Содержание:
- Что такое себестоимость?
- Ценовые сценарии оценки себестоимости водорода
- Итоги
Выводы
1. Что такое себестоимость?
Вообще, себестоимость – это удельные затраты, измеренные в рублях, долларах и т.д. отнесенные на единицу произведенной продукции, измеренной в кг, т, м3 и т.д. за определенный период выпуска этой продукции, т.е., производительность. Обычно берут за год. Итого, формула себестоимости довольно простая.
Размерность себестоимости, соответственно, это руб./кг, руб./т и т.д. Есть специальная методика по расчету составляющих суммарных затрат. В целом она включает затраты на:
- топливно-энергетические ресурсы,
- сырье и материалы,
- заработную плату персонала включая соцпакет,
- затраты, связанные с поддержанием основного оборудования в работоспособном состоянии, т.е., все виды ремонтов, включая обновление по истечению срока его службы.
2. Ценовые сценарии оценки себестоимости водорода
Рассмотрим три различных исходных ценовых сценариев производства водорода в соответствии с таблицей 1 (данные Института народнохозяйственного прогнозирования РАН):
- оптимистический,
- умеренный,
- пессимистический.
3. Итоги
На основе данных таблицы 1 в таблице 2 приведена обзорная сводка по оценке себестоимости получения водорода различными методами.
- Очевидно, что производство водорода методом паровой конверсии природного газа позволяет производить наименее дорогой водород. Тут все понятно.
- С методом газификации угля есть свои проблемы с его подготовкой к процессу газификации. Скорее всего в этих оценках это не было учтено, иначе себестоимость водорода более отличалась от метода конверсии.
- А ещё надо учесть и то, что получение водорода конверсией природного газа и угля не учитывают затраты в технологию улавливания углекислого газа, что покажет совсем иные значения себестоимости.
- Главная проблема при получении водорода в термохимических циклах — это необходимость постоянного наличия источника высокотемпературного тепла. С этой целью есть специальная технология под названием высокотемпературный газоохлаждаемый ядерный реактор (ВТГР), в которых в качестве теплоносителя используется гелий, которые снискал себе славу тем, что является химически инертным и слабо взаимодействует с нейтронами. В реакторах такого типа гелий при нагреве достигает температуры порядка 1000 ⁰С что является достаточным для условий термохимических циклов. Конечно данному методу не сравниться с паровой конверсией или газификацией угля, но в сравнении с электролизом воды при потреблением электроэнергии из энергосистемы, оказывается выгоднее, что вполне логично, если учесть, что ВТГР используется как собственный источник энергии. И даже наличие ядерного реактора тут не причем. Вернее, окупаться будет дольше установка с ВТГР, конечно, но вот по себестоимости тут все логично получается, ибо системная электроэнергия гораздо дороже дармовой теплоты даже если она от ядерного реактора.
- Наиболее дорогостоящий водород получается электролизом воды с потреблением электроэнергии от ветроэнергоустановок и солнечных энергетических установок. Ввиду значительного непостоянства плотности ветро- и солнечных энергоресурсов помноженное на заметную дороговизну данных установок (к примеру для АЭС при расширении действующих площадок капиталовложения составляют 2500долл./кВт) и невысокий КПД все это приводит к тому, что данные методы ещё долго будут в отрыве от конкурентоспособности с прочими методами получения водорода.
Но среди этих оценок не достает ещё одного варианта – это электролиз воды с потреблением электроэнергии от АЭС по себестоимости и напрямую.
Забегая вперед должен сказать, что по моим оценкам этот метод оказывается конкурентоспособным с паровой конверсией природного газа.
Более подробно об этом и конкретные результаты моих оценок будут показаны в дальнейших публикациях на канале.
Выводы
- Главное преимущество метода паровой конверсии заключается в получении наиболее дешевого водорода за что он и получил самое широкое распространение в мире. Но есть проблема в виде углеродного следа, что ставит под большие сомнения его перспективу сохранить эту позицию. По сути, это касается любого метода, так или иначе связанного с использованием углеводородов.
- Главной проблемой получения водорода термохимическим методом является обязательное снабжение дешевой высокопотенциальной тепловой энергией. В условиях энергосистемы ее просто неоткуда взять. Поэтому единственным выходом является сооружение специальных энергоустановок в виде атомных станций с ВТГР, но их еще не везде построишь, да и весьма недешевое это удовольствие. Все сказанное приводит к тому, что метод термохимических циклов вообще вряд ли когда-нибудь получит широкое распространение.
- Электролиз воды в сочетании с возобновляемыми источниками энергии будет конкурентоспособен по мере удорожания себестоимости получения водорода прочими методами. Пожалуй, это единственный путь для этой технологии.
- Особняком стоит метод электролиза воды за счет электроэнергии от АЭС по себестоимости, конечно же. Ибо это наиболее перспективный путь освоения производства безуглеродного водорода. Подробнее здесь:
