В марте 2022 года «Национальная комиссия по развитию и реформам Китая» (NDRC) и «Национальное энергетическое управление» (NEA) опубликовали «14-й пятилетний план современной энергетической системы», а также «Средне- и долгосрочный планы развития водородной энергетики на период до 2035 года», позиционируя водород как жизненно важный компонент национальной стратегии преобразования энергетики.
Направление «технологии и применение водорода» было включено в особую категорию — «Каталог руководящих указаний по корректировке промышленной структуры Китая», выпущенный NDRC в 2023 году. Речь идёт о широком спектре технологий — от производства, хранения и транспортировки водорода до различных приложений для конечного использования, таких как транспортные средства, работающие на водороде, и экологически чистые альтернативные заправочные станции.
Растущее значение водорода в будущем энергетическом развитии Китая связано с поддержкой в стране крупномасштабного развития возобновляемых источников энергии, содействия глубокой декарбонизации на транспорте, промышленности и строительстве, а также обеспечения оптимального выбора топлива в секторах, где электрификация затруднена.
Китай сталкивается со значительным давлением, оказываемым на него в связи с необходимостью сокращения выбросов углекислого газа. В этой связи водородная энергетика имеет огромный потенциал для энергетического перехода и промышленной декарбонизации.
Китай — крупнейший в мире потребитель водорода
Доля водородной энергетики в потреблении энергии в Китае неуклонно растет. В настоящее время спрос на водородную энергию в основном сосредоточен в химической промышленности, при этом синтез аммиака опирается на водород, стабильный спрос которого составляет около 10 млн т, отмечается в «Аналитическом отчете водородной промышленности Китая в 2023 году», подготовленном экспертами «Китайского водородно-энергетического альянса».
Согласно отчету, производство водорода в Китае в 2020 году составило 33,42 млн тонн. Цели, поставленные Китаем в развитии водородной отрасли, набрали обороты. В 2030 году ожидается, что годовая потребность в водороде в Китае достигнет 37,15 млн тонн.
Согласно концепции углеродной нейтральности Китая, годовая потребность в водороде, по прогнозам экспертов, к 2060 году увеличится до 130 млн т, при этом на долю «зеленого» водорода придется около 100 млн тонн.
Эксперты «Китайского водородного энергетического альянса» прогнозируют, что к 2030 году «зеленый» водород будет составлять 15% производства водорода в Китае, а к 2050 году эта доля возрастет до 70%.
Трубопровод «Западный водород на Восток»
В стране насчитывается более 3 тыс. предприятий, связанных с производством и потреблением водорода, и эта отрасль активно расширяется. Только с января по май 2023 года в нее вошло более 130 новых компаний. Китай добился значительного прогресса в водородных технологиях по всей цепочке создания стоимости, включая производство, хранение, топливные элементы, системную интеграцию и транспортировку.
В области транспортировки водорода был достигнут прорыв благодаря включению в план национальной энергетической сети Китая проекта водородного трубопровода «Западный водород на Восток». Благодаря этому новаторскому проекту водород будет транспортироваться на расстояние более 400 км, устраняя дисбаланс спроса и предложения и являясь моделью для будущих межрегиональных сетей транспортировки Н2.
Количество водородных заправок в Китае составляет 32% мировой доли
В первой половине 2023 года количество водородных заправочных станций в КНР достигло 351 ед, что составляет 32% мировой доли, отмечают эксперты «Китайского водородного энергетического альянса». В результате Китай стал мировым лидером по этому параметру.
Провинция на юге страны Гуандун лидирует по количеству станций — 47 единиц. За ней следует провинция на востоке Шаньдун — 27 единиц. Затем идёт провинция Цзянсу, расположенная на побережье Жёлтого моря, она имеет 26 ед. водородных заправочных станций.
В Китае, по итогам 2022 года, насчитывалось более 6 тыс. автомобилей на водородных топливных элементах, что составило 12% от их общего количества в мире.
Sinopec, национальный оператор станций технического обслуживания, в период 14-й пятилетки (2021–2025 годы) планирует построить 1 тыс. водородных заправочных станций, чтобы стать первым поставщиком водорода для китайской автомобильной промышленности.
Самый крупный заказ на тяжелые грузовики с водородным двигателем
Сделка по экспорту грузовиков с водородным двигателем состоялась в августе 2023 года в штаб-квартире Wisdom Motor Co., Ltd в провинции Фуцзянь. Тогда было подписано соглашение об экспорте 147 грузовиков в Австралию. Эта сделка является самым крупным заказом на тяжелые грузовики с водородным двигателем в развитых странах. Первый грузовик с водородным двигателем, предназначенный для Австралии, был доставлен и одобрен заказчиком.
Грузовики, предназначенные для Австралии, оснащены водородной топливной системой мощностью от 110 кВт до 400 кВт и могут похвастаться максимальным запасом хода в 1 тыс. км, что делает их подходящими для междугородних грузовых перевозок и длинных маршрутов по провинциям.
Эти грузовики оснащены технологией покрытия кузова углеродным волокном, интегрированной системой управления и мультисенсорной сенсорной системой на 360°. Таким образом, автомобили представляют собой идеальное сочетание экологически чистой энергии и интеллектуального транспортного оборудования.
Водородные продукты компании Wisdom Motor, как сообщили в компании, получили признание на зарубежных рынках, включая Японию, Великобританию, Германию и Австралию. Китайская технология топливных элементов и основные их компоненты достигли международных стандартов, отмечают отраслевые эксперты.
«Зеленый» водород станет основным направлением развития
В производстве водорода в Китае в настоящее время преобладает бензиновое (авто бензин) и дизельное топливо, но ожидается, что «зеленый» водород, производимый посредством электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, станет основным направлением по мере снижения затрат на возобновляемую энергию. Он соответствует цели создания безуглеродной энергетики. Эксперты подчеркивают, что потенциал водорода необходимо использовать в сценариях, когда для получения энергии не хватает ископаемых углеводородов.
«Зеленый» водород можно превращать в «зеленый» аммиак, метан и метанол, заменяя виды топлива для повышения безопасности. Кроме того, развитие индустрии «зеленого» водорода может превратить ветровые и солнечные ресурсы в энергоносители, стимулируя промышленную эволюцию и энергетический переход. Например, такие регионы, как Внутренняя Монголия, это — автономия в составе Китая, одна из наиболее крупных его провинций в северной части страны, обладают достаточными ресурсами ветра и солнца, которые можно использовать для производства «зеленого» водорода, что будет способствовать развитию местной экономики.
«Зеленый» водород обладает значительным потенциалом низкоуглеродной замены метанола, синтетического аммиака и нефтехимических продуктов, помогая химической промышленности достичь углеродной нейтральности. Благодаря реализации политики, связанной с выбросами углерода, производство экологически чистых химикатов на основе Н2 становится важной областью трансформации мощностей.
По прогнозам экспертов «Китайского водородно-энергетического альянса», к 2030 году использование возобновляемого водорода в химической промышленности будет наибольшим в производстве метанола, за которым последуют синтетический аммиак и нефтехимический сектор (нефтегазохимия).
Пик финансирования водородной промышленности Китая
За последние два года в цепочке создания стоимости водорода наблюдался прогресс благодаря развитию технологий и поддержке государственной политики Китая.
Согласно данным «Аналитического отчета водородной промышленности Китая в 2023 году», в первом полугодии 2023 года более 240 китайских водородных компаний получили финансирование, при этом было инвестировано 28,4 млрд юаней.
Водородная промышленность Китая находится на стадии развития, производство «зеленого» водорода быстро растет. Была создана комплексная цепочка создания стоимости, охватывающая производство, хранение, транспортировку, использование и применение водорода, однако соответствующие технологии и рынки все еще находятся на ранних стадиях индустриализации, отмечается в аналитическом отчёте.
Благодаря увеличению мощностей возобновляемых источников энергии, снижению затрат на производство экологически чистого водорода, росту спроса на декарбонизацию и ускорению технологических инноваций водородная промышленность Китая находится на пороге стремительного развития.
Затраты на производство «зеленого» водорода по-прежнему превышают стоимость производства Н2, полученного из ископаемого топлива. Несмотря на достигнутый прогресс в различных секторах цепочки создания стоимости водорода, ценовые ограничения пока являются серьезным препятствием.
Ускорение развития отрасли способствует технологическому прогрессу и сокращению затрат. Но пока высокая стоимость «зеленого» водорода остается проблемой не только для Китая, но и для всего мира.
Прогнозы показывают, что Китай сосредоточится на использовании промышленного водорода и электролизе из возобновляемых источников энергии, чтобы снизить средние затраты на производство Н2 примерно до 25 юаней за кг к 2025 году. Это выше, чем при получении «серого» и «голубого» водорода. Эксперты отметили, что на водородной станции Мэйцзинь в Шаньси стоимость не «зеленого» водорода составляет 9 юаней за килограмм.
Низкая стоимость поставок имеет решающее значение для крупномасштабного применения водорода. Отсутствие разработки на высшем уровне и относительно низкие субсидии снижают рентабельность китайской «зеленой» водородной промышленности.
Цены на электроэнергию играют решающую роль в определении затрат. Около 43% затрат на экологически чистый водород, полученный при электролизе, приходится на электроэнергию. Снижение цен на электроэнергию имеет решающее значение для перехода к низкозатратному производству «зеленого» водорода.
В целом, водородная энергетика имеет огромный потенциал. Прогнозы показывают, что к 2025 или 2026 году стоимость водородных топливных элементов сможет конкурировать со стоимостью литий-ионных батарей. Траектория затрат в этом секторе остается многообещающей. По оценкам, изложенным в «Аналитическом отчете водородной промышленности Китая в 2023 году», затраты на производство водорода могут упасть примерно до 20 юаней/кг к 2030 году и до 10 юаней/кг к 2050 году, чему будет способствовать рост возобновляемой энергетики.
Значительно растут поставки электролизеров в Китае
Реализация проектов по производству водорода на основе возобновляемых источников энергии привела к значительному росту поставок электролизеров в Китае.
Электролизёр — это аппарат для электролиза, т. е. осуществления электрохимических процессов путём пропускания постоянного тока от внешнего источника. Электролизёр состоит из заполненного электролитом корпуса (ванны), двух или нескольких электродов (катодов и анодов), сжатых между собой концевыми плитами и отделённых изолирующими прокладками.
В период с 2020 года по 2022 год поставки электролизеров увеличились со 185 МВт до 800 МВт. Согласно прогнозам экспертов «Китайского водородно-энергетического альянса», к 2025 году затраты на щелочные электролизеры и электролизеры с протон-обменной мембраной (PEM, англ.) снизятся на 35–50% по сравнению с нынешними ценами, что будет способствовать дальнейшему развитию инновационного применения водородной энергии в различных сценариях переработки и ускорению замены «серого» водорода «зеленым».
Электролизёры PEM являются следующим после щелочных поколением устройств. В них электролитом служит не раствор щелочи, а увлажненная полимерная мембрана, способная проводить протоны, за счет движения которых и осуществляется протекание электрического тока.
Водородный сектор Китая будет бурно развиваться к 2025 году
В производстве Н2 ускоряются инновации. Период с 2021 года ознаменовался развитием рынка и разработкой технологий первоначальной продукции. Текущий этап характеризуется демонстрацией проектов и технологическими прорывами.
В отрасли в целом предсказывают, что водородный сектор Китая будет бурно развиваться к 2025 году. А к 2030 году, благодаря снижению затрат на возобновляемую энергию и усовершенствованным технологиям, химическая промышленность, скорее всего, станет основной площадкой для применения «зеленого» водорода.
В настоящее время в Китае более 60% водорода, в основном производимого из ископаемого топлива, используется в промышленных секторах, таких как химическая промышленность. Учитывая цели углеродной нейтральности, химическая, сталелитейная и тяжелая транспортная отрасли имеют возможности для перехода на «зеленый» водород.
Но пока применение водородных технологий на транспорте, в энергетике и строительстве еще не масштабировано. В этой связи химическая промышленность и переработка нефти могут стать основой для использования «зеленого» водорода, стимулируя развитие и снижение затрат, отмечается в аналитическом отчёте.
