Кто станет водородной сверхдержавой? ЕС или Китай

В планах ЕС, объявленных в июле, стать мировым лидером по водороду подразумевается, что эта технология будет иметь других, конкурирующих за первое место тоже. Когда страны ЕС наращивали свой сектор солнечных фотоэлектрических батарей в 2000-х годах, они не смогли пережить приход и быстрое расширение китайского производства. Ждет ли водород ЕС та же участь?

Соперничество между Европой и Китаем в области безэмиссионных водородных технологий может стать одной из определяющих бизнес-историй в глобальных усилиях по прекращению изменения климата. Имея болезненный опыт в производстве солнечных фотоэлектрических батарей, Европа не рискует с водородом.

Стремясь превзойти Китай и реализовать свои амбиции стать климатически нейтральной страной, Европа предприняла масштабный толчок к экологически чистому водороду для декарбонизации промышленности и авиации и обеспечения перспективных экспортных возможностей. Зеленый водород рассматривается многими как ключ к достижению «чистых нулевых» целевых показателей выбросов, но глобальное внедрение этой технологии будет невозможно без резкого снижения цен. Это может сделать конкуренцию между ЕС и Китаем критически важной для глобальных усилий по декарбонизации.

Конкуренция между ЕС и Китаем быстро приведет к снижению цен

Зеленый водород, произведенный с использованием воды и возобновляемых источников энергии, стал «серебряной пулей» технологии для очистки многих СО2-интенсивных секторов, где сокращение выбросов особенно трудно, таких как тяжелая промышленность и авиация. На сегодняшний день его высокая стоимость препятствует глобальному развертыванию в борьбе с изменением климата. Но есть надежда: коммерческое соперничество между Европой и Китаем, которое может привести к быстрому снижению цен.

«Конкуренция в области водородных технологий между Европой и Китаем будет иметь решающее значение для запуска глобальной водородной экономики, поскольку это приведет к снижению стоимости технологии, которая будет играть ключевую роль в сокращении выбросов во многих секторах», — говорит Кобад Бхавнагри, руководитель отдела промышленной декарбонизации исследовательской службы BloombergNEF.

«В свою очередь, это позволит большему числу стран взять на себя обязательства по достижению чистых нулевых целевых показателей. Мы наблюдали такое развитие в области фотоэлектрических солнечных батарей, где конкуренция в производстве между Европой и Китаем привела к резкому падению цен, изменив экономику и, таким образом, открыв путь для сегодняшнего глобального развертывания этой технологии и целей возобновляемых источников энергии во многих странах», — говорит Бхавнагри. — «Будет интересно посмотреть, как это соревнование будет разворачиваться в ближайшие годы».

Зеленый водород все еще слишком дорог

Зеленый водород остается более дорогим, чем обычная разновидность ископаемого топлива, потому что оборудование для его производства является дорогостоящим, а также потому, что процесс требует огромного количества энергии. В результате частные компании в настоящее время не имеют стимулов производить его в больших объемах.

Европа видит в водороде «рок-звезду новых энергий»

Чтобы преодолеть эту проблему, Европа, которая поставила перед собой цель стать климатически нейтральной к середине века, представила амбициозный план создания «водородной экономики» с государственной поддержкой. Этот план явно нацелен на то, чтобы сделать континент технологическим пионером и обеспечить выгоду для европейских компаний.

«С учетом состояния технологий в Европе, экономики и политических инструментов под рукой, Европейский союз может взять на себя ведущую роль в глобальном масштабе», — заявил вице-президент Европейской комиссии Франс Тиммерманс, который также является комиссаром ЕС по климату, во время презентации водородной стратегии блока в начале июля. Он добавил, что зеленый водород стал «рок-звездой новых энергий во всем мире, и особенно в Европе».

Китай отстает от Европы всего на 2-3 года

Европейские политики и промышленность регулярно выделяют Китай в качестве наиболее важного конкурента в амбициях ЕС.

«Мы все еще лидируем как европейцы. Но особенно Китай оспаривает эту позицию», — заявил весной Йорго Чацимаркакис из Ассоциации бизнеса водородной Европы. — «Конкуренты догоняют нас, и мы считаем, что они отстают от нас всего на 2-3 года», — считает Чацимаркакис.

Министр экономики Германии Петер Альтмайер также заявил, что его страна должна победить азиатские страны, чтобы претендовать на мировое лидерство в области технологий, назвав в качестве примера Китай.

«Наша цель ясна. Мы хотим, чтобы Германия стала мировым лидером в области водородных технологий», — говорит Альтмайер.

Зеленый, синий и серый водород

Зеленый водород производится в электролизерах, которые расщепляют воду на ее основные компоненты, кислород и водород, используя возобновляемую электроэнергию. Поскольку при сжигании водорода выделяется только вода, он способен обеспечить энергией некоторые из наиболее загрязняющих сегодня видов экономической деятельности, не вызывая никаких выбросов.

Но из-за высоких затрат на электролиз, 95 процентов коммерчески доступного водорода в настоящее время производится на основе ископаемого топлива, в процессе, называемом паровой конверсией метана, по данным банка JP Morgan. Но создание этого «серого» водорода генерирует большое количество вредных для климата выбросов CO2. Этот метод производства может быть очищен с помощью улавливания и хранения углерода, чтобы сделать «синий» водород, но он не становится свободным от выбросов. Только «зеленый» водород, произведенный с использованием возобновляемых источников энергии, считается полностью устойчивым.

Основной принцип работы электролизера довольно прост
Основной принцип работы электролизера довольно прост

Конкурентоспособный по стоимости зеленый водород к 2030 году?

Вот почему затраты на производство возобновляемого водорода должны будут быстро снизиться, чтобы обеспечить глубокое сокращение выбросов, необходимое для достижения чистых нулевых климатических целей в отраслях промышленности по всему миру.

«Как только отрасль расширится, возобновляемый водород можно будет производить из энергии ветра или солнца по той же цене, что и природный газ в большинстве стран Европы и Азии», — сообщает BNEF. — «Эти затраты на добычу сделают зеленый газ доступным и откроют перспективы для действительно чистой экономики».

Служба деловой информации IHS Markit прогнозирует, что безуглеродный зеленый водород может стать конкурентоспособным по стоимости к 2030 году.

«Затраты на производство зеленого водорода упали на 50 процентов с 2015 года и могут быть сокращены еще на 30 процентов к 2025 году благодаря преимуществам увеличения масштаба и более стандартизированного производства, среди прочих факторов», — говорят в IHS Markit, добавив, что общая доля в энергетическом балансе будет зависеть от желаемой степени декарбонизации. — «Чем больше степень декарбонизации, тем больше вероятная роль водорода в энергетическом будущем».

С экономической точки зрения перспектива быстрого расширения глобальной водородной экономики сулит богатые выгоды странам, обладающим технологическим и конкурентным преимуществом. ЕС нацелился на то, чтобы взять большой кусок пирога.

«Чистый водород — это ключ к сильной, конкурентоспособной и безуглеродной европейской экономике», — говорит Тиммерманс. — «Мы лидируем в мире по этой технологии и хотим оставаться впереди. Но нам нужно приложить дополнительные усилия, чтобы оставаться впереди, потому что остальной мир быстро догоняет нас».

Водород: энергия, хранение, сырье, пригодное для международной торговли

Водород обещает быть чрезвычайно универсальным инструментом – его можно использовать для хранения энергии в течение неограниченного времени и в качестве источника энергии для многих секторов. Он также может быть использован для производства синтетического топлива, которое может заменить ископаемое топливо в качестве исходного сырья, например для производства пластмасс. Еще одно преимущество заключается в том, что им можно торговать на международном уровне, потенциально превращаясь в глобально торгуемый товар.

Благодаря этим преимуществам ожидается, что сектор вступит в фазу экспоненциального роста. По данным BNEF, прошлогодняя совокупная мощность электролизеров по всему миру «может взлететь в 1000 раз» в ближайшие десятилетия. По оценкам Всемирного энергетического совета, спрос на экологически чистое синтетическое топливо может составить около 50 процентов от сегодняшнего мирового спроса на сырую нефть начиная с середины века.

Рабочие места, инвестиции

ЕС хочет воспользоваться этой тенденцией, укрепив водородный сектор, который может обеспечить до 1 миллиона рабочих мест в регионе к середине века. Он ожидает, что совокупные инвестиции составят от 180 до 470 миллиардов евро только в этом блоке.

«В ближайшие годы чистые технологии станут двигателем глобального роста», — утверждает Тиммерманс.

Германия

В рамках ЕС Германия была особенно откровенным сторонником зеленого водорода. Страна может похвастаться сильными производителями электролизеров, такими как Siemens, thyssenkrupp, Sunfire и другими. Если Германия сможет удержать свою нынешнюю долю производства электролизеров на мировых рынках, которая составляет около 20 процентов, то эта отрасль может создать до 470 000 рабочих мест — что эквивалентно примерно половине всех рабочих мест, существующих в настоящее время в культовой автомобильной промышленности страны, по данным немецкого экономического института (IW). На первое место выйдут дополнительные рабочие места, созданные в компаниях, производящих возобновляемые источники энергии, которые потребуются для запуска производства водорода.

Доля мирового рынка электролизеров в 2016 году. Доля Германии в 2020 году оставалась около 20 процентов
Доля мирового рынка электролизеров в 2016 году. Доля Германии в 2020 году оставалась около 20 процентов

«Многие поставщики и инжиниринговые компании возлагают большие надежды на производство ключевых компонентов здесь, чтобы внести свой вклад в такое технологическое развитие», — говорит экономист Вероника Гримм, которая много работала над экономикой водорода и консультирует правительство Германии в качестве члена Совета экономических консультантов страны.

Она добавляет, что существует бесчисленное множество бизнес-возможностей, связанных с водородной экономикой: от оборудования для производства и переработки зеленого водорода до национальных и международных перевозок по трубопроводам, судам или суше, до его конечного использования в различных областях применения, таких как топливные элементы.

План ЕС: 10 млн тонн к 2030 году

Водородная стратегия Еврокомиссии содержит трехэтапный план, который начинается со строительства электролизеров для производства зеленого водорода для использования в промышленности (сталь, химикаты, нефтеперерабатывающие заводы) к 2024 году, а затем с созданием местных горячих точек производства водорода, которые будут связаны с промышленными потребителями в так называемых «водородных долинах», к 2030 году. С ростом спроса эти горячие точки будут объединены для создания основы крупной европейской водородной инфраструктуры.

ЕС хочет, чтобы к 2024 году было реализовано не менее 6 гигаватт возобновляемой мощности электролизера, способного производить до 1 миллиона тонн возобновляемого водорода. Это эквивалентно использованию всей мощности шести крупных электростанций только для производства водорода. К 2030 году ЕС планирует произвести 10 миллионов тонн с комбинированной мощностью электролизера 40 ГВт. В своей собственной национальной стратегии Германия стремится к 5 ГВт к 2030 году.

Бхавнагри из BNEF заявил, что планы ЕС и Германии «полностью меняют перспективы» создания глобальной водородной экономики.

«Действия одной только Европы превысили бы объемы, которые, как мы говорили, требовались для того, чтобы выйти на оптимистичный путь снижения издержек», — сказал он. — «Лидерство Европы и Германии в водороде — это именно то, что было необходимо, чтобы дать толчок движению к водородной экономике».

«Подход, который использует европейская стратегия, очень похож на попытку обеспечить будущее для европейских производителей. Это, по-видимому, защитный механизм от конкуренции со стороны Китая и других недорогих производителей», — добавил он.

Бизнес присоединяется к гонке

Компании в Европе ухватились за возможность стать поставщиками для водородной экономики. Одновременно с объявлением о стратегии Германии сталелитейная компания thyssenkrupp заявила, что планирует расширить свои производственные мощности по электролизу воды, чтобы получить зеленый водород в гигаваттном масштабе.

«Многие страны мира в настоящее время планируют войти в водородную экономику. Электролиз воды все чаще становится ключевой технологией для построения устойчивой, гибкой энергетической системы и безуглеродной промышленности. Это открывает для нас новые рынки сбыта», — говорит Сами Пелконен, генеральный директор бизнес-подразделения thyssenkrupp по химическим технологиям. 

Компания также заключила партнерство с компанией utility E. ON для строительства водородной инфраструктуры.

Британский производитель электролизеров ITM Power также заявил, что планирует массово расширить свое производство в сотрудничестве с датской энергетической компанией Ørsted.

«То, что сейчас необходимо, — это расширить технологию электролизера и снизить ее стоимость», — говорит Андерс Кристиан Нордстрем, вице-президент Ørsted по водороду.

Электролизер thyssenkrupp
Электролизер thyssenkrupp

Китай: электролизеры дешевле, но проще

Китайские производители опережают Европу в производстве недорогого оборудования для производства водорода — их электролизеры в настоящее время стоят лишь часть европейских.

«Поскольку китайский рынок настолько велик, их производители извлекают выгоду из экономии на масштабе, автоматизации и т. д. в гораздо большей степени, чем в ЕС или США», — говорит Чацимаркакис из Hydrogen Europe, добавив, что масштаб «оказывает огромное влияние на все затраты по всей цепочке создания стоимости».

Но некоторые отраслевые эксперты заявили, что есть сомнения в качестве и надежности китайских электролизеров.

«Мы рассматриваем Китай как важного конкурента зеленого водорода, потому что страна рано установила его в качестве основного элемента своего климатического плана», — сообщил источник в известном европейском производителе электролизеров Clean Energy Wire. — «Европейские производители явно лидируют, когда речь заходит об эффективности, масштабируемости и гибкости, в то время как китайские конкуренты используют более простые технологии, но пользуются преимуществами по стоимости».

В настоящее время китайские производители электролизеров едва начали конкурировать с европейскими компаниями, потому что они в основном продают их внутри страны и на рынки, отличные от Западной Европы, Австралии и США, сообщает BNEF. Более того, по словам Чацимаркакиса, в настоящее время страна является крупным импортером европейских водородных технологий.

«Если мы сохраним лидерство [во многих водородных технологиях], Китай может стать огромным потенциальным рынком для экспорта оборудования и технологий», — добавил он.

Сокращение расходов ЕС

Министр экономики Германии Альтмайер свел преимущество Китая в издержках к более дешевой рабочей силе. Большинство экспертов сходятся во мнении, что европейские компании все еще могут догнать цены. BNEF прогнозирует, что западные компании могут приблизиться к китайскому уровню затрат к 2030 году за счет «сочетания увеличения масштаба, автоматизации и перемещения производства в страны с более дешевыми рабочими».

Но Бхавнагри из BNEF также предупредил: «Я бы вообще не сказал, что это предрешенный вывод, что европейские продукты могут быть произведены по той же цене, что и китайские, но силы конкуренции и экономики предполагают, что либо им это понадобится, либо они будут вытеснены конкурентами».

Гневомир Флис, консультант по энергетике и зеленым технологиям, специализирующийся на водороде, также предупреждает, что догнать Китай будет сложным и дорогостоящим предприятием.

«Сборка электролизера все еще происходит в основном вручную, и автоматизация его будет сложным процессом. По крайней мере, вам нужно много авансового капитала», — говорит он проводу чистой энергии.

Солнечная травма Германии

Отраслевые эксперты заявили, что Европа, и Германия в частности, полны решимости не допустить, чтобы их молодая водородная промышленность следовала примеру солнечной промышленности континента.

В начале тысячелетия Германия была крупнейшим в мире рынком солнечных батарей и пионером в области технологий. Ее солнечная промышленность пережила впечатляющий бум в середине 2000-х годов после введения щедрых выплат поддержки. Но когда они были сокращены и более дешевые китайские солнечные фотоэлектрические модули вышли на рынок, немецкая промышленность рухнула, что привело к потере десятков тысяч рабочих мест и падению крупных игроков, таких как Q-Cells, Solon, Conergy и SolarWorld.

«Со своей водородной стратегией Германия не только пытается выполнить свои обязательства по сокращению выбросов, но и активно пытается стать лидером. Она приближается к этому благодаря урокам, извлеченным из солнечного фиаско», — говорит Гневомир.

Торговые отношения между ЕС и Китаем

ЕС и Китай являются жесткими коммерческими конкурентами во многих технологических областях, но их экономики также фундаментально зависят друг от друга. Китай является вторым по величине торговым партнером ЕС после Соединенных Штатов, а ЕС — крупнейшим торговым партнером Китая. Два блока торгуют в среднем более чем на миллиард евро в день и в настоящее время находятся в процессе завершения всеобъемлющего соглашения об инвестициях. Еврокомиссия заявляет, что целью сделки является улучшение доступа европейских компаний на китайский рынок.

Но торговые отношения не всегда гладкие, особенно в чувствительном энергетическом секторе. ЕС пытался господствовать в потоке китайских солнечных модулей с тарифами, а немецкое правительство купило временный пакет акций оператора сети передачи электроэнергии 50 Гц «по соображениям национальной безопасности», чтобы парировать участие Китая в том, что он считал критической инфраструктурой в 2018 году.

Планы Китая повлияют на ЕС

Борьба за зеленый водород с Европой будет определяться решениями китайского правительства. Страна рано начала продвигать водородные технологии с помощью политики на национальном, провинциальном и муниципальном уровнях. Но учитывая, что Китай еще не взял на себя обязательство стать климатически нейтральным, в отличие от Европы, он сделал гораздо меньший акцент на зеленом водороде.

В стране пока нет специальной стратегии «зеленого водорода» или детальных целевых показателей, но местная промышленность прогнозирует растущую роль безэмиссионного газа. Например,  в  официальном документе  Китайского водородного альянса, состоящего из компаний, университетов и исследовательских институтов, в 2019 году прогнозировалось, что к середине века большая часть производства водорода перейдет с ископаемого топлива на возобновляемые источники энергии, говорит Рун Чжан-Класс, который работал в китайской энергетической группе, а сейчас является руководителем проекта в Китае в аналитическом центре по вопросам перехода к энергетике Agora Energiewende.

«Критическая ценность применения водородных технологий заключается в обеспечении энергетической безопасности, что является приоритетом энергетического развития Китая, учитывая высокую зависимость Китая от импортируемой нефти и газа», — говорит Чжан. 

Руководящие принципы национальной комиссии по развитию и реформам (NDRC) по реструктуризации промышленности также поощряют высокоэффективное производство водорода, его транспортировку и хранение.

Китай — крупнейший в мире производитель водорода. Он составляет 22 миллиона тонн в год, что эквивалентно одной трети мирового объема. Но большая часть водорода в Китае поступает из угля – там работает почти 1000 угольных газификаторов, что составляет 5 процентов от общего потребления угля Китаем, согласно отчету Cleantech Group, американской компании, поддерживающей и консультирующей внедрение возобновляемых источников энергии.

Китай сосредоточился на топливных элементах

Одним из направлений водородной политики Китая было продвижение топливных элементов, которые преобразуют водород обратно в электричество для питания автомобилей, автобусов и отопления, например. Здесь Китай считается пионером и имеет специальные цели – он нацелен на 5000 автомобилей на топливных элементах к 2020 году и 1 миллион к 2030 году .

«Китай особенно сильно настаивает на использовании водорода в мобильных приложениях», — говорит Чацимаркакис из Hydrogen Europe. — «Китай может лидировать в мире по производству аккумуляторных транспортных средств, но до недавнего времени он был относительным отстающим в водороде», — говорится в докладе S&P Global Platts, информационная служба по энергетике и сырьевым товарам.

Но опять же, пока нет особого внимания использованию зеленого водорода для питания своих топливных элементов – в настоящее время только 3 процента водорода в Китае производится из возобновляемых ресурсов, согласно S&P Global Platts.

«Прорывы в производстве, транспортировке и хранении, а также технологии топливных элементов будут необходимы Китаю, чтобы не только догнать, но и стать лидером в мировой водородной экономике».

Водород, изготовленный из угля, очень дешев по сравнению с зеленым водородом в Китае.

«Затраты на производство водорода остаются в три раза меньше, чем на производство водорода с помощью электролиза воды», — отмечается в отчете Cleantech Group. — «Учитывая этот разрыв в затратах, нерешенный вопрос для Китая будет заключаться в том, смогут ли проекты по производству электролизеров достаточно снизиться, чтобы гарантировать глобальный переход от производства водорода на основе угля к производству водорода электролизом».

Работа над электролизером Siemens
Работа над электролизером Siemens

Чистое нулевое обязательство Китая ускорит развитие его водородного сектора

Обязательство стать климатически нейтральным к середине века резко изменит уравнения в водородных планах Китая и, вероятно, заставит его полностью принять зеленое разнообразие.

Прошлым летом министр науки и технологий Китая Ван Ган призвал Китай «рассмотреть возможность создания водородного общества», сообщает Cleantech Group.

«Учитывая, что министр сделал аналогичный призыв два десятилетия назад по электрификации транспортных средств, которая сыграла определенную роль в нынешнем доминировании Китая на рынке, уделяется пристальное внимание», — говорится в докладе.

Климатические активисты и многие западные аналитические центры и консалтинговые компании призывают Китай присоединиться к стремлению ЕС к нулевым выбросам – не только для борьбы с изменением климата, но и для получения экономической прибыли. Институт Роки-Маунтин (RMI), американская некоммерческая организация, консультирующая по вопросам энергетического перехода, утверждал, что Китай может стать углеродно-нейтральным к середине века без ущерба для экономического роста. Институт утверждал, что «Китай имеет хорошие возможности для получения технологического конкурентного преимущества от перехода к чистым нулевым выбросам» и призвал страну поддержать электролиз водорода. Бизнес-консультант McKinsey также сказал, что Китай может использовать новые источники экономического роста, сделав быстрый и упорядоченный переход к пути с низким уровнем выбросов, добавив, что Китай должен изменить свою энергетику и топливную смесь, увеличив рынок водорода, среди других шагов.

Сотрудничество ЕС-Китай в области климата

Многие эксперты по климату и активисты питают большие надежды на то, что тесное сотрудничество между Китаем и ЕС по сокращению выбросов может привести к более амбициозным китайским обязательствам, что, вероятно, приведет к массовому стимулированию китайских амбиций в области зеленого водорода.

На двустороннем саммите ЕС-Китай в конце июня Китай и ЕС обязались разработать экономические стимулы для решения как экономического, так и климатического кризиса через более тесное партнерство по климатическим действиям и энергетическому переходу – шаг, который был провозглашен «важным сигналом миру» климатическими активистами в Европе.

Нис Грюнберг из Института китайских исследований Меркатора (MERICS) говорит, что смягчение последствий изменения климата должно быть редким ярким пятном в остальном спорных отношениях.

«Изменение климата на самом деле является одной из очень немногих тем, остающихся там, где Европейский Союз и Китай имеют совпадение интересов», — говорит Грюнберг. — «Жаль, что он был вытеснен с повестки дня [коронавирусным] кризисом, но это не значит, что он исчез. Его можно было бы использовать для начала более продуктивного диалога».

Зеленый водород также открывает возможности для сотрудничества между странами ЕС и Китаем, независимо от коммерческого соперничества. Германия уже инициировала обмен мнениями, направленный на энергетический переход, и уверена, что теперь он будет активизирован.

«Национальная водородная стратегия предусматривает в качестве приоритета, что Германия установит и активизирует международное сотрудничество и партнерские отношения вокруг темы водорода», — заявили в Министерстве экономики страны. — «Энергетическое партнерство с Китаем уже существует с 2007 года, в котором сотрудничество по водородным технологиям также играет определенную роль и будет играть еще большую роль в будущем».

Водородная промышленность Европы также подчеркивает решающую роль международного сотрудничества.

«Наше видение заключается в том, чтобы водород превратился в глобально торгуемый товар», — говорит Чацимаркакис из Hydrogen Europe. — «ЕС хочет создать водородный рынок, но водород никогда не станет реальным товаром, если это будет просто внутренняя вещь ЕС», — объяснил он. — «Для некоторых приложений, идя в одиночку, было бы невозможно достичь чего-либо примечательного — в частности, в судоходном секторе, особенно в глубоководном судоходстве. Жидкий водород просто не может быть жизнеспособным вариантом для межконтинентальных контейнерных судов, когда возможность заправки им будет существовать только в ЕС», — сказал он, добавив, что то же самое относится и к авиации. — «Для этого вам совершенно необходимо международное сотрудничество».

По материалам: https://www.ruscable.ru