Зеленая энергия: платиновый ключ к «водородной катапульте»

Зеленый водород — экологически чистое топливо с нулевым уровнем выбросов, которое производится с использованием возобновляемых источников энергии, в первую очередь ветра и солнца, для электролиза, который расщепляет воду на составные части.

Платина в сочетании с иридием используется в качестве катализатора в электролизерах с протонообменной мембраной (PEM), в которых используется полимерный электролит, одна из двух ведущих технологий электролиза, доступных на рынке.

До сих пор стоимость была значительным препятствием для более широкого внедрения зеленого водорода, и анализ показал, что цена в $2 доллара США за килограмм представляет собой вероятный переломный момент, когда зеленый водород должен стать предпочтительным источником энергии во многих секторах, включая производство стали и удобрений, производство электроэнергии и транспортировку.

Ключом к снижению затрат является создание дополнительных мощностей в больших «гигаваттных» масштабах с целью достижения экономической рентабельности.

Новая инициатива «Катапульта зеленого водорода» (Green Hydrogen Catapult) позволит лидерам отрасли экологически чистого водорода взять на себя эту задачу, нацелившись на развертывание 25 гигаватт производства водорода на основе воссоздаваемых источников энергии к 2026 году, с целью снижения вдвое текущей стоимости зеленого водорода до уровня ниже $2 долларов за 1 килограмм и увеличения производства в 50 раз.

Создавая эту инициативу, ведущие мировые предприятия, стоящие за Green Hydrogen Catapult, сотрудничают, чтобы ускорить необходимые технологические и инфраструктурные достижения, а также связанное с этим развитие рынка. Кроме того, цель Catapult требует инвестиций в размере примерно 110 миллиардов долларов США.

Это далеко не единственный план на горизонте. В начале этого года концерн Линде, являющийся лидером мирового уровня в производстве водорода, объявил о строительстве, владении и эксплуатации крупнейшего предприятия, производящего электролизеры PEM в ФРГ.

Новые 24-мегаваттные электролизеры будут генерировать зеленый водород для поставки промышленным потребителям. Также, концерн планирует поставлять сжиженный зеленый водород на станции автозаправок.

Мощностей объекта должно хватить для снабжения 600 автобусов, работающих на топливных элементах на расстояние 40 млн км и для сокращения до 40 тыс. тонн в год выбросов углекислого газа. Завод будет запущен в эксплуатацию к концу 2022.

Электролиз PEM — это относительно новая технология, которая предлагает преимущества по сравнению с другими установками, благодаря своей компактности и способности справляться с прерывистым характером электричества, добываемого из ветряных или солнечных источников. Фактически, Siemens Gamesa и Siemens Energy работают над потенциально революционным проектом по полной интеграции электролизера PEM в морскую ветряную турбину в качестве единой синхронизированной системы для непосредственного производства зеленого водорода.

Система находится на стадии разработки, но в дальнейшем она поможет снизить стоимость водорода за счет возможности работать вне сети.

Крупная научно-химическая компания Johnson Matthey в Великобритании также рассматривает электролизеры PEM как область развития и расширения производства. Недавно компания объявила, что увеличивает мощность своего завода в Суиндоне, чтобы иметь возможность производить достаточное количество платиновых и иридиевых мембранных катализаторов для производства водорода в десятки мегаватт, что хватило бы для обеспечения энергией нескольких тысяч домов. План компании предусматривает расширение производственных мощностей до нескольких гигаватт в соответствии с потребностями клиентов.

Зеленый водород может обеспечить до 25% мировых потребностей рынка в энергии к 2050 году на сумму $10 трлн долларов США. Эти прогнозы подкрепляются появлением сильных национальных стратегий в области энергетики, ориентированных на зеленый водород, в таких странах как: Австралия, Чили, Германия, ЕС, Япония, Новой Зеландия, Португалия, Испания и Южной Корея. Повторное присоединение США к Парижскому климатическому соглашению также должно придать импульс и ускорить внедрение водорода.

Быстрый рост рынка электролизеров PEM может увеличить спрос на платину, хотя и умеренно, в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Более того, расширение мощностей по производству водорода и соответствующей инфраструктуры будет способствовать внедрению электромобилей на топливных элементах с PEM. Комбинированное влияние на спрос на платину по мере развития этих двух технологий PEM будет значительным в долгосрочной перспективе.