Водород для отопления зданий — необоснованное решение. 9/2020. Фото 1

Подобные намерения и проекты автор статьи характеризует английской идиомой «to sell someone a pup» («продать щенка»), которая означает подмену, обман, ситуацию, когда под видом одного товара продаётся другой.

Задачи перехода к «климатически нейтральному» состоянию в европейских странах подразумевают, что в энергосистемах (почти) не будет места для природного газа. Поэтому газовая промышленность пытается продать идею, что можно заместить ископаемый газ водородом, используя существующую газовую распределительную инфраструктуру.

Соответствующие пилотные проекты уже ведутся. Например, шотландская газораспределительная сеть Scotia Gas Networks (SGN) реализует проект по водородному отоплению 300 домов. В его рамках гражданам предлагаются демонстрационные водородные котлы (водонагреватели), и в Великобритании даже принят соответствующий стандарт, позволяющий использовать такие котлы.

Однако данное «простое» решение является чрезвычайно неэффективным.

«Зелёный» водород может играть важную роль в «энергетическом переходе», у него множество конкретных применений, для которых мало альтернатив. Водород потребуется в больших количествах для декарбонизации промышленности и транспортного сектора, например, химического производства и судоходства.

Кроме того, водород может использоваться для выработки электроэнергии в периоды, когда выработки из возобновляемых источников энергии недостаточно. Тем не менее, стоимость такого подхода и потери эффективности, скорее всего, будут ограничивающими факторами, препятствующими широкому распространению этой опции.

Использование водорода для отопления зданий в больших масштабах проблематично по разным причинам.

Во-первых, производство «зелёного» водорода путём электролиза воды чрезвычайно расточительно по сравнению с использованием возобновляемой энергии непосредственно для работы тепловых насосов или электромобилей.

Для обогрева дома водородом требуется примерно в пять раз больше энергии ветра или солнца, чем для обогрева того же дома с помощью эффективного теплового насоса.

 

Водородное отопление

«Кажется маловероятным, что у Европы есть деньги и земля, чтобы построить в пять раз больше турбин и солнечных панелей, только для того, чтобы поддерживать в эксплуатации старые газовые магистрали», — отмечает автор.

Во-вторых, «зелёный» водород недёшев — согласно недавнему исследованию Международного энергетического агентства (IEA), в 2030 году он обойдётся около 0,1 евро за киловатт-час в месте производства. На национальном уровне Комитет по изменению климата Великобритании представил очень похожие цифры. Они значительно превышают текущие цены на газ для жилых домов во многих европейских странах.

Перенаправление ограниченных поставок «зелёного» водорода в сектор недвижимости также приведёт к увеличению стоимости водорода для ключевых отраслей, где он будет исключительно необходим.

Инновации и дальнейшее снижение стоимости возобновляемой электроэнергии, конечно приведут к снижению затрат на водород в будущем, но большая часть затрат на производство водорода путём электролиза — это стоимость входящей электроэнергии (80–86%), а не капитальные или эксплуатационные расходы.

Это означает, что разница в стоимости с прямой электрификацией останется такой же. Также отмечается, что преобразовать газовую сеть в водородную не так уж просто. Требуется замена существующих газовых счётчиков и горелок в бытовых приборах, а иногда и устройств целиком. Это колоссальная задача, как показали исследования по логистике перехода на водород.

Всё сказанное не означает, что водород неприменим для отопления. Гибридные тепловые насосы могут сыграть роль, используя небольшое количество водорода в качестве резерва во время длительных периодов холода.

Водород также может играть роль в балансировании системы электроснабжения и таким образом косвенно поддерживать электрификацию теплоснабжения.

Однако, даже если водород станет доступным в больших количествах и по более низким ценам, в ближайшее время он не будет играть большой роли в декарбонизации систем отопления. Centrica, старейшая в мире и крупнейшая газовая компания в Великобритании, недавно заявила, что «для использования водорода в домашних условиях, скорее всего, потребуется больше десяти лет, а затраты для потребителей пока неизвестны».

Автор считает, что нужно отказаться от этого «необоснованного» решения. По убеждению автора, электрическое решение является однозначно предпочтительным. Дома с низким энергопотреблением (например, «пассивные дома») в сочетании с теплоснабжением, основанным на электричестве (как при локальной, так и централизованной организации теплоснабжения) — это просто, надёжно и энергетически эффективно.

Водородный вариант отопления — это слишком сложно и дорого. Да, со временем к такому можно привыкнуть, и стоимость снизится, но в этом просто-напросто нет необходимости.

Например, в случае водородного Haus der Zukunft («Дома будущего»), который уже несколько лет заселён в Швейцарии, и который является полностью автономным, водород используется в качестве промежуточной субстанции, в которой сохраняется энергия. Но конечные потребители (жители дома) получают в свои квартиры всё-таки готовые тепло и электричество, а не водород.

Вопрос использования водорода для отопления подробно исследовал немецкий институт Fraunhofer IAA и пришёл к аналогичным выводам. Результаты исследования однозначны: водород не подходит для отопления зданий. Количество «зелёной» электроэнергии, необходимой для производства «зелёного» водорода, на 500–600% больше, чем количество, необходимое для питания эквивалентного количества тепловых насосов.