Новый глобальный анализ, проведенный специалистами из Harvey Mudd College и Центра стратегических и международных исследований (CSIS), проливает свет на экономическую географию будущего рынка зеленого водорода. Исследование, опубликованное в журнале Renewable Energy Focus, представляет собой детальную карту приведенной стоимости производства водорода (LCOH) по всему миру, выявляя регионы, которые могут стать ключевыми игроками в глобальной гонке за декарбонизацию. В отличие от предыдущих работ, эта модель не просто оценивает затраты, а оптимизирует производственные системы, комбинируя энергию солнца и ветра для достижения минимально возможной себестоимости в каждой конкретной точке планеты.
В основе исследования лежит сложная техноэкономическая модель, которая обрабатывает данные о солнечной радиации и скорости ветра за семь лет с высоким географическим разрешением. Для каждой ячейки глобальной сетки модель подбирает оптимальное соотношение мощностей солнечных панелей, ветрогенераторов и электролизеров – установок, расщепляющих воду на водород и кислород. Такой подход позволяет максимально эффективно использовать капиталовложения, ведь электролизеры, составляющие значительную часть затрат, работают более стабильно, получая энергию как днем от солнца, так и в ветреные периоды, включая ночное время. Моделирование производилось для автономных систем, не подключенных к общей электросети, что позволяет оценить чистый потенциал возобновляемых источников энергии.
Результаты анализа демонстрируют значительный разброс в стоимости производства водорода – от менее 2 долларов до более 10 долларов за килограмм. Самые низкие показатели зафиксированы в регионах с уникальным сочетанием мощных и стабильных ветровых и солнечных ресурсов. К таким потенциальным центрам водородной экономики относятся центральные равнины США, Патагония в Аргентине, обширные территории Северной Африки и Западной Австралии. В этих местах себестоимость производства может опускаться ниже 2,5 долларов за килограмм, что делает их идеальными кандидатами на роль будущих экспортеров чистого топлива.
Исследование наглядно подтверждает, что гибридные энергосистемы, совмещающие ветер и солнце, в большинстве случаев оказываются экономически более выгодными, чем системы, основанные только на одном источнике энергии. Постоянная выработка энергии позволяет повысить коэффициент использования электролизеров, что напрямую снижает удельную стоимость конечного продукта. Например, в Северной Африке и Австралии оптимальная комбинация ВИЭ дает значительно более низкую себестоимость водорода по сравнению с использованием только солнечной энергии, несмотря на обилие солнца в этих регионах.
Полученные данные имеют огромное значение для формирования глобального рынка водорода, контуры которого активно обсуждаются сегодня. Многие страны «Большой двадцатки» уже приняли национальные водородные стратегии, причем двенадцать из них делают ставку на экспорт. Анализ показывает, что разница в стоимости производства между потенциальными экспортерами, такими как Чили (с минимальной прогнозируемой стоимостью 1,9 доллара за кг) и Австралия (2,2 доллара за кг), и потенциальными импортерами, как Германия (3,2 доллара за кг) и Япония (3,4 доллара за кг), является достаточно существенной. Этот ценовой разрыв может с лихвой покрыть затраты на транспортировку водорода, создавая экономическую основу для международной торговли.
Авторы подчеркивают, что их модель представляет собой инструмент для высокоуровневой оценки и не учитывает такие факторы, как стоимость земли, затраты на инфраструктуру или влияние государственных субсидий, например, американского закона о снижении инфляции (Inflation Reduction Act). Тем не менее, исследование предоставляет фундаментальную основу, основанную на климатических данных и текущих технологических затратах. Оно дает политикам и инвесторам ценный инструмент для выявления наиболее перспективных регионов и подтверждает, что география возобновляемых ресурсов будет играть решающую роль в определении лидеров новой, водородной эры в мировой энергетике.
