкой себестоимости энергоэкономическая составляющая водорода вырабатываемой на ГЭС, будет являться продуктом с высокой добавочной стоимостью.
Так удельная теплота сгорания метана в условиях современной электростанции составляет примерно 50 МДж/кг, водорода - 141,8 МДж/кг, тогда из 1000 м³ метана выделится приблизительно 35 870 МДж энергии при полном сгорании, что эквивалентно сгоранию 2818 м³ водорода.
Именно так, в объеме водорода нужно в 3 раза больше чем метана, но при этом масса водорода составит всего 252,8 кг, в то время как у метана - 717,4 кг.
В итоге имеем следующие величины:
Стоимость 1000 м³ метана в России составляет 87 долларов, масса метана - 717,4 кг, а себестоимость 2818 м³ водорода, или 252,8 кг водорода обойдется в 758 долларов, то есть в 8,71 раз больше.
И тут уже интереснее дела обстоят, так 1 кубический метр метана выделяет примерно 25,6 МДж (или 7,11 кВт*ч) энергии при сжигании, стоимость газа для домохозяйств и промышленности в России составляет примерно 7 рублей кубометр, а почти три кубометра которые выделят аналогичное количество энергии у водорода будут стоить в себестоимости в 6,2 раз больше.
Как так получается? Чтобы получить 25,6 МДж энергии, необходимо сжечь: 181 грамм водорода, себестоимость производства такого количества водорода составит 43,44 рубля.
Потому зеленый водород очень выгодно продавать в качестве экологически чистого энергоносителя с высокой добавочной стоимостью в страны не имеющими своих ископаемых источников энергии, но озабоченными внедрением ВИЭ и развитию водородной энергетики.
При стоимости газа на мировых рынках в 550 долларов за 1000 кубометров, зеленая водородная энергетика Российских ГЭС будет выгодна и окупит инвестиции в строительство меньше чем за 10 лет, и далее 50 лет будет приносить гарантированную прибыль.
В заключение можно сказать, что России давно пора предпринять шаги по использованию своих природных ресурсов для создания устойчивого будущего для грядущих поколений. Сибирский регион обладает потенциалом стать мировым лидером в области "зеленой" водородной энергетики, и этот потенциал нужно использовать на благо России.
К водородной энергетики в конечном итоге придут все, это универсальный энергоноситель который будет формировать новое энергетическое общество, программы водородной энергетики запущены уже во всех ведущих странах мира, включая Россию и Китай. Через 30 лет спрос на энергетический водород будет превышать спрос на традиционные углеводороды, его нужно будет очень много...
Друзья, статью не следует воспринимать как самостоятельный материал, это лишь дополнение к вышедшей статье про Сибирь, и не более.
Касательно темы водородной энергетики и как она будет изменять облик России, поговорим отдельно.
Статьи выходят благодаря поддержке подписчиков-спонсоров. Для спонсоров всегда открыто приватное обсуждение, все ссылки на источники и исследования используемые в основе моих статей. Спасибо друзья за поддержку канала!
Подписывайся на канал!
=============================================