Эксперт прогнозирует, что в период «Пятнадцатой пятилетки» зеленый водород достигнет ценовой равенства с топливом. Важная проблема — высокая доля затрат на строительство проектов, требующая решения.

Спроси AI · Стоимость зеленого водорода высока, почему химические стандарты стали узким местом для снижения затрат?

Корреспондент Пань Цзюньтянь

«В период “пятнадцать-пятого” станет ключевым временным окном, когда водородная отрасль нашей страны выйдет из режима пилотных экспериментов к масштабированию, индустриализации и коммерциализации». Такое суждение сделал профессор Тунцзи — ведущий эксперт Китайской ассоциации по водородной энергетике, председатель экспертного комитета Китайской ассоциации по водородной энергетике Юй Чжупин, выступив на 3 марта 25 числа на Китайской выставке по водородной энергетике и Международной конференции по водородной энергетике, организованных Китайской ассоциацией по водородной энергетике.

Юй Чжупин предлагает: «В период “пятнадцать-пятого” основные цели развития зеленого водорода должны быть следующими: себестоимость производства водорода меньше 15 юаней/кг; транспортно-складские затраты на 100 км должны снизиться до 3–5 юаней/кг; стоимость водорода для транспорта должна быть меньше 25 юаней/кг, чтобы сравняться с топливом на основе нефти; затраты на промышленный водород и на водород, получаемый из природного газа, должны сравняться; при механизме углеродного пограничного налога морской зеленый топливный продукт должен быть наравне с тяжелой нефтью».

Зеленый водород в основном относится к получению водорода путем электролиза воды с использованием ветровой и солнечной электроэнергии; часть зеленого водорода также будет дополнительно перерабатываться в продукты, которые проще хранить и транспортировать, например в синтетический аммиак, метанол и т. п.

Лауреат Китайской академии наук, декан энергетического факультета Сямэньского университета Чжэн Наньфэн заявил, что если считать только себестоимость получения водорода, удельная стоимость зеленого водорода составляет около 15,23 юаня/кг и уже приближается к ключевой точке для масштабированного применения, однако на практике в инженерном процессе стоимость будет быстро расти: в настоящее время на стороне производства себестоимость зеленого водорода составляет около 26 юаней/кг.

Он привел пример: инвестиции в типовой проект зеленого аммиака на 150 тыс. тонн составляют примерно 3–4 млрд юаней, при этом доля ветрогенераторов — 25%, оборудование для производства водорода методом электролиза воды — около 9%, а строительно-монтажные работы, объекты коммунального хозяйства, земельные участки и т. п. — около 65%.

Далее он проанализировал: оборудование ветряной электростанции по технологии требует всего 1,2–1,5 юаня/Вт, котировка по EPC — около 3–4 юаня/Вт; оборудование по водородной технологии — около 1,2 юаня/Вт, котировка по EPC — около 4,5–6 юаней/Вт; оборудование по технологии синтетического аммиака — около 400 юаней/(т/год), котировка по EPC — около 3000 юаней/(т/год). CAPEX (капитальные затраты) поднимает себестоимость зеленого аммиака примерно на 2000–3000 юаней за тонну, тогда как цена обычного жидкого аммиака составляет около 2800 юаней/тонну.

Чжэн Наньфэн отметил, что причина высоких CAPEX заключается в том, что водородный завод строится по химическим стандартам, а требования к безопасности при этом повышены.

В течение долгого времени, поскольку водород относится к опасным химическим веществам, производственные звенья классифицируются как химические проекты; они должны находиться в едином управлении химических промышленных парков.

В последние годы ряд провинций и городов уже постепенно сняли ограничения на заводы по электролизу воды для производства водорода. Например, в начале 2024 года энергетическое управление Внутренней Монголии и другие ведомства опубликовали «Уведомление о содействии ускоренному развитию водородной энергетики», где четко указано, что допускается строительство проектов по производству водорода методом электролиза воды на основе солнечной, ветровой и других возобновляемых источников энергии и станций по производству водорода и дозаправке (гидрогенизации) за пределами химических промышленных парков; для проектов по производству водорода методом электролиза воды с использованием возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая, не требуется получение лицензии на безопасное производство опасных грузов.

Чжэн Наньфэн заявил, что в настоящее время электролиз воды для производства водорода, а также аммиачно-спиртовые проекты по-прежнему продолжают использовать химические стандарты: затраты на строительно-монтажные работы и на объекты коммунального хозяйства уже достигли более чем 3-кратного уровня по сравнению со стоимостью технологического оборудования, при этом отсутствуют стандарты строительства проектов в сфере водородной энергетики.

Он привел пример: в ряде строительных проектов настройки противопожарных расстояний оказываются слишком большими, из-за чего площадь под размещение оказывается чрезмерной; в части объектов коммунального хозяйства вспомогательные системы (то есть общецеховые вспомогательные подразделения, обеспечивающие промышленные предприятия энергией — водой, электричеством, газом, холодом, теплом и т. п. — для непосредственных производственных действий) проектируются обычно с избыточным запасом под экстремальные режимы, мощность вспомогательных систем получается завышенной, что приводит к высоким капитальным вложениям на начальном этапе и к высоким эксплуатационным затратам.

Как выяснил корреспондент, при производстве электролизом воды, а также при производстве синтетического аммиака и спиртов в некоторых регионах для обеспечения непрерывного, стабильного и безопасного электроснабжения необходимо применять «двойное электропитание», чтобы обеспечить бесшовное переключение при сбое; проекту требуется запросить у энергосети более крупную подключаемую резервную мощность.

Чжэн Наньфэн предлагает, что интеллектуальная эксплуатация и техническое обслуживание — важный путь дальнейшего снижения себестоимости зеленого водорода, включая повышение надежности оборудования, снижение вложений в фиксированные активы, сокращение операционных расходов, а также устранение дополнительных затрат, связанных с соблюдением требований.

В частности, Чжэн Наньфэн предлагает, чтобы проектирование вспомогательных объектов должно быть модульным и интегрированным; создать собственную систему специализированных стандартов для водородной энергетики — определять водородную энергетику через энергетический признак, заменив действующие химические стандарты.

Юй Чжупин заявил, что в период «пятнадцать-пятого» водородной энергетике нужно преодолеть трудности, связанные с тем, что стоимость по всей цепочке поставок слишком высока, а «демонстрация — возможна, масштабирование — недоступно», а также узкие места, обусловленные недостатком строительства базовой инфраструктуры, разрывом между производством и потреблением, несоответствием сценариев, неэффективной работой накопителей энергии и т. п.

В части снижения затрат на производстве Юй Чжупин отметил, что зеленая водородная энергетика должна иметь в качестве основного источника поставок крупные базы ветро- и солнечной генерации. Базы по комплексному производству ветро- и солнечного водорода с синтетическим аммиаком и спиртами в таких регионах, как Юньнань, Синьцзян и Северо-Восток, должны составлять более 70% от общей производственной мощности; производственные мощности в таких регионах, как регион вокруг залива Бохай, Восточный Китай, Сычуань-Чунцин и Шаньси — около 20%; а мощности, поддерживаемые портами, «нулевыми углеродными» индустриальными парками и т. п., должны контролироваться в пределах 10%.

Что касается строительства инфраструктуры для хранения и транспортировки, Юй Чжупин заявил, что основным следует считать повторное использование существующих нефтегазовых трубопроводов, железнодорожных магистралей и портовых судоходных каналов; а в качестве вспомогательного — создание сетей трубопроводов для хранения и транспортировки по коридорам вдоль маршрута.