Європейська воднева магістраль (EHB) – карта, коридори та витрати

Що таке Європейська воднева магістраль (EHB)?

Вже деякий час очікується, що водень відіграватиме значно більшу роль в нашій енергетичній інфраструктурі. Загалом, цього ще не стало реальністю, оскільки акумуляторні електромобілі (BEV) досягли набагато більшого прогресу, ніж системи на основі водню.

Те саме можна сказати і про зберігання енергії, оскільки щільніші мережеві мережі, акумуляторні батареї та інші форми зберігання енергії, такі як гідроелектростанції, масштабуються краще, ніж водневі.

Ключова причина полягає в тому, що енергетична інфраструктура повинна бути широко розповсюдженою, ефективною та щільною, щоб мати економічний сенс. А електричні мережі вже були здатні приймати більше електромобілів та машин для заміни викопного палива, тоді як водень потребував абсолютно нової інфраструктури.

Значною мірою саме для вирішення цієї проблеми в Європі ініціюється новий масштабний мегапроект: Європейська воднева магістраль ініціатива (EHB).

Ця ініціатива об’єднує 33 операторів енергетичної інфраструктури, фактично по одному від кожної країни ЄС та сусідніх країн (до неї також входять Норвегія, Швейцарія, Велика Британія та Україна).

джерело: EHB

Мета полягає в розробці загальноєвропейського інфраструктурного плану для спеціалізованої мережі транспортування водню, яка охоплюватиме як транспортування, так і зберігання водню.

Чому Європі потрібен водень (окрім батарей та мереж)

Якщо акумулятори та електромобілі досі були на передовій електрифікації та заміни викопного палива, вони також мають деякі обмеження.

По-перше, електроенергію дуже важко зберігати у великих кількостях. Якби ми дійсно хотіли заощадити лише кілька днів виробництва електроенергії в масштабах ЄС, нам знадобилося б у сотні разів більше батарей, ніж зараз встановлено ТА в проектах.

Ще одна причина полягає в тому, що не всі способи застосування викопного палива можна легко замінити електроенергією. Для далеких перевезень потрібне щільніше паливо, ніж можуть забезпечити акумулятори, так само як і для повітряних перевезень. Кілька галузей промисловості також потребують дуже інтенсивного тепла, яке може забезпечити лише природний газ (або водень), як-от металургія, виробництво хімікатів тощо.

Узгодження виробництва, зберігання та попиту

Оскільки водень є абсолютно новим продуктом, він не може покладатися на існуючу інфраструктуру, що використовується для транспортування нафти, газу чи електроенергії, принаймні не у великих масштабах.

Це особливо важливо, оскільки потенційні місця виробництва водню ідеально розташовані поблизу джерел великої кількості води та об'єктів виробництва відновлюваної енергії. Це можуть бути не найкращі місця для зберігання водню або місця, де є попит на його споживання.

Тому необхідне ефективне транспортування водню від виробництва до сховища, а також від сховища до споживачів.

Як буде транспортуватися водень: трубопроводами, вантажівками та суднами

Водень можна транспортувати у двох формах: у вигляді стисненого газу або рідини. Рідкий водень має більше доцільності для перевезення на великі відстані або між континентами, оскільки він зменшує об'єм, необхідний для судна.

Однак для транспортування на великі відстані по суші перевага надається газоподібній формі, оскільки скраплення споживає значну частину енергії, що зберігається у водні, що погіршує його загальну економічну доцільність.

Для останнього сегмента перевезень, особливо для транспортних засобів або невеликих промислових потреб, перевезення вантажівкою, ймовірно, є гарним варіантом для заправки місцевих резервуарів на заправних станціях та виробничих майданчиках.

Однак, для великих відстаней, природна, відносно низька щільність газоподібного водню робить його набагато кращим варіантом транспортування трубопроводами.

У цьому відношенні можна зазначити, що водень знаходиться в подібній ситуації до природного газу, який, як правило, значно дорожчий у формі ЗПГ. Однак, на відміну від природного газу, доступність якого пов'язана з геологією, водень можна виробляти практично будь-де, де є енергія, від сонячної погоди Іспанії до вітряного Північного моря.

Зрештою, якщо американський ЗПГ виявиться альтернативою російському газу для Європи, єдиним вітчизняним варіантом, який є одночасно доступним та придатним для зберігання енергії та промислових потреб, буде водень місцевого виробництва.

Розбудова EHB: Дорожні карти на 2030 та 2040 роки

Панєвропейське бачення

Кінцева мета EHB — відійти від підходу «водневого кластера», який досі був популярним, до глобальної водневої мережі, що охоплює весь континент. Очікується, що ця зміна призведе до економії в розмірі 330 мільярдів євро, що дозволить забезпечити той самий рівень виробництва та використання водню.

Ключовим фактором економії коштів є те, що завдяки кращому зв'язку Європейська воднева магістраль зменшить потребу в сховищах та резервуванні. Наприклад, якщо виробництво електроенергії в безвітряний тиждень у кластері Північного моря знижується, виробництво сонячної електростанції в південній Європі можна буде перенаправити на Північ.

Мета полягає в тому, щоб виробляти 20 мільйонів тонн (Мт) водню на рік, або еквівалент 665 терават-годин (ТВт·год) енергії.

джерело: EHB

Його слід організувати навколо кількох водневих субкоридорів:

• Велика та щільна мережа, зосереджена навколо Нідерландів та з'єднана з вітровими електростанціями Північного моря.
• Французько-іспанський блок, що рухається на північ через долину Рони та з'єднує Париж та долину Рейну.
• Польсько-балтійсько-скандинавський зв'язок, що з'єднує Північ Європи з рештою континенту.
• Італійсько-австрійська лінія, що з'єднує ці країни з німецькою мережею, а потенційно також з Північною Африкою.
• Грецько-балканська лінія, що з'єднує територію з рештою Європи.

джерело: EHB

У кожному з цих коридорів кілька обраних компаній братимуть участь у будівництві та експлуатації Європейської водневої магістралі.

джерело: EHB

Загалом, найбільший попит прогнозується для регіону Центральної Європи, далі йдуть Північне море (Велика Британія, Ірландія, Норвегія, Данія) та Франція-Іспанія-Португалія.

джерело: EHB

У плані також визначено не лише можливий шлях для водневих трубопроводів, але й можливі природні місця, придатні для зберігання водню, будь то соляні печери, водоносні горизонти або виснажені газові родовища (більшість з них розташовані у Франції, Іспанії, Італії та Німеччині).

джерело: EHB

2030 до 2040,

Проведіть пальцем, щоб прокрутити →

Проєкт передбачає створення до 2030 року перших структур, що з'єднують більшість європейських країн для транспортування водню, використовуючи поєднання нових трубопроводів та перепрофільованих газопроводів.

Загальна довжина трубопроводів до 2030 року становитиме 32 616 км (20 266 миль), з яких 16 864 км (10 478 миль) будуть перепрофільовані.

джерело: EHB

До 2040 року метою є ще більше ущільнення цієї мережі, зокрема, шляхом будівництва густої мережі над Польщею, Швецією, Балканами та східним узбережжям Франції, більшої кількості трубопроводів усередині Великої Британії та з'єднаних з нею, а також трубопроводу, що перетинає Швейцарію.

джерело: EHB

Загальна довжина трубопроводів до 2040 року становитиме 32 616 км (20 266 миль), з яких 16 864 км (10 478 миль) будуть перепрофільовані.

Обидві ці оцінки є переглянутими цифрами, які визнають, що використання природного газу доведеться тривати довше, ніж спочатку передбачалося, внаслідок вторгнення Росії в Україну.

Через ці події та зростаючу важливість підтримки безпеки постачання, кілька газопроводів, що зараз експлуатуються, будуть використовуватися довше, ніж очікувалося раніше, що пояснює, чому значна частина прогнозованого зростання пов'язана з новозбудованими водневими трубопроводами.

За межами європейського виробництва

План враховує не лише виробництво європейськими країнами, але й рясні ресурси відновлюваної енергії, які можна було б використовувати у їхніх сусідів.

Отже, він також включає розрахунок будівництва електролізерної потужності у Північній Африці потужністю 24 ГВт та 8 ГВт в Україні, які мають бути реалізовані до 2030 року.

Подальше виробництво та зв'язок також можна розглянути з іншими країнами, зокрема, наприклад, Туреччиною, Ізраїлем або навіть Єгиптом та країнами Перської затоки.

Імпорт зрідженого водню також може бути можливим, залежно від технологічних інновацій, що знижують вартість водню (або нижчі витрати на відновлювану енергію, або нижчі витрати на виробництво водню), а підключення Європейської водневої магістралі до більшості основних портів Європи також враховує цей варіант.

Витрати: трубопроводи проти ліній електропередач, газу та зрідженого природного газу

Порівняно з лініями електропередач

Перехід європейської енергетичної системи з палива та газу на водень може мати великий сенс з точки зору боротьби зі зміною клімату та відновлення більшої енергетичної незалежності не лише від Росії, а й від США.

Однак, це спрацює лише за умови економічного доцільності та можливості справедливої ​​конкуренції з іншими формами енергопостачання, включаючи зелену альтернативу посилених мереж та електромобілів.

У першій частині порівнюється вартість транспортування енергії з використанням ліній електропередач.

На щастя, водневі трубопроводи, хоча й є масивною інфраструктурою, використовують менш рідкісні матеріали, ніж лінії електропередач та трансформатори (для яких потрібна мідь), що призводить до значно нижчої вартості транспортованого «ТВт·год», яка в 2-4 рази дешевша для нових або перепрофільованих (з газопроводу) водневих трубопроводів порівняно з повітряними підключеннями до електромереж.

Площа поверхні також є важливим фактором для проекту такого масштабу. Тут також присутній водень, який має більшу енергетичну щільність, ніж лінії електропередач, причому один трубопровід транспортує в 4 рази більше енергії.

джерело: EHB

Порівняно з газом та зрідженим природним газом (ЗПГ)

Тут порівняння трохи складніше, оскільки воно значною мірою залежить від ціни, яку встановлюють на зміну клімату та викиди вуглецю.

Загалом, ймовірно, що природний газ, що транспортується трубопроводами, наразі буде дешевшим. Це пояснюється тим, що вартість транспортування схожа, а виробництво водню все ще, як правило, дорожче, ніж природного газу (без урахування вуглецевих податків).

Порівняно зі ЗПГ, ситуація дещо менш зрозуміла, оскільки це вимагає як трубопроводу для внутрішнього транспортування, так і будівництва регазифікаційних потужностей у Європі. Крім того, вартість потужностей зі скраплення в США чи Катарі та втрати енергії під час скраплення роблять цей газ дорожчим.

Отже, доки надлишок природного газу не буде доступний трубопроводами, реально доступним лише з Росії, що на даний момент є малоймовірним сценарієм, Європейська воднева магістраль має сенс у порівнянні з постачанням ЗПГ, навіть без урахування викидів вуглецю.

Крім того, більша частина коштів, витрачених на внутрішнє виробництво водню та логістику, буде влита в економіку ЄС і допоможе зменшити торговельний дефіцит, зумовлений імпортом енергії.

Об'єднання європейських енергетичних ринків

Значним впливом Європейської енергетичної магістралі будуть її економічні переваги для проектів відновлюваної енергетики. Зі зростанням частки зеленої енергії в мережі зростає проблема перевиробництва в періоди низького попиту.

Це може призвести до того, що велика кількість електроенергії, що виробляється під час вітряної або сонячної погоди, буде витрачена даремно, оскільки місцева електромережа не зможе її використати саме в цей момент.

Великі потужності з виробництва водню можуть допомогти поглинути цей надлишок виробництва на місцевому рівні, а потім транспортувати його за низькою ціною в регіон, який на даний момент виробляє недостатньо.

Це, ймовірно, буде особливо важливим для відновлення балансу попиту між Півднем та Північчю Європи:

• Безсонячні зимові дні на півночі можуть поглинати все ще хороше сонячне виробництво з південних країн.
• Штормові тижні на півночі в періоди негоди можуть допомогти збалансувати низьке виробництво сонячної енергії по всьому континенту.

Коридори, що з'єднують регіони з багатими ресурсами відновлюваної енергії, таким чином не лише слугуватимуть для імпорту водню, але й посилять інтегровану енергетичну систему, об'єднуючи різноманітні відновлювані джерела, такі як морська вітрова енергетика на півночі та сонячна фотоелектрична енергетика на півдні.

Те саме можна сказати про дисбаланс виробництва зеленої енергії та попиту на енергію між літом та зимою.

Загалом, влітку спостерігається більше виробництво відновлюваної енергії, особливо за рахунок сонячної енергії, тоді як споживання енергії зростає взимку, з темнішими днями, особливо для опалення в північній Європі.

Оскільки водень набагато енергоефективніший при безпосередньому спалюванні, ніж при перетворенні назад на електроенергію, зберігання надлишкової сонячної енергії влітку у вигляді водню, а потім спалювання його взимку для опалення допоможе зменшити проблему з низьким попитом на природний газ взимку та використанням натомість відновлюваних джерел енергії.

Отже, загалом, вплив Європейської водневої магістралі може також полягати в тому, щоб зробити проекти відновлюваної енергетики більш прибутковими, навіть якщо вони досягають постійно зростаючого відсотка від загального енергопостачання, що в іншому випадку збільшило б втрачені потужності.

Що Європа повинна зробити зараз (дозволи, фінансування, інтеграція)

У звітах EHB наголошується на необхідності для європейських осіб, які приймають рішення, діяти швидко для реалізації цього проєкту.

Значною мірою це пояснюється тим, що 2-3 роки будівництва водневого проекту насправді менші, ніж складний 4-річний процес отримання всіх необхідних документів та дозволів.

джерело: EHB

З цієї причини EHB пропонує кілька ключових дій, які європейські країни можуть впровадити якомога швидше:

• Шляхом чіткішого регулювання, сприяння швидшому розвитку нових та перепрофільованих водневих установок.
• Спростити та скоротити процедури планування та отримання дозволів.
• Сприяння інтеграції інфраструктур водню, природного газу та електроенергії.
• Розблокування фінансових ресурсів шляхом збільшення гнучкості регіональних регуляторів та подальшого отримання державних позик.

Висновок

Європейська воднева магістраль – це, мабуть, найамбітніший європейський проект щодо енергетичної безпеки та зеленого переходу на сьогоднішній день.

Унікальною є його мета – інтегрувати різноманітну енергетичну інфраструктуру європейських країн в єдине бачення, а не як досі поширений фрагментарний підхід, що передбачає об'єднання зелених ініціатив окремих країн.

Можливо, уповільнення проекту порівняно із заявленою метою полягає у складності координації такого проекту між щонайменше 33 країнами. Це може бути особливо складним, якщо деякі ключові країни не зможуть ефективно виконати свою роль, причому Франція, Німеччина та Польща є основними сполучними точками між усіма п'ятьма водневими коридорами, що будуються по всій Європі, і найважливішими через їхнє географічне значення.

Фінансування також потенційно стане перешкодою, оскільки європейський регіон переживає тривалу економічну стагнацію та перенаправляє державні бюджети не лише на енергетичну незалежність, а й на військові витрати.

Інвестування в європейського новатора водневої магістралі

Енджі / НаТран (ENGI.PA)

Раніше відомий як GRTgaz, та сьогодні перейменовано на NaTran, щоб продемонструвати свою відданість питанням вийти за рамки транспортування природного газуКомпанія є частиною французького енергетичного гіганта Engie, що займається виробництвом та розподілом електроенергії, природним газом, атомною енергетикою, відновлюваною енергетикою, районним теплопостачанням та нафтовою промисловістю, і володіє 60.8% акцій NaTran.

GRTgas/NaTran бере участь у 3 з 5 коридорів Європейської водневої магістралі (Західна Європа, Північне море, Південна та Центральна Європа, крім Польщі).

Загалом, NaTran безпосередньо експлуатує 32 500 км трубопроводів високого тиску у Франції, а також 14 підземних сховищ та 4 термінали ЗПГ, розташовані на французькому узбережжі.

джерело: НаТран

Загалом у компанії працює 3,854 особи, а у 2024 році вона транспортувала 588 ТВт·год газу.

Отже, NaTran має великий досвід роботи з газом, а також дві дочірні компанії за межами Франції:

• Елегантність, європейський лідер у сфері послуг терміналів ЗПГ,
• NaTran Німеччина, оператор мережі передачі MEGAL, що з'єднує Чехію, Німеччину, Австрію та Францію.

Основним внеском NaTran до EHB буде H2Med, транснаціональний європейський трубопровід для водню, що з'єднує Португалію та Іспанію з Францією. Він зможе транспортувати близько двох мільйонів тонн водню до Франції щороку, або 10% від розрахункових потреб Європейського Союзу у водні.

Окрім водню, NaTran також наполягає на інших альтернативних рішеннях для виробництва біогазу, включаючи виробництво з відходів, наприклад, біогаз, пірогазифікація, гідротермальна газифікація та виробництво електронного метану (з відновлюваного водню та переробленого CO2).

Більша група Engie, раніше відома як GDF Suez, є енергетичним гігантом і однією з 10 найкращих публічно котируваних французьких компаній за оборотом. Група є результатом злиття GDF (“Газ де Франс«– French Gas) та Suez SA (що займається водопостачанням та очищенням води, управлінням відходами та енергетикою) у 2006 році, що на той час зробило її другою за величиною комунальною компанією у світі.

Після злиття Engie придбала інші комунальні компанії, такі як International Power (з діяльністю в ), щоб утворити Енджі Енерджі Інтернешнл, французька компанія сонячної енергетики Solairedirect, компанія з виробництва акумуляторних накопичувачів енергії Broad Reach Power з Х'юстона, а також 90% Transportadora Associada de Gás (TAG), найбільшого власника системи передачі природного газу в Бразилії у 2019 році.

джерело: Engi

Завдяки розширенню NaTran у сфері водневої енергетики та ключовій ролі компанії в Європейському проекті водневої магістралі, а також придбанням за останнє десятиліття, Engie — компанія з виробництва природного газу та електроенергії, яка рішуче прийняла енергетичний перехід та стала не лише французьким, а й міжнародним лідером у сфері низьковуглецевих форм енергії, включаючи біогаз, водень та ядерну енергетику.