Китайское государственное новостное агентство «Синьхуа» публикует аналитический материал о скоординированном развитии электроэнергетики и производства зеленого водорода в КНР в период 15 пятилетки (2026-2030 гг.).
Зелёное электричество и водородная энергетика являются важными компонентами новой энергетической системы.
К концу 2024 года установленная мощность ветровой и солнечной энергетики в Китае впервые превысила установленную мощность тепловой энергетики, работающей на основе ископаемого топлива.
Нестабильность и непостоянство новых источников энергии привели к тому, что энергосистема столкнулась с серьезными проблемами, такими как недостаточная краткосрочная мощность для сглаживания пиковых нагрузок, сезонный дисбаланс спроса и предложения и снижение стабильности электроснабжения в экстремальных погодных условиях.
В будущем, когда основными источниками электроэнергии станут новые источники энергии, такие как ветер и солнце, длительные периоды безветренной, пасмурной и дождливой погоды будут оказывать все большее влияние на надежность электроснабжения. Потребность в регулировании, особенно долгосрочном регулировании, в новых энергосистемах становится все более острой.
Зеленый водород — это жизнеспособное решение, обеспечивающее долгосрочные возможности регулирования для новых (то есть основанных на новых источниках энергии) энергосистем. Мощность электролизера регулируется, а водородное электрогенерирующее оборудование представляет собой управляемый ресурс. Масштабное внедрение оборудования для производства водорода и генерации водородной энергии может значительно повысить эксплуатационную гибкость энергосистемы и улучшить способность обеспечивать безопасное энергоснабжение.
Необходимым условием для того, чтобы зеленый водород обеспечивал гибкость новой энергетической системы и стал ее важной частью, является достаточно большой промышленный масштаб. В настоящее время отрасль зеленого водорода в Китае вышла на стадию крупномасштабных демонстрационных проектов, но в процессе развития она все еще сталкивается с такими трудностями, как низкая экономическая эффективность, недостаточные масштабы потребления зеленого водорода, а также сложности, связанные с хранением и транспортировкой.
С точки зрения экономики фактическая себестоимость производства водорода методом электролиза воды часто превышает 25 юаней/кг (3,5 доллара США/кг), что значительно выше себестоимости серого водорода (производимого из природного газа или угля) в 7–10 юаней/кг, и все еще выше стоимости синего водорода (производство водорода из ископаемого топлива + CCS), которая составляет около 20 юаней/кг. Следует отметить, что указанная стоимость зеленого водорода в Китае в 3,5 доллара за килограмм, намного ниже, чем актуальные европейские котировки.
Что касается спроса, то в настоящее время 94% потребления водорода и 70% потребления зеленого водорода сосредоточено в химической промышленности. Водород в основном используется в качестве сырья, а его потребление в энергетике незначительно. Система сертификации «зеленого» водорода еще не унифицирована, что затрудняет для перерабатывающих отраслей количественную оценку стоимости сокращения выбросов углерода, что также сдерживает энтузиазм рынка.
С точки зрения транспортировки наблюдается отсутствие экономически эффективных технических средств для крупномасштабной транспортировки водорода. Ресурсы чистой энергии и спрос на энергию в Китае географически разнесены, что определяет, что зеленый водород, как и зеленое электричество, сталкивается с проблемой его транспортировки от генерирующих/ производственных объектов к центрам спроса. Решение этой проблемы является необходимым условием быстрого развития и широкого внедрения водородной энергетики.
Синергия между электричеством и водородом имеет решающее значение для решения проблем развития двух отраслей.
Зеленый водород получается из зеленой электроэнергии, и зеленый водород также может генерировать электроэнергию. Два типа энергии, электричество и водород, могут быть легко преобразованы друг в друга. Электроэнергию легко передавать, а водород легко хранить. Синергия электричества и водорода в полной мере раскрывает уникальные преимущества двух видов энергии и позволят получить более высокую ценность: 1+1>2.
С точки зрения производства энергии синергия электроэнергии и водорода может изменить режим развития новой энергетики и реализовать эффективное использование, диверсифицированное преобразование и стабильные поставки новой энергии. Если крупные центры ВИЭ будут производить только электроэнергию, их необходимо будет оснастить большим количеством регулирующих объектов, таких как тепловые электростанции, гидроаккумулирующие станции или накопители энергии, чтобы обеспечить стабильную и надежную поставку или передачу электроэнергии. Используя синергетический подход, а также используя возможности регулирования электрического оборудования для производства водорода, можно производить водород в периоды избытка ветровой и солнечной генерации и далее перерабатывать его в аммиак, метанол или другие ценные продукты переработки, что в полной мере повышает эффективность использования новой энергии и преобразует электроэнергетический центр в центр совместного производства электроэнергии, водорода, аммиака и спирта.
Что касается энергопотребления, синергия между электричеством и водородом может расширить сценарии применения новых энергетических ресурсов и обеспечить надежное энергоснабжение в узлах нагрузки. В таких областях конечного потребления энергии, как химическая промышленность, металлургия, авиация и судоходство, которые трудно электрифицировать напрямую, зеленый водород и получаемые на его основе зеленый аммиак и зеленый метанол являются ключом к обеспечению низкоуглеродного потребления энергии. Ожидается, что к 2030 объем потребляемого водорода достигнет десятков миллионов тонн. Поскольку доля водорода в конечной энергии продолжает расти, синергия между электричеством и водородом сможет дать лучшие результаты. Многочисленные виды энергии — электричество, водород, аммиак и спирт — в совокупности удовлетворяют разнообразные потребности пользователей и способствуют эффективному использованию новой энергии. С другой стороны, водородное электрогенерирующее оборудование может также служить надежным источником энергии с нулевым выбросом углерода для узлов нагрузки, повышая уровень безопасной эксплуатации электросети.
С точки зрения транспортировки как передача электроэнергии, так и передача водорода являются крупномасштабными методами транспортировки энергии на большие расстояния. Выбор одного из них требует всестороннего рассмотрения множества факторов, в том числе экономики транспортировки. В целом, при одинаковой степени использования оборудования передача электроэнергии имеет лучшие технические и экономические характеристики, чем передача водорода. Например, стоимость передачи (включая налоги) по технологии передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения может составлять всего 0,03–0,05 юаня/кВт*ч/тыс. км, что имеет очевидные экономические преимущества по сравнению с передачей водорода по трубопроводу (0,07–0,1 юаня/кВт*ч/тыс. км). Используя пропускную способность мощной электросети и приняв модель, которая сочетает «передачу электроэнергии вместо передачи водорода» с прямой передачей водорода (аммиака, спирта), мы можем в полной мере использовать преимущества зрелой и экономичной технологии передачи электроэнергии, а также функцию крупномасштабного и долгосрочного хранения энергии водорода (аммиака, спирта), тем самым повышая гибкость распределения энергии и общую эффективность ее транспортировки.
«Благодаря синергии электроэнергии и водорода мы будем способствовать созданию диверсифицированной системы энергоснабжения, заменим ископаемые виды энергии в сфере энергетики и транспорта, снизим зависимость от ископаемой энергии и риски энергоснабжения, а также обеспечим национальную энергетическую безопасность», — отмечается в статье.
Поэтому синергия электроэнергии и водорода должна быть включена в энергетическую часть плана 15-й пятилетки с формулировкой поэтапных целей развития.
Фото: © RenEn
Источник: RenEn