Оценка будущих цен на зеленый водород для США и Европы
Международный совет по чистому транспорту (International Council on Clean Transportation, ICCT) опубликовал доклад с расчётами экономики зеленого (электролизного) водорода «Оценки затрат на производство водорода электролизом: Соединенные Штаты и Европа». Авторы отмечают, что в опубликованных ранее докладах других «высокостатусных» организаций при прогнозировании будущих цен на зеленый водород учитывается недостаточное количество параметров — в основном капитальные затраты на электролизёры и стоимость электроэнергии. Хотя на самом деле статей расходов гораздо больше.
«В данном исследовании мы предполагаем, что затраты включают в себя капвложения в электролизер, замену электролизера (при необходимости), электричество, воду, трубопроводы, капвложения в компрессор, хранилище (краткосрочное) на производственной площадке и другие операционные расходы», — пояснили они. Соответственно, доклад претендует на «наиболее полный и прозрачный» расчёт цен на водород.
В исследовании рассматриваются только три технологии генерации, применяемые для производства водорода — солнечная фотоэлектрическая, наземная и морская ветровая энергетика, а также три типа электролизёров: щелочные (AE), протонообменной мембраной (PEM) и твердооксидные (SOE).
Авторы рассматривают три сценария.
Сценарий 1 «Сетевое подключение». Предполагается, что электролизёр подключен к электрическим сетям, как всякий потребитель, и поэтому может производить водород круглосуточно, работать с КИУМ, равным 100%. Соответствующий договор энергоснабжающей организацией или генератором обеспечивает приобретение исключительно возобновляемой энергии.
Сценарий 2 «Прямое подключение». Электролизёр работает вне рамок централизованной системы энергоснабжения, и получает электроэнергию непосредственно от ВИЭ-генератора. Цена на электроэнергию в таком случае может быть ниже, поскольку не включает в себя затраты на передачу и сбыт. С другой стороны, КИУМ электролизёра соответствует КИУМ генератора. Вопросы оптимизации генерирующих систем, например, совмещение солнечной и ветровой генерации в докладе не рассматриваются.
Сценарий 3 «Избыточное электричество». В данном случае электролизёр подключен к системе, как и в Сценарии 1, но на его работу идёт только «лишнее» электричество, вырабатываемое солнечными и ветровыми электростанциям, то есть та электроэнергия, которая в противном случае была бы «потеряна» в результате принудительной остановки выработки (curtailment). Стоимость такой электроэнергии авторы принимают за ноль, а продолжительность периодов такой лишней выработки составляет у них четыре часа в день.
Поскольку выработка ветровых и солнечных электростанций и, соответственно, цена на зеленую электроэнергию зависит от географического положения, это также учитывалось в расчётах цен на зеленый водород.
Прогноз цен по указанным сценариям представлен в следующей таблице.
Как мы видим, цены довольно высоки, то есть выше, чем «обещают» многие другие авторы.
В исследовании были проанализированы последние доклады с прогнозами цен на зелёный водород, выпущенные BloombergNEF, Международным энергетическим агентством (МЭА) и Международным агентством по возобновляемой энергии (IRENA).
Например, в докладе «Перспективы водородной экономики» (Hydrogen Economy Outlook), опубликованном BloombergNEF, содержатся гораздо более оптимистичные оценки будущих цен. Его авторы ожидают, что цена на зеленый водород упадет до 1,4−2,9 долларов США за кг к 2030 году и 0,8−1,0 долларов США за кг к 2050 году. «Эти цифры игнорируют важные системные затраты, связанные с созданием полностью работающей установки для электролиза H2 и сосредоточиваются только на затратах на электролизер и затратах, связанных с покупкой электроэнергии и воды", — говорится на это в докладе ICCT.
Аналогичная критика («игнорируются важные системные затраты») достаётся и докладу МЭА «Будущее водорода» (The Future of Hydrogen, 2019), и докладу IRENA «Водород: перспектива возобновляемых источников энергии» (Hydrogen: A renewable energy perspective, 2019).
Применительно к докладу IRENA отмечено, что низкая цена H2 получена в результате «сочетания чрезмерно оптимистичных цен на электроэнергию и игнорирования других системных затрат».
Следует отметить, что доклад ICCT вышел почти одновременно с другой аналитической работой, которую провели немецкие исследователи из компании Prognos. Их оценки будущей стоимости зеленого водорода также весьма консервативны и схожи с выводами рассматриваемой публикацией ICCT.
Таким образом, можно признать, что существует довольно высокая степень неопределенности по поводу будущих цен на зеленый водород. Впрочем, она присутствует всегда при прогнозировании будущего в нашем быстроменяющемся мире.