Резюме

Попит на водень зростає з позитивними сигналами в ключових сферах застосування

Попит на водень досяг 94 млн тонн у 2021 році, відновившись до рівня, вищого за допандемічний (91 млн тонн у 2019 році), що еквівалентно приблизно 2,5% глобального кінцевого споживання енергії. Основною причиною збільшення є традиційне використання в нафтопереробці та промисловості, хоча попит на нові види застосування зріс приблизно до 40 тисяч тонн (на 60% більше, ніж у 2020 році, хоча з низької бази).

Також деякі нові сфери застосування водню демонструють ознаки прогресу. Кількість повідомлень про нові сталеливарні проекти швидко збільшується уже через рік після запуску першого демонстраційного проекту використання чистого водню для прямого відновлення заліза. У Німеччині почав працювати перший парк поїздів на водневих паливних елементах. Існує також понад 100 пілотних і демонстраційних проектів з використання водню та його похідних у судноплавстві, а великі компанії вже підписують стратегічні партнерські угоди, щоб забезпечити постачання цього палива. В енергетичному секторі все більше уваги привертає використання водню та аміаку; оголошені проекти досягнуть майже 3,5 ГВт потенційної потужності до 2030 року.

Беручи до уваги політику та заходи, які вже впровадили уряди в усьому світі, ми оцінюємо, що до 2030 року попит на водень може сягнути 115 млн тонн, проте лише 2 млн тонн  буде отримано від нових видів використання. Це можна порівняти зі 130 млн тонн (25% від нових видів використання), які були б необхідні для виконання існуючих кліматичних зобов’язань, висунутих урядами в усьому світі, і з майже 200 млн тонн, необхідних до 2030 р., щоб бути на шляху до нульових викидів до 2050 року.

Конвеєр проектів з виробництва водню з низьким рівнем викидів продовжує розширюватися, але мало хто досягає FID

Значна частина збільшення попиту на водень у 2021 році була покрита за рахунок водню, виробленого з непереробленого викопного палива, тобто не було ніякої користі для пом’якшення зміни клімату. Виробництво водню з низьким рівнем викидів у 2021 році становило менше 1 млн тонн, причому практично весь він надходив на заводи, що використовують викопне паливо з уловлюванням, утилізації та зберіганням вуглецю (CCUS). Проте портфель проектів з виробництва водню з низьким рівнем викидів зростає вражаючою швидкістю.

Якщо всі проекти, які зараз перебувають у стадії реалізації, до 2030 року виробництво водню з низьким рівнем викидів може досягти 16-24 млн тонн на рік, з 9-14 млн тонн на основі електролізу та 7-10 млн тонн на викопному паливі з CCUS. Щодо електролізу, реалізація всіх проектів, що знаходяться на стадії розробки, може призвести до встановленої потужності електролізера 134-240 ГВт до 2030 року, причому нижня межа діапазону буде подібна до загальної встановленої потужності відновлюваних джерел енергії в Німеччині, а верхня межа у всій Латинській Америці. Виконання кліматичних зобов’язань урядів вимагатиме 34 млн тонн  виробництва водню з низьким рівнем викидів на рік до 2030 року; Шлях, сумісний із досягненням нульових чистих викидів до 2050 року в усьому світі, потребуватиме близько 100 млн тонн до 2030 року.

Значна частина проектів наразі перебуває на розширеній стадії планування, але лише деякі (4%) будуються або ухвалили остаточне інвестиційне рішення (FID). Серед ключових причин – невизначеність щодо попиту, відсутність нормативної бази та доступної інфраструктури для доставки водню кінцевим споживачам.

Розширення виробничих потужностей електролізерів має вирішальне значення для розгортання ланцюгів постачання водню

Для виробництва водню з низьким рівнем викидів потрібні електролізери, які використовують електроенергію з низьким рівнем викидів. Сьогодні виробнича потужність електролізера становить майже 8 ГВт/рік, і, виходячи з галузевих оголошень, до 2030 року вона може перевищити 60 ГВт/рік. Цього буде достатньо, щоб досягти поточних урядових цілей щодо розгортання електролізу, але нарощування залежить від урядових цілей. Хоча очікується, що портфель проектів продовжуватиме зростати протягом наступних років, існує потреба забезпечити ранню підтримку проектів, щоб гарантувати, що вони досягнуть FID та розширяться.

Наш аналіз свідчить про те, що за сьогоднішніх цін на викопну енергію відновлюваний водень уже може конкурувати з воднем з викопного палива в багатьох регіонах, особливо в тих регіонах, які мають хороші відновлювані ресурси та повинні імпортувати викопне паливо, щоб задовольнити попит на виробництво водню. Звичайно, існує невизначеність щодо того, як це відбуватиметься протягом наступних кількох років. Але якщо проекти електролізерів, які знаходяться в стадії розробки, будуть реалізовані та відбудеться заплановане розширення виробничих потужностей, витрати на електролізери можуть впасти приблизно на 70% до 2030 року порівняно з сьогоднішніми. У поєднанні з очікуваним падінням вартості відновлюваної енергії це може знизити вартість водню з відновлюваних джерел до діапазону 1,3-4,5 доларів США/кг H 2(еквівалентно 39-135 дол. США/МВт-год). Нижній рівень цього діапазону знаходиться в регіонах з хорошим доступом до відновлюваної енергії, де відновлюваний водень уже може бути структурно конкурентоспроможним з невитраченим викопним паливом.

Великі обсяги водню можна буде продавати до кінця десятиліття, якщо найближчим часом будуть усунені бар’єри

Перша в світі поставка зрідженого водню з Австралії до Японії відбулася в лютому 2022 року, що стало ключовою віхою в розвитку міжнародного ринку водню. Виходячи з експортно-орієнтованих проектів, що розробляються, приблизно 12 млн тонн водню можна буде експортувати щорічно до 2030 р., а 2,6 млн тонн/рік планується ввести в експлуатацію до 2026 р. Майже всі ці експортно-орієнтовані плани водневих проектів були оголошені в останні два роки, а більшість проектів, орієнтовані на використання водню, вибрали аміак як кращий варіант.

Проте механізми закупівлі та імпорту відстають від масштабів запланованого експорту: лише 2 млн тонн  H 2 /рік забезпечили клієнта або потенційного клієнта. Розробники проектів та інвестори стикаються з високою невизначеністю на ринку, що зароджується, і багатьом урядам ще належить запровадити конкретну політику торгівлі воднем, яка є необхідною для успішного розвитку проектів. Міжнародна співпраця має життєво важливе значення для сприяння узгодженню та виявлення бар’єрів, які можуть уповільнити розвиток водневого ринку.

Світова енергетична криза: додатковий поштовх для водню?

Глобальна енергетична криза підкреслює необхідність політики, яка узгоджує потреби енергетичної безпеки з кліматичними цілями. Водень може сприяти енергетичній безпеці, зменшуючи залежність від викопного палива, або шляхом заміни викопного палива в кінцевому використанні, або шляхом переведення виробництва водню на основі викопного палива на відновлюваний водень. Розвиток міжнародного ринку водню може додатково збільшити різноманітність потенційних постачальників енергії, посилюючи енергетичну безпеку, зокрема, для країн-імпортерів енергії.

Якщо уряди впроваджуватимуть амбітну політику для виконання своїх кліматичних зобов’язань, до 2030 року водень зможе зменшити використання природного газу на 14 млрд кубометрів на рік, 20 млн тонн вугілля та 360 тисяч барелів на день нафти, що еквівалентно сьогоднішнім запасам викопного палива в Колумбії. Важка промисловість, важкий автомобільний транспорт і судноплавство пропонують найбільші можливості для постачання викопного палива та економії викидів.

Існують можливості та проблеми з перепрофілюванням інфраструктури для використання водню

Перепрофілювання газопроводів для передачі водню може скоротити інвестиційні витрати на 50-80% порівняно з розробкою нових трубопроводів. Розробляються проекти з перепрофілювання тисяч кілометрів труб природного газу на 100% водень. Однак практичний досвід обмежений, і знадобиться значна реконфігурація та адаптація.

Уряди, особливо в Європі, розглядають перепрофілювання терміналів зрідженого природного газу (СПГ), хоча можливості залежать від того, чи отримають вони зрештою водень чи аміак. Початкові дослідження показують, що перепрофілювання для прийому аміаку може бути можливим за додаткових 11%-20% інвестиційних витрат на новий LNG-термінал. Перепрофілювання терміналів СПГ для зрідженого водню стикається з більшими технічними проблемами через набагато нижчу температуру, що обмежує повторне використання існуючого обладнання. Це має важливі наслідки для витрат. Лише резервуар СПГ становить приблизно половину вартості інвестицій у термінал СПГ, а нещодавно побудований резервуар для зберігання зрідженого водню на його заміну може бути на 50% дорожчим, ніж резервуар СПГ. Досвіду переведення існуючих СПГ-терміналів на аміак чи водень ще немає, що робить оцінку витрат невизначеною. Невизначеність щодо масштабу майбутнього попиту на водень та його похідні може обмежити впровадження нових терміналів, які можуть бути готові до водню або аміаку.

Із посиленням політики увагу треба приділити її реалізації

Уряди продовжують розглядати водень як основу своїх стратегій в енергетичному секторі: з вересня 2021 року було прийнято дев’ять нових національних стратегій, завдяки чому загальна кількість досягла 26. Деякі країни переходять до наступного кроку, впроваджуючи конкретну політику, приділяючи особливу увагу підтримці проекти комерційного масштабу з виробництва водню та інфраструктури з низьким рівнем викидів (наприклад, важливі проекти ЄС, що становлять спільний європейський інтерес, Закон США про зниження інфляції та німецька H2Global Initiative). Однак поки що недостатньо політичних заходів для створення попиту на водень, який є критично важливим для забезпечення угод про закупівлю. Відсутність попиту може перешкодити прийняттю остаточних інвестиційних рішень.

Рекомендації МЕА щодо стимулювання розвитку сфери виробництва і використання низько вуглецевого водню

Від декларації до впровадження політики: зосередженість урядів на визначенні ролі водню в їхніх енергетичних стратегіях в останні роки допомогла промисловості зрозуміти потенційний ринок для водню та розробити плани щодо включення водню в технологічні процеси та портфоліо проектів. Ці технології готові до масштабування, але ринок водню все ще тільки зароджується, і його подальша еволюція невизначена, що відлякує перших від досягнення FID. Уряди повинні впроваджувати політику для зменшення ризиків і покращення економічної доцільності проектів з низькими викидами водню.

Підвищуйте амбіції щодо створення попиту в ключових сферах застосування: в існуючих системах використання водню, різке підвищення цін на викопне паливо, яке спостерігалося з кінця 2021 року, значно скоротило розрив у вартості між воднем із низькими викидами та воднем, що не зменшує викиди. Однак прийняттю інвестиційних рішень продовжує заважати загальна невизначеність щодо довгострокового розвитку цін на енергоносії. Потрібна політика створення попиту на водень із низьким рівнем викидів за допомогою таких інструментів, як аукціони, мандати, квоти та вимоги в державних закупівлях. У нових застосуваннях водню такі політичні дії повинні доповнюватися інноваційними та демонстраційними зусиллями, зосереджуючись на секторах, де водень може як підтримувати декарбонізацію, так і зменшувати залежність від викопного палива, таких як важка промисловість, важкий автомобільний транспорт і судноплавство.

Визначте можливості для водневої інфраструктури та переконайтеся, що короткострокові дії узгоджуються з довгостроковими планами: уряди та приватний сектор мають розглянути можливості для прискорення розвитку водневої інфраструктури як з точки зору нових активів, так і перепрофілювання існуючої інфраструктури природного газу. Для останнього існують технічні проблеми, зокрема щодо перепрофілювання LNG-терміналів. Оскільки сьогодні уряди вирішують невідкладні енергетичні потреби, все ж важливо ретельно розглянути, як нова інфраструктура, пов’язана з газом, потенційно може сприяти майбутньому розвитку водню в контексті кліматичних амбіцій.

Інтенсифікувати міжнародну співпрацю для торгівлі воднем: розвиток міжнародного ринку водню з низьким рівнем викидів сильно залежатиме від ефективної міжнародної співпраці. Є низка сфер, де уряди повинні працювати разом: розробка стандарту для інтенсивності викидів при виробництві та транспортуванні водню, визначення надійних і дієвих правил і співпраця щодо сертифікації для забезпечення сумісності та уникнення фрагментації ринку.

Усуньте регуляторні бар’єри: ​​наявність чіткої та стабільної нормативно-правової бази має бути збалансована динамічним регуляторним підходом, відкаліброваним для регулярного моніторингу ринку. Гравці, задіяні на водневому ринку, потребують чітких правил, але застосування жорстких регулятивних принципів на ринку, що зароджується, може перешкодити інвестиціям. Удосконалення регулятивних процесів, таких, як ліцензування та дозвіл, може допомогти скоротити час виконання проекту. Уряди повинні працювати над підвищенням ефективності та координації цих процесів без шкоди для екологічних стандартів і громадських консультацій. Це також має стосуватися проектів сприятливої ​​інфраструктури, включно з відновлюваними генеруючими потужностями та транспортуванням і зберіганням CO₂.

Джерело: https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-2022/executive-summary