Государственные программы в области развития водородных технологий
Добрый день, уважаемые гости канала!
Продолжая наш цикл публикаций, посвященный государственным инициативам в области развития водородных технологий, мы хотели бы познакомить Вас с водородной программой Соединенных Штатов Америки.
Экономика США является крупнейшей экономикой мира по номинальному ВВП: этот показатель составляет 27 360 млрд долларов. В то же время страна занимает второе место по ВВП по паритету покупательной способности - на душу населения составляет 65 020 долларов. Необходимо отметить, что уровень выбросов в стране за 2023 составил более 5 млрд тонн CO2, что делает экономику этой страны одной из самых грязных в мире (2ое место в рейтинге выбросов), даже несмотря на то, что данный показатель в 1,2 раза ниже, чем в 2000 году, когда выбросы CO2 составляли более 6 млрд тонн.
Что касается энергетического сектора, то за 2023 год в США было выработано около 4 249 ТВт·ч. В общем и целом, в структуре генерации электроэнергии страны большую долю занимают газовые ТЭС – 42 %, АЭС – 18%, угольные ТЭС – 16%. На возобновляемые источники энергии приходится 21,56% (СЭС – 5,6%; ВЭС – 10,01%; ГЭС – 5,51%), что на 13,92% больше, чем в 2000 году (СЭС – 0,01%; ВЭС – 0,15%; ГЭС – 7,10%).
Как это часто бывает (и как это было в некоторых странах, рассмотренных в прошлых публикациях), перед публикацией полноформатного документа были разработаны положения, описывающие видение будущего страны в разрезе энергетического перехода, декарбонизации и внедрения водородных технологий – Hydrogen Shot, опубликованный в 2021 году в рамках Energy Earthshot. Основной целью документа являлась проработка мероприятий для снижения стоимости чистого водорода с 5 до 1 доллара за 1 кг к 2031 году, в том числе ревизия существующих проектов для оценки степени их влияния на достижение поставленной цели.
Также в 2021 году был подписан Двухпартийный закон об инфраструктуре (BIL). Основные инвестиции, которые будут сделаны в рамках этого закона, ускорят прогресс в реализации водородной стратегии и простимулируют новые рынки для чистого водорода. Эти инвестиции и инициативы включают:
- 1 миллион долларов на программу электролиза чистого водорода: эта программа позволит повысить эффективность и рентабельность технологий электролиза путем поддержки всей инновационной цепочки - от исследований, разработок и демонстраций до коммерциализации и внедрения, чтобы к 2026 году производство чистого водорода с помощью электролиза стало стоить 2 доллара за килограмм (снижение капитальных затрат на электролизеры должно стать основным фактором снижения стоимости производства чистого водорода с помощью электролиза на ранних этапах);
- 500 миллионов долларов на НИОКР по производству и переработке чистого водорода: эти усилия также будут направлены на поддержку американского производства оборудования для производства чистого водорода, включая проекты, повышающие эффективность и рентабельность и поддерживающие отечественные цепочки поставок ключевых компонентов;
- стандарт производства чистого водорода: это положение предусматривает разработку стандарта производства чистого водорода, который должен стать отправной точкой для определенных программ в рамках BIL;
- 8 миллиардов долларов на создание и развитие региональных центров чистого водорода: это положение позволяет и развивать сети производителей чистого водорода, потенциальных потребителей и инфраструктуры (эти центры будут способствовать развитию производства, переработки, доставки, хранения и конечного использования чистого водорода, обеспечивая устойчивые и справедливые региональные выгоды, а также освоение рынка).
Уже в 2023 году была опубликована Национальная водородная стратегия, в которой были прописаны общие цели по декарбонизации, которые ставят перед собой США:
1 цель - сокращение выбросов парниковых газов в США на 50-52% по сравнению с уровнем 2005 года к 2030 году;
2 цель - 100-процентное внедрение безуглеродной электроэнергии к 2035 году;
3 цель – нулевой уровень выбросов парниковых газов не позднее 2050 года;
4 цель (также известная как Justice40, действующая для всех проектов в области финансирования чистой генерации и декарбонизации) - устанавливает общефедеральную цель, согласно которой 40 процентов прибыли от определенных федеральных инвестиций должно поступать в неблагополучные сообщества, которые находятся в маргинальном положении, не получают достаточного обслуживания и испытывают на себе чрезмерное загрязнение окружающей среды.
Нужно отметить, что дорожная карта, опубликованная совместно со стратегией, основана на определении приоритетов трех ключевых стратегий, призванных обеспечить разработку и внедрение чистого водорода в качестве эффективного инструмента декарбонизации с максимальной выгодой для Соединенных Штатов.
1 стратегия заключается в том, чтобы наметить стратегические, высокоэффективные области применения чистого водорода. Это обеспечит использование чистого водорода в самых дорогостоящих областях применения, где существуют ограниченные альтернативы глубокой декарбонизации; к конкретным рынкам относятся промышленный сектор (например, химическая, сталелитейная и нефтеперерабатывающая промышленность), большегрузный транспорт и долговременные накопители энергии для создания экологически чистой сети; дополнительные долгосрочные возможности включают в себя потенциал экспорта чистого водорода или водородных носителей и обеспечение энергетической безопасности для союзников США.
2 стратегия заключается в снижении стоимости чистого водорода. Программа Hydrogen Energy Earthshot, которая упоминалась ранее, является катализатором инноваций и масштабирования, а также стимулирует инвестиции частного сектора, ускоряя развитие всей цепочки поставок водорода и значительно снижая стоимость чистого водорода.
3 стратегия направлена на то, чтобы уделить больше внимания региональным сетям. Инвестиции в региональные центры чистого водорода и расширение их масштабов позволят организовать крупномасштабное производство чистого водорода вблизи приоритетных потребителей водорода, обеспечив совместное использование критической массы инфраструктуры.
Развитие водородной энергетики в США включает в себя несколько этапов. Применение чистого водорода в первом этапе должно быть ускорено за счет существующих рынков, на которых мало альтернатив чистому водороду для декарбонизации и где есть доступ к водороду. К ним относятся существующие заводы по переработке нефти и производству аммиака. Промышленные кластеры, в которых крупномасштабное производство совмещено с конечным использованием, помогут снизить затраты и создать инфраструктуру, которая может быть использована для других рынков на последующих этапах.
Второй этап включает в себя более широкий спектр применений водорода в сфере транспорта и более широкое его использование в качестве промышленного топлива и сырья. Несколько примеров дополнительных применений, выходящих за рамки первой волны, включают:
- среднетоннажные грузовики, работающие на водородных топливных элементах;
- паромы на топливных элементах;
- накопление и производство электроэнергии;
Сферы третьего этапа станут конкурентоспособными по мере значительного увеличения масштабов производства чистого водорода, снижения стоимости и появления доступной инфраструктуры. Будут развиваться такие сферы, как:
- резервное питание и стационарная энергия на топливных элементах;
Этапы внедрения чистого водорода в значительной степени зависят от развития технологий, исследований и поддерживающих политических структур. Однако концентрация усилий на тех секторах, которые более жизнеспособны с коммерческой точки зрения, повысит отдачу от государственных инвестиций.
Стоит отметить, что в 2023 году Соединенные Штаты экспортировали водород на сумму 16,4 млн долларов. Это на 12% больше, чем в 2022 году. Основными направлениями экспорта водорода из США в 2023 году были Мексика (48%) и Канада (45%).
В заключение нашей публикации хочется подчеркнуть, что Соединенные Штаты Америки обладают достаточными экономическими и технологическими преимуществами для обширного внедрения водорода и всех этапов цепочки водородных технологий на внутренний рынок, а также для их экспорта дружественным странам. Таким образом, у этого государства есть неплохой потенциал, чтобы занять лидирующие позиции на международном водородном рынке.
Стратегия и дорожная карта (2023) - U.S. National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap | Hydrogen Program
На этом мы хотели бы закончить наш небольшой обзор, благодарим за уделенное время и приглашаем Вас в следующий четверг ознакомиться с водородными начинаниями одной из самых молодых стран мира со столицей в одном из самых старых городов Земного шара – Израиля.