• Finnish Energy Hub

Чому сам лише водень не здатний забезпечити енергетичний перехід

Водень не декарбонізує суспільство, якщо він не виробляється на основі надлишкової чи обмеженої енергії з ВДЕ. Візьмемо приклад Німеччини.


Вілле Рімалі,

Директор зі зростання і розвитку компанії Wärtsilä

Джерело: Энергореформа

Для досягнення цілей зі зменшення викидів вуглецю Німеччині потрібно зосередитися на двох речах: інвестиціях у ВДЕ і підвищенні гнучкості енергетичної інфраструктури шляхом широкомасштабного будівництва чистих теплоелектроцентралей (ТЕЦ). Вугільні станції бажано вивести з експлуатації до 2030 року.


Цього літа ЄС сформулював дуже особливий документ – Водневу стратегію для кліматично нейтральної Європи до 2030 року. Ця стратегія спрямована на фінансування й використання водню як палива на шляху до декарбонізації в енергетичному секторі. У Wärtsilä ми переконані, що для втілення кліматично нейтральних рішень необхідні дослідження та інвестиції. Тоді як стратегія приділяє значну увагу лише частині рішення, необхідного при здійсненні енергетичного переходу, тож воно може не призвести до бажаних Європейським Союзом результатів.


Є велика імовірність, що водень нині НЕ є ключовим рішенням, яке призведе до декарбонізації енергетичного сектору в економічно найбільш ефективний спосіб. Тому на мою думку, декарбонізація має розпочатися так, як це найпростіше зробити – через згортання роботи негнучкої вугільної генерації якомога швидше; при цьому мають зростати ВДЕ, будуватися системи накопичення енергії та гнучкі ТЕЦ. Для водню черга настане після того, як правильно впораємося з цією першою стадією.


Водень – це останній крок декарбонізації


Отже, чому я вважаю, що водень не єдиний варіант зараз? Вважаю за необхідне згадати альтернативну стратегію декарбонізації європейського енергетичного сектора. Джерела електроенергії таких великих країн як Німеччина мають розподілитися таким чином: до 2030 року 80% електроенергії, що споживається у країні, надходитиме з відновлюваних джерел, таких як сонце і вітер. Решта 20% мають генеруватися гнучкими ТЕЦ, що працюють, приміром, на газопоршневих двигунах на природному газі. Це паливо наразі є доступним у достатній кількості і має низькі викиди вуглецю. Тому воно доцільне, поки водень та інші зелені види палива стануть економічно вигідними і їх можна буде використовувати у великих об’ємах.


З таким планом Німеччина зможе з легкістю досягти цілей зі зниження викидів вуглецю в енергетичному секторі. Після 2030 року ті 20%, які залишаються, і які я називаю «останнім кроком», треба змінити: близько 10% електроенергії повинні надходити з гнучких ТЕЦ, налаштованих працювати на водні чи іншому зеленому паливі, і 10% - з додаткових ВДЕ-станцій, з яких електроенергія надходитиме спершу в батареї, що слугуватимуть таким собі буфером з безпеки.


Німеччина повинна збільшити інвестиції у ВДЕ в чотири рази


Щоб цей підхід спрацював, необхідно суттєво збільшити інвестиції у сектор ВДЕ – і діяти швидко. Це вкрай важливо. Адже ми маємо усвідомити, що водень не декарбонізує суспільство, якщо він не вироблятиметься на основі надлишкової чи обмеженої енергії з ВДЕ. Електролізеру потрібна зелена енергія, щоб з її допомогою продукувати водень. ЄС загалом, і Німеччині зокрема, потрібно утричі, або ж навіть у чотири рази підвищити інвестиції для збільшення будівництва потужностей ВДЕ. У Німеччині переважно ідеться про сонячну та вітроенергетику.


Величезний потенціал цих відновлюваних джерел енергії став очевидним у 2020 році. Через карантин COVID-19 у Німеччині знизився попит на електроенергію. Країні навіть довелося передавати вироблену надлишкову енергію до інших європейських країн і сплачувати за це. Причини і наслідки такої абсурдної ситуації детальніше аналізує мій колега Ян Андерсон у статті «Що не так з Energiewende, і як виправити вади» (зокрема, у статті ідеться про те, що через надмір подачі електроенергії у квітні та її від’ємні ціни країна була змушена сплачувати 880 тис. євро на годину за передачу надлишку сусідам). А в іншій статті «This is how Germany could phase-out coal much faster» Ян доводить, що Німеччина повинна значно швидше зупиняти станції на викопному паливі та пояснює, яким чином це можна зробити.


Загалом нинішня енергетична інфраструктура Німеччини не пропонує багато гнучкості для енергосистеми. Вона значною мірою залежить від вугільних та негнучких газотурбінних електростанцій комбінованого циклу. Це заважає використанню усього потенціалу відновлюваної енергетики, а ще гірше те, що енергія сонця і вітру в цілому дешевша за енергію, яку виробляють ці станції.


ВДЕ насправді є найдешевшим джерелом енергії для німецького ринку. Погоджуся з думкою Яна Андерссона (з вищезагаданої статті «This is how Germany could phase-out coal much faster»), що Німеччині потрібно інвестувати у чисті високоманеврені ТЕЦ, які працюють на газопоршневих двигунах (двигунах внутрішнього згоряння), не лише заради збільшення гнучкості і швидшої відмові вид вугілля, а також для того, щоб здійснити перші кроки в декарбонізації централізованого опалення у містах.


Гнучкість завдяки чистим ТЕЦ


Я переконаний, що шляхом інвестицій у високоманеврені газопоршневі ТЕЦ та системи накопичення енергії Німеччина створить більш гнучку енергосистему. Такий склад потужностей здатний легко збалансовувати роботу сонячних та вітрових станцій в холодні місяці. Спершу двигуни працюватимуть на природному газі. Згодом його замінять водень і синтетичний метан як чисте паливо майбутнього практично без вуглецевого сліду. До того ж, високоманеврені газопоршневі ТЕЦ, розташовані у мегаполісах замість великих вугільних ТЕЦ, забезпечуватимуть теплопостачання великих міст.


Переваги ТЕЦ, які працюють на чистому газі, очевидні: близько 50% виробленої ними енергії можуть використовуватися для виробництва електроенергії, а решта 50% – у системі централізованого теплопостачання. Якомога більша загальна паливна ефективність електростанцій є вкрай важливою, коли ці станції переходитимуть на зелене паливо, значно дорожче за природний газ.


Я радий, що і ЄС, і Німеччина докладають зусиль для декарбонізації енергетичного сектору. Однак я вважаю, що слід інвестувати значно більше як у відновлювані джерела енергії, так і в екологічно чисті ТЕЦ, а також у дослідження щодо застосування зеленого водню. Я вірю, що водень є важливим елементом пазлу під назвою «Енергетичний перехід», тому Wärtsilä вивчає водень як паливо майбутнього – з науково-прикладної позиції й заради практичного застосування. Тим не менш, не треба представляти водень ані як послідовника сирої нафти, ані як єдине рішення для кліматично нейтральної Європи. Бо це не так.

177 views