Ohmium ускоряет переход на зеленый водород для декарбонизации

Инновации, сотрудничество и продуманная политика в секторе зеленого водорода становятся ключевыми инструментами в борьбе с изменением климата, как подчеркивают специалисты компании Ohmium. Глобальные усилия по ограничению потепления до 1,5°C, согласно Парижскому соглашению, требуют немедленных действий для сокращения выбросов парниковых газов. Межправительственная группа экспертов по изменению климата указывает, что пик выбросов должен быть достигнут к 2025 году, а к 2030 году их необходимо сократить примерно на 43%, чтобы оставаться на верном пути. Хотя возобновляемая энергетика добилась значительных успехов в снижении выбросов от производства электроэнергии, она в одиночку не может решить весь масштаб проблемы. Многие отрасли тяжелой промышленности, даже при полном переходе на возобновляемые источники энергии, продолжают выбрасывать значительные объемы CO₂ из-за своей зависимости от водорода, произведенного из ископаемого топлива, или другого углеродоемкого сырья.

Текущее промышленное использование водорода, по оценкам, ответственно за 2-3% от общего объема мировых выбросов углерода, в основном из-за небольшого числа так называемых «трудно поддающихся декарбонизации» отраслей. Три наиболее эмиссионно-интенсивных сектора – это производство стали, нефтепереработка и химическая промышленность. На производство стали приходится 7-9% мировых промышленных выбросов CO₂, так как оно зависит от кокса, угля в доменных печах и природного газа в печах прямого восстановления железа. Нефтеперерабатывающая промышленность использует водород для гидрокрекинга и обессеривания, что составляет 3-4% мировых промышленных выбросов. Аналогичным образом, химическое производство полагается на водород для получения метанола и других соединений, обеспечивая 5-6% промышленных выбросов CO₂.

Зеленый водород уже сегодня представляет собой реальное решение. Декарбонизация этих трудно поддающихся трансформации отраслей потребует замены водорода, полученного из ископаемого топлива, на зеленый водород или электрификации химических процессов. Зеленый водород производится с использованием возобновляемой электроэнергии и электролиза воды. Этот метод не генерирует углеродных выбросов, что делает его устойчивым вариантом для производства водорода и критически важным фактором для глобальных усилий по декарбонизации. Такой переход на зеленый водород необходим для достижения целей по сокращению выбросов на пути к устойчивому будущему.

Хотя зеленый водород в настоящее время составляет лишь небольшую долю мирового рынка водорода, он быстро растет. Снижение затрат на возобновляемую энергию, обусловленное достижениями в области солнечных и ветровых технологий, значительно сократило стоимость производства зеленого водорода методом электролиза. Поскольку энергия составляет большую часть производственных затрат, это снижение является ключевым для повышения конкурентоспособности. Одновременно инновации в конструкциях электролизеров и увеличение масштабов производства повысили эффективность и снизили стоимость оборудования.

Протоннообменные мембранные (PEM) электролизеры находятся на переднем крае этого прогресса. Компания Ohmium, ведущий производитель электролизерных решений, разработала PEM-электролизер, который сочетает высокую эффективность, высокую плотность энергии и возможность быстрого наращивания мощности, что делает его особенно подходящим для интеграции с возобновляемыми источниками энергии. В отличие от традиционных щелочных электролизеров, которые ограничены более медленным временем отклика и громоздкими конструкциями, передовая PEM-технология Ohmium обеспечивает высокую доступность и высокую плотность энергии при малых габаритах.

Ohmium удалось добиться снижения затрат, на достижение которого, по предыдущим прогнозам, потребовалось бы еще десятилетие или более. Это ускорение частично обусловлено снижением зависимости компании от дефицитных материалов, таких как иридий, что позволяет осуществлять производство в гигаваттных масштабах. Гипермодульная конструкция Ohmium дополнительно снижает затраты, уменьшая расходы на установку до всего 10-20% от капитальных затрат, по сравнению с 50-100% для традиционных систем, изготавливаемых на заказ. Рациональная коммерческая практика также играет ключевую роль: используя глобальные цепочки поставок и массовое производство на низкозатратных предприятиях, PEM-электролизерные решения Ohmium повторяют траекторию быстрого снижения затрат, наблюдавшуюся в солнечной фотоэлектрической промышленности.

Важно отметить, что реализация потенциала зеленого водорода требует решений, которые глобально масштабируемы и могут быть быстро развернуты. Именно здесь гипермодульная конструкция Ohmium проявляет себя наиболее ярко. Гипермодульность снижает затраты на инжиниринг, закупки и строительство (EPC), упрощая процессы проектирования и сборки, что значительно сокращает время от начала проекта до его завершения. Архитектура взаимосвязанных модулей улучшает масштабируемость, позволяя системам беспрепятственно расширяться для удовлетворения спроса, например, по мере роста производственных потребностей. Встроенная избыточность повышает эксплуатационную надежность за счет минимизации времени простоя и снижения затрат, а конструкция «вставил-вынул» дополнительно сокращает эксплуатационные перебои. Соответственно, системы с обратной совместимостью поддерживают бесшовные обновления без риска «застревания» активов. Еще одним ключевым преимуществом гипермодульности является возможность производства стандартизированных модулей на высокоэффективных гигафабриках, что повышает эффективность производства и способствует созданию надежных, экономически эффективных глобальных цепочек поставок.

Примером внедренных инноваций является применение зеленого водорода в системах выработки электроэнергии. На территории кампуса NTPC NETRA в Нью-Дели компании Ohmium и Spirare Energy совместно реализовали пилотный проект по производству зеленого водорода. Spirare Energy возглавила разработку проекта, а Ohmium поставила высокоэффективную PEM-технологию для поддержки решения по выработке электроэнергии на основе зеленого водорода. Система питается от солнечной электростанции NTPC NETRA, которая поставляет возобновляемую энергию на передовой PEM-электролизер Ohmium для производства зеленого водорода. Этот водород хранится на месте и позже преобразуется обратно в электричество с помощью топливных элементов, обеспечивая непрерывное энергоснабжение. PEM-электролизеры Ohmium не только высокоэффективны в использовании возобновляемой энергии, но и разработаны для динамичной работы в суровых условиях – это важная особенность, учитывая экстремальную жару и сложные климатические условия на объекте. Система выработки электроэнергии на основе зеленого водорода от Ohmium позволяет микросети NTPC NETRA обеспечивать круглосуточное, надежное электроснабжение своих операций даже во время перебоев в основной сети.

Другим примером преобразующего потенциала решения Ohmium на основе зеленого водорода является его роль в обеспечении производства зеленой стали. Технология PEM-электролизеров Ohmium была выбрана для новаторского проекта между MASDAR и EMSTEEL по содействию производству зеленой стали. MASDAR является мировым лидером в области устойчивого развития, разрабатывающим электростанции промышленного масштаба, проекты общественных сетей и системы хранения энергии. С присутствием в более чем 40 странах на шести континентах и общей мощностью более 51 ГВт, MASDAR является ключевым участником видения ОАЭ в области глобальной устойчивости и климатических действий. EMSTEEL – мировой лидер в производстве экологически чистой стали и строительных материалов из Объединенных Арабских Эмиратов. Этот новаторский пилотный проект, расположенный в Абу-Даби, является первой в своем роде инициативой в регионе Ближнего Востока и Северной Африки, использующей зеленый водород, произведенный на PEM-электролизерах Ohmium, для извлечения железа из железной руды – ключевого этапа в производстве стали. Пилотный проект успешно начал производство зеленой стали, демонстрируя, как зеленый водород может значительно сократить выбросы CO₂ при производстве стали. Это достижение соответствует амбициям ОАЭ стать мировым лидером в производстве водорода и зеленой стали и отвечает растущему мировому спросу на декарбонизированную сталь. Обеспечивая переход к низкоуглеродному производству стали, этот пилотный проект является примером роли, которую зеленый водород может сыграть в преобразовании трудно поддающихся декарбонизации отраслей и декарбонизации глобальной цепочки создания стоимости стали.

Следует отметить, что для полной реализации потенциала зеленого водорода в достижении глобальных климатических целей необходимы более широкие усилия. Хотя технологические инновации, движимые компаниями, снижают затраты, государственные стимулы и поддерживающая политика играют критическую роль в ускорении внедрения. Европейская водородная стратегия и программы, такие как немецкая инициатива H2Global, направлены на стимулирование рыночного спроса посредством финансирования и международных партнерств. Однако политическая поддержка должна выходить за рамки финансовых стимулов. Упрощенные процессы получения разрешений для проектов возобновляемой энергетики, развитие инфраструктуры для транспортировки и хранения водорода, а также международное сотрудничество по стандартизации – все это имеет решающее значение для эффективного масштабирования зеленого водорода. Скоординированный подход, объединяющий промышленность, правительство и глобальное сотрудничество, будет жизненно важен для раскрытия полного потенциала зеленого водорода в сокращении выбросов парниковых газов.