Команда американских исследователей из Harvey Mudd College и Центра стратегических и международных исследований (CSIS) представила подробную глобальную модель, проливающую свет на экономику производства «зеленого» водорода. Это исследование, опубликованное в журнале Renewable Energy Focus, предлагает детальный взгляд на то, где в мире производство этого перспективного энергоносителя может быть наиболее рентабельным, тем самым очерчивая контуры будущих мировых энергетических рынков. Ключевым выводом работы стала демонстрация того, что стоимость килограмма водорода, полученного с помощью энергии солнца и ветра, может варьироваться в очень широком диапазоне – от менее чем двух до более десяти долларов, в зависимости от географического положения и доступности возобновляемых ресурсов.
Анализ, основанный на семилетнем массиве глобальных данных о солнечной радиации и скорости ветра, позволил создать мировую тепловую карту приведенной стоимости водорода (LCOH). Эта карта наглядно показывает, что такие регионы, как центральные равнины США, Аргентина, Северная Африка и Австралия, обладают огромным потенциалом, чтобы стать мировыми лидерами по производству и экспорту «зеленого» водорода. Исследователи разработали модель, которая не просто анализирует ресурсы, но и оптимизирует конфигурацию производственных объектов для каждой конкретной точки на планете. Модель находит идеальное соотношение мощностей солнечных панелей и ветрогенераторов, чтобы обеспечить максимально эффективную загрузку электролизеров – установок, расщепляющих воду на водород и кислород.
Особое внимание в исследовании уделено преимуществу гибридных систем. Хотя солнечная энергия зачастую дешевле в установке, она доступна только в светлое время суток. Ветер, в свою очередь, может быть более постоянным источником энергии, но капитальные затраты на ветропарки выше. Оптимальное сочетание обоих источников позволяет электролизерам работать дольше и стабильнее, что значительно снижает итоговую стоимость производимого водорода. Например, в Северной Африке и Австралии именно гибридные системы оказываются наиболее экономически выгодным решением по сравнению с использованием только одного вида возобновляемой энергии. Модель также учитывает страновые различия в капитальных и операционных затратах, что делает оценку более точной и реалистичной.
Результаты исследования подтверждают формирующийся глобальный тренд: многие страны уже делают ставку на водородную экономику. Девятнадцать из двадцати стран G20 опубликовали национальные водородные стратегии. Примечательно, что двенадцать из них ориентированы на экспорт, что говорит о грядущей конкуренции на мировом рынке. Анализ показывает существенную разницу в производственных издержках между потенциальными экспортерами и импортерами. Так, минимальная стоимость производства в Чили оценивается в 1,9 доллара за килограмм, а в Австралии и США – в 2,2 доллара. В то же время для стран-импортеров, таких как Германия и Япония, медианная стоимость оказывается значительно выше – 5,6 и 6,36 доллара соответственно. Этот разрыв в ценах создает экономическую основу для будущей международной торговли водородом.
Вместе с тем авторы подчеркивают, что их модель представляет собой инструмент для высокоуровневой оценки и не учитывает такие факторы, как стоимость земли, ограничения инфраструктуры и влияние государственных субсидий, например, американского закона Inflation Reduction Act. Кроме того, мировой рынок водорода находится в зачаточном состоянии. Суммарная установленная мощность электролизеров в мире составляет всего 825 МВт – это в 550 раз меньше, чем требуется для достижения климатических целей к 2030 году. Тем не менее, представленное исследование является важной дорожной картой для политиков и инвесторов. Оно наглядно демонстрирует, какие регионы обладают естественными конкурентными преимуществами, и помогает оценить экономическую целесообразность проектов в сфере «зеленой» энергетики, которая в будущем может кардинально изменить глобальный энергетический ландшафт.