Летом 2019 года министр науки и технологий Китая Ван Ган призвал Китай “изучить возможность создания водородного общества”. Этому уделяется пристальное внимание, особенно учитывая, что министр сделал аналогичный призыв два десятилетия назад об электрификации транспортных средств, которая сыграла роль в нынешнем доминировании Китая на рынке.
Китай активно продвигает разработку водорода, а также топливных элементов и находится на пути, опережающем развитие ЕС и США, с акцентом на водородные автобусы и грузовики. За первые семь месяцев 2019 года установленная мощность водородных топливных элементов увеличилась в шесть раз.
В то время как некоторые крупные нефтегазовые корпорации ждут более надежных признаков государственной поддержки, местные и внешние новаторы мобилизовались по всей стране.
Для китайского правительства водород открывает путь к достижению целей в области климата и загрязнения окружающей среды, не увеличивая зависимость от импортируемого топлива. Это также открывает новые возможности для развития чистых технологий производства товаров на экспорт. Страна надеется, что к 2040 году водород будет составлять 10% китайской энергосистемы.
Сегодняшнее отношение Китая к водороду
Водородная энергетика – не новость для Китая. Это крупнейший в мире производитель водорода, который производит 22 миллиона тонн водорода в год, что составляет треть от общего объема производства в мире. Добыча в основном осуществляется на специализированных заводах на основе нефти или угля на нефтеперерабатывающих или химических предприятиях, из которых добыча угля остается дешевле, чем электролиз природного газа или воды, около 0,8 юаня (0,11 долл. США) за кубометр.
Акцент на водород происходит из-за высокого местного спроса на химическое производство и нефтепереработку. Его устоявшееся использование в качестве исходного сырья обусловлено доминированием на рынке аммиака (на который приходится 2/3 мирового спроса на водород), что составляет 40% мирового годового производства от мирового годового объема производства.
Водородная энергетика и эволюционирующий подход Китая
В то время как в прогнозах Китая по водороду будет наблюдаться рост в традиционных сырьевых сегментах, прогнозируемый спрос на 60 миллионов тонн (к 2050 году), как полагают, обусловлен его более широкой ролью в китайской энергетической сети. Как энергетический вектор, водород, как ожидается, будет иметь применение во всех секторах, включая транспорт, альтернативное сырье, строительство теплоэнергетики и промышленной энергетики, с ключевым акцентом на углеродной нейтральности и энергетической независимости.
С тех пор как в 2014 году председатель КНР Си Цзиньпин призвал к “четырем революциям” в энергетике, в Китае наметился поворот к развитию энергетики, направленный на создание чистой, низкоуглеродистой, безопасной и эффективной энергетической системы.
В 2015 году китайское правительство опубликовало инициативу “Made in China 2025” – десятилетний план модернизации обрабатывающей промышленности Китая, в том числе водорода в качестве ключевой технологии для развития на рынке энергетических транспортных средств.
Первая дорожная карта технологий водородных топливных элементов для транспортных средств была выпущена в 2016 году, а позднее в том же году H2 новые энергетические транспортные средства и водородная инфраструктура были добавлены к 14-му пятилетнему плану, определяющему целевые показатели по массовому применению водорода в транспортном секторе.
В 2019 году Китай обновил стратегию “Made in China 2020”. Среди небольших обновлений большим изменением стало движение субсидии на транспортные средства новой энергии. В конце 2020 года субсидия для электромобилей с чистым аккумулятором будет сокращена и переведена на автомобили с водородными топливными элементами. Средства, сэкономленные на электромобилях, будут потрачены на инфраструктуру и услуги по заправке водородом, которые определены как узкие места для прогресса отрасли. Цель состоит в том, чтобы достичь массового производства FCEV в 2020 году. Исходя из истории успеха PHEV и BEV в Китае, вполне вероятно, что амбициозные цели будут достигнуты.
Первый в мире трамвай на водороде запустили в Китае
Водородная энергетика: промышленные кластеры
После изменений в национальной политике местные власти активно развернули планы по развитию этого сектора. Более 11 провинций объявили о местных схемах субсидирования для оказания дополнительной поддержки транспортным средствам на водородных топливных элементах. Наиболее заметно было появление водородных кластеров (области высокой концентрации промышленной деятельности, где затраты на водородную инфраструктуру могут быть разделены между участниками рынка). На сегодняшний день 20 городов объявили о планах развития водородных кластеров. Чэнду, Датун и Ухань, три столицы провинций Сычуань, Шаньси и Хубэй, соответственно, создают водородные столицы. Вот некоторые из образовавшихся ключевых кластеров:
- Пекин-Тяньцзинь Хэбэй между Пекином и Чжанцзякоу: планы включают 3000 транспортных средств FC к 2021 году, «водородный коридор в Пекин», когенерацию для сообществ, резервное питание и смешивание водорода с существующей инфраструктурой природного газа.
- Дельта реки Янцзы в провинции Шанхай Цзянсу: к концу 2020 года планируется построить более 20 водородных скоростных автомагистралей и более 500 станций заправки водородом, соединяющих все города региона, дельту реки Чжуцзян через Фошань-Юньфу\Дунгуань и Гуандун.
Несмотря на амбициозные цели, большинству городов предстоит пройти долгий путь, чтобы достичь поставленных целей. Например, в Шанхае в настоящее время на улицах работают 6 автобусов FC, 50 автомобилей FC, 28 грузовиков FC, 20 микроавтобусов FC и 500 других транспортных средств FC. В настоящее время в Пекине только 5 автобусов FC, 30 маршрутных мини-автобусов FC и 5 транспортных средств логистики FC были введены в эксплуатацию в 2018 году.
Водородные топливные элементы. Как это сделано
Локализованная динамика — изменение бизнес-моделей и инноваций
Учитывая разрыв между целевыми показателями и сегодняшними реалиями, существуют возможности как для внутренних, так и для внешних корпораций инвестировать и извлекать выгоду из ряда инноваций в цепочке создания стоимости водорода.
Сегодня большая часть водорода в Китае производится из угля. В Китае действуют почти 1000 угольных газификаторов, что составляет 5% от общего потребления угля в Китае. Большая часть спроса приходится на дельту реки Янцзы и дельту реки Чжуцзян. Китай также использует паровой метановый реформинг, извлекая выгоду из инфраструктуры природного газа Китая. Однако успех решений по природному газу может быть сложным, учитывая, что газификация угля в Китае примерно на 20% дешевле, чем водород от добычи природного газа.
Китай является мировым лидером по установленным возобновляемым мощностям. Производство водорода в сочетании с децентрализованным производством возобновляемой энергии приобретает все больший интерес в качестве пути решения проблемы изменчивости и сокращения возобновляемых источников энергии из-за географического разделения страны на северо-западе и потребления в восточных прибрежных провинциях. PEM Electrolysis рассматривается как решение, учитывая его способность справляться с прерывистыми децентрализованными возобновляемыми источниками энергии. Кроме того, накопление возобновляемой энергии в форме водорода имеет потенциал благодаря высокой плотности энергии, долговременному хранению и способности передавать электроэнергию в другие сектора энергетики. IEA раскрыто четыре крупных проекта PEM в Китае в феврале 2019 года, где одним из участников является Guangdong Synergy Hydrogen Power Technology Co.
Будущее электролиза
Для Китая стоимость производства водорода из угля остается очень низкой. Экономическая и информационная комиссия Уханя сообщила, что после герметизации и хранения затраты на производство водорода остаются в три раза меньше, чем производство водорода при электролизе воды. Учитывая этот разрыв в затратах, вопрос для Китая будет заключаться в том, могут ли проекты по снижению стоимости электролизеров быть достаточно снижены, чтобы гарантировать глобальный переход от производства водорода на основе угля к производству водорода с помощью электролиза.
Незрелость китайского рынка PEM также увеличивает цены. Между отечественными и международными производителями существует значительный технологический разрыв. Китайские лидеры рынка электролизеров PEM China Shipbuilding Industry Corporation и Shandong Saikesaisi Hydrogen Energy Co в настоящее время борются, чтобы конкурировать с международными лидерами рынка, такими как Hydrogenics (который был приобретен Cummins летом 2019 года), Siemens, ITM Power и Nel Hydrogen. Эти корпорации работают над планами по локализации своих производственных линий. Siemens, например, начал разрабатывать свою стратегию китайского рынка в конце 2018 года. Позже Siemens и China State Power Investment Corp подписали меморандум о взаимопонимании в области разработки и использования экологически чистого водорода.
Угольная генерация — средство для достижения цели?
В настоящее время планируется реализация нескольких проектов по добыче угля. Хотя упор на уголь может не помочь странам достичь целевых показателей выбросов в краткосрочной перспективе. Многие считают, что использование технологий улавливания углерода в сочетании с газификацией угля может стать ключевым этапом для развития рынка водорода. С учетом того, что затем будет создан новый водородный рынок, на более позднем этапе, когда себестоимость производства будет ниже, можно будет использовать устойчивые методы производства.
Отрасль автомобилестроения для инноваций
Автомобильные стартапы находятся на ранних стадиях реализации своих возможностей. Bloomberg сообщил, что автомобильная промышленность на топливных элементах получила от китайских компаний инвестиции на сумму более 1 миллиарда долларов.
Первый двигатель на топливных элементах компании Wuhan HydraV Fuel Cell Technologies запущен в производство в городе Датун. Компания планирует создать индустриальный парк водородной энергетики стоимостью 380 миллионов долларов, с ежегодной производительностью в 50 000 двигателей на водородных топливных элементах. Компания Beijing Shouhang IHW Resources Saving Technology также открыла филиал в Датуне, где планирует построить три завода по производству водорода, от 10 до 20 заправочных станций и от трех до пяти распределенных водородных электростанций. Многочисленные проекты, подобные этому, реализуются по всей стране, и большинство нацелены уголь вместо электролиза для достижения целевых показателей. В настоящее время годовой объем добычи угля в Датуне составляет более 100 миллионов тонн, поэтому добыча водорода из угля — это ключевой шаг города к превращению в водородную столицу.
Компания Grove Hydrogen Automotive, основанная в 2019 году, представляет собой полностью водородный автомобильный стартап, разрабатывающий три водородных автомобиля, предназначенных для использования в качестве подвижного состава. При поддержке CICC Capital, Everbright и Wuhan Donghu Guolong компания разрабатывает 3,5-метровый автомобиль для совместного использования, фургон для доставки и автомобиль для такси. Стартап видит возможности для сервис-ориентированной, точечной бизнес-модели, учитывая, что такие гиганты, как Alibaba, отошли от владения службой доставки и теперь проводят тендеры на частные поставки пакетов. Водородный парк учитывает автомобили дальнего радиуса действия с быстрым временем зарядки по сравнению с существующими электромобилями.
Большие инвестиции в водородную энергетику
Компания Great Wall Motor инвестировала более одного миллиарда юаней (149 миллионов долларов) в исследования и разработки в области водородной энергетики и транспортных средств на топливных элементах.
China National Heavy Duty Truck Group Co Ltd планирует потратить более 7 миллиардов долларов на производство автомобилей на топливных элементах в Шаньдуне.
Стартап Mingtan Hydrogen планирует инвестировать 373 млн $ в водородный промышленный рынок. К 2022 году она хочет собрать 100 000 батарей на топливных элементах и планирует привлечь 14 миллионов долларов для расширения своих производственных мощностей.
Хотя перспективы водорода в Китае представляются многообещающими, всё-таки существует целый ряд препятствий. По-прежнему необходимо решить проблемы, связанные со стандартами водородной безопасности в зонах отчуждения и вокруг транспортировки сжатого водорода. Учитывая очевидные амбиции частного сектора, рынок, скорее всего, найдет разумные решения для преодоления этих препятствий в краткосрочной перспективе, используя уже существующую инфраструктуру.
Как вы думаете, водородная энергетика важна для нас? Напишите об этом в комментариях!
Водород это топливо будущего, кто сейчас вкладывает средства в его изучение и развитие, тот завтра будет королём, остальные будут просить милостыню. В Китае развитие водородных технологий идет ускоренными темпами и деньги в это вкладывают огромные. Делайте выводы. Жду ещё новостей из Китая по теме водородной энергетики.