Водород из морской воды: разработка для удешевления H2

 Ученые Фраунгоферовского института систем солнечной энергетики (ISE) разработали проект по производству «зеленого» водорода в открытом море. По оценке исследователей, удельные издержки на получение H2 будут обратно пропорциональны мощности ветрогенераторов, которые будут снабжать электролизную установку. 

Комплекс по производству водорода будет состоять из морского ветрогенератора и подключенной к нему электролизной платформы мощностью 500 мегаватт (МВт), которая сможет производить до 50 тыс. т «зеленого» водорода в год. Морская вода будет опресняться за счет остаточной тепловой энергии электролизера и использоваться для производства газообразного водорода, который «на выходе» будет проходить очистку, «осушку» и сжатие до 500 бар (в 500 раз выше атмосферного давления), а затем – перекачиваться на судно, которое сможет перевозить до 400 тонн водорода.

Проект предполагает использование протонообменного (proton-exchange membrane – PEM) электролизера, который применяет для производства водорода твердый полимерный электролит. По оценке экспертов ассоциации «Глобальная энергия», на долю этого типа установок в 2021 г. приходилось 25% глобальной мощности всех электролизеров, тогда как 69% составляли щелочные электролизеры, использующие жидкий раствор электролита, а 6% – все прочие типы установок, включая твердооксидные электролизеры, задействующие тепловую и электрическую энергию для расщепления воды на водород и кислород при температуре свыше 1 000 градусов Цельсия.

Согласно подсчетам ISE, для электролизера мощностью 500 МВт потребуется ветрогенератор на 602 МВт – при таком сочетании электролизная установка сможет работать в течение 5 тыс. часов в год, а издержки на получение водорода составят 5,92 евро на кг ($6,53 на кг). В свою очередь, при мощности ветрогенератора в 490 МВт загрузка электролизера составит 4 225 часов в год, а удельная стоимость H2 – 6,37 евро на кг. ($7,04 на кг). Эти значения находятся в пределах верхнего порога распространенных в отрасли издержек: по оценке Оксфордского института энергетических исследований, удельная стоимость «зеленого» водорода составляет от $3,3 до $6,5 на кг, в зависимости от типа электролизера и цены «чистой» электроэнергии.

Однако производство в открытом море может облегчить монетизацию проектов в шельфовой ветроэнергетике, которые отличаются сравнительно высокой капиталоемкостью. Если ввод 1 МВт мощности наземных ветроустановок в ЕС обходится в среднем в $1 590, то для надводных ветроустановок этот показатель составляет $3 040 на МВт, согласно оценкам экспертов ассоциации "Глобальная энергия". Поэтому ввод морских электролизных мощностей может помочь производителям ветровой энергии «отбивать» капитальные затраты.

 Ассоциация «Глобальная энергия» - неправительственная организация, созданная в 2002 году для поддержки исследований и инноваций в области энергетики, а также содействия развитию энергетического сотрудничества. Членами Ассоциации являются ПАО «Газпром», ПАО «Сургутнефтегаз» и ПАО «Россети». Ассоциация помогает формировать энергетику будущего, поддерживая передовые научно-технические разработки и стимулируя международное энергетическое сотрудничество в интересах всего человечества. С 2003 года Ассоциация вручает ежегодно международную энергетическую премию «Глобальная энергия». Лауреатами премии стали 48 ученых из 15 стран: Австралии, Австрии, Великобритании, Греции, Дании, Исландии, Италии, Канады, России, США, Украины, Франции, Швейцарии, Швеции и Японии. Премиальный фонд составляет 39 млн рублей.