Перспективы развития водородной энергетики до 2050г

Содержание:

1. Мировая структура ресурсов в производстве водорода
2. Все дело в декарбонизации мировой экономики (кратко)
3. Альтернативы?
4. Два кита в основе водородной энергетики
5. О перспективах электролиза воды в мире (кратко)

Выводы

1. Мировая структура ресурсов в производстве водорода

Современная структура различных ресурсов в производстве водорода выглядит следующим образом (рис.1)

Рисунок 1 – Современная структура сырья и энергоресурсов в производстве водорода: 1 – природный газ; 2 – углеводороды в процессах переработки нефти; 3 – уголь; 4 – вода

Таким образом, лидерство среди ресурсов для производства водорода принадлежит природному газу, а метод получения водорода называется паровая каталитическая конверсия (ПКМ). И здесь есть свои преимущества:

- высокая энергетическая эффективность;

- крупномасштабное производство водорода;

- невысокая себестоимость водорода

- отлаженная инфраструктура по использованию сырья.

И все это, конечно, очень хорошо…если бы не одно НО

2. Все дело в декарбонизации мировой экономики (кратко)

В мировой экономике сейчас особенно актуальна парадигма о декарбонизации, с целью снижению доли выбросов диоксида углерода промышленностью. В этом ключе ПКМ не сможет претендовать на лидерство в получении водорода, поскольку для процесса конверсии смеси метана с водяным паром необходимо затратить значительное количество теплоты с целью обеспечения рабочей температуры процесса, которая находится на уровне порядка 800 °С.

При таком раскладе это неминуемо будет сопровождаться выбросами диоксида углерода в атмосферу. Это перечеркивает все перспективы метода ПКМ в мировой водородной экономике будущего.

Аналогичная ситуация и в отношении двух других сырьевых источников:

• конверсия углеводородов при переработке нефти,
• конверсия угля в синтез-газ (СО2+Н2)

Основные процессы, приводящие к получению водорода из этих ресурсов также связаны с подводом большого количества теплоты, которое получают путем сжигания тех же углеводородов.

3. Альтернативы?

Альтернативным вариантом обеспечения теплом процесса конверсии углеводородов в водород может являться использование теплоты ядерного реактора, на пример, за счет атомных станций с газоохлаждаемым ядерным реактором. Но из-за того, что в качестве сырье выступают УГЛЕВОДОРОДЫ, что противоречит концепции водородной энергетики, эти методы не смогут занять свою нишу в мировой экономике будущего для производства водорода. А технологии улавливания диоксида углерода приведут к удорожанию общих капиталовложений в эти и без того громоздкие установки на 80%, что напрямую отразится как на удорожании себестоимости водорода, так и на увеличении сроков окупаемости таких производств.

4. Два кита в основе водородной энергетики

Поэтому в сложившихся условиях мировой парадигмы декарбонизации самым главным и перспективным ресурсом для производства водорода будет являться вода при получении водорода методом электролиза. Все это подтверждается долгосрочными прогнозами Евросоюза по развитию технологий водородной энергетики на перспективу до 2050г. В таблице 1 приведены прогнозы по методам производства водорода на перспективу.

Таблица 1 - Мировые прогнозы увеличения доли электролизного водорода

Из этого следует, что в долгосрочной перспективе метод электролиза воды займет свою нишу в мировой водородной экономике. Причем ресурсы возобновляемых источников энергии станут одним из главных в производстве водорода, включая ветроэнергетику, солнечную энергетику, гидроэнергетику и биомассу. На втором месте - за счет атомных станций.

В этом и заключается КОНЦЕПЦИЯ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ - ОСВОЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРОДА БЕЗУГЛЕРОДНЫМИ МЕТОДАМИ И ТОЛЬКО ИЗ ВОДЫ.

Таким образом, ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА - два кита, на которых будут основана будущая мировая водородная энергетика.

5. О перспективах электролиза воды в мире (кратко)

В мире прогнозируется рост ввода электролизных мощностей. По данным Международной энергетической академии к 2030г ожидается ежегодный ввод порядка 1-5 ГВт/год (табл.2). И в дальнейшем это значение будет только расти.

Таблица 2 - Мировые прогнозы увеличения ввода электролизных мощностей

***

Смотрите еще интересный и познавательный материал на моем канале:

Выводы

1. Паровая каталитическая конверсия природного газа является основным методом производства водорода в крупномасштабном количестве. Но для данного метода характерен значительный углеродный след, что перечеркивает все перспективы на роль основного метода для производства водорода в мировой водородной экономике будущего.
2. В долгосрочной перспективе главный ресурс для получения водорода – ВОДА, а метод – электролиз воды на базе энергии возобновляемых источников, а также от атомных станций. Все это подтверждается

• мировым прогнозам Евросоюза,
• ростом ввода электролизных мощностей в мире.

Подписывайтесь на канал, если Ваши интересы каким-либо образом совпадают с материалом канала.

Прожмите лайк, если материал понравился.

Напишите комментарий, на который я обязательно дам подробный и ясный ответ.