Снимка: iStock

Данъчен кредит, включен в Закона за намаляване на инфлацията, може да даде тласък на зараждащата се чиста водородна индустрия и да я превърне в бизнес за няколко трилиона долари през следващите десетилетия.

Данъчният кредит ще стимулира производителите на водород да разработят по-чисти начини за синтезиране на водород, който се използва за производство на торове и в други промишлени процеси. Но може също така да катализира цяла нова категория компании, които искат да използват чист водород като заместител на изкопаемите горива в области като корабоплаването, авиацията, тежката промишленост и като начин за съхранение и транспорт на енергия.

В момента 98 процента от водорода се произвежда по начин, който използва изкопаеми горива, според Центъра за глобална енергийна политика към Колумбийския университет. Но „всички настоящи производители на водород се стремят да произвеждат чист водород“, обясни Елина Теплински, адвокат, който служи като говорител на Инициативата за ядрен водород, група, работеща за напредък в развитието на индустрията за ядрен водород.

Законът ще направи по-икономически осъществимо използването на технология за улавяне и съхранение на въглерод за намаляване на въглеродните емисии от производството на водород. Освен това ще отвори вратата за цял набор от компании, които търсят по-чисти начини за производство на водород и за използване на водород като заместител на изкопаемите горива в определени области.

До 2050 г. между 60 и 80 процента от производството на водород ще се захранва от възобновяеми източници, според доклад за индустрията от ноември, публикуван от Hydrogen Council, индустриална група, в сътрудничество с McKinsey & Co.

Този вид преход на индустрията ще изисква много инвестиции - от $7 трилиона до $8 трилиона до 2050 г. Но от положителна страна, до тази дата водородната икономика може да генерира около $3 трилиона годишни приходи, според Hydrogen Council и доклад на McKinsey.

За какво се използва водородът днес и как може да се бори с изменението на климата?

В момента приблизително половината от произведения водород се използва за производство на торове и амоняк, като остатъкът се използва в нефтохимически рафинерии или производство, според Центъра за глобална енергийна политика. Стремежът към чист водород е мотивиран както от необходимостта да се декарбонизират текущите процеси, така и защото случаите на употреба на водород се разширяват.

Индустриалните приложения, които съставляват почти цялото търсене на водород днес, ще представляват само 15% от общото търсене на водород до 2050 г., според доклада на Hydrogen Council/McKinsey.

Водородът има най-високата енергия на маса от всяко гориво и не отделя въглеродни емисии, когато се изгаря или превръща в електричество в горивна клетка. Предприемачи и защитници вярват, че водородът може да бъде полезен за декарбонизиране на някои много големи сектори на икономиката като превоз на дълги разстояния и промишлени процеси, включително производство на желязо и стомана, морски превоз на товари и авиация.

„Ако не беше изменението на климата, вероятно нямаше да се разширим във всички тези нови случаи на употреба“ за водород, Емили Кент, американски директор на горивата с нулеви въглеродни емисии в Clean Air Task Force, глобална организация с нестопанска цел за климата, каза CNBC.

Най-голямата крайна употреба на водорода до 2050 г. се очаква да бъде мобилността, включително тежки камиони, полети на дълги разстояния и контейнеровози, според доклада на Hydrogen Council/McKinsey. В тези случаи водородът ще произвежда електричество чрез горивна клетка, в която водородните атоми и кислородните атоми се комбинират в електрохимична реакция за генериране на електричество, топлина и вода.

Настоящите електрически превозни средства, захранвани с батерии, не могат да отговорят на тази нужда, тъй като батериите, които могат да съхраняват достатъчно енергия за пътувания на дълги разстояния, биха били твърде тежки и биха отнели твърде много време за презареждане, обясни Кент. Резервоарът за водород и горивната клетка ще тежат по-малко, ще заемат по-малко място и ще имат време за зареждане подобно на газ или дизел.

„Възможно е да има огромни пробиви и батерии или нещо друго, което би променило нещата. Но както е сега, няма страхотни решения“, каза Кент пред CNBC.

Водородът може също да се изгаря за производство на електричество в турбина, подобно на природния газ. Понастоящем до 20% водород може да се смеси с природен газ, изгорен в конвенционални турбини за природен газ, без да е необходимо да се правят промени в инфраструктурата, според Кент.

„За по-високи смеси от водород или чист водород вероятно ще се нуждаем от корекции на турбините и инфраструктурата“, каза Кент пред CNBC. „Има компании, които работят върху 100% готова за водород инфраструктура, където чистият водород може да бъде изгорен в турбина за производство на електричество.“

Водородът може да бъде начин за съхраняване на енергия, което ще бъде от решаващо значение, тъй като възобновяемата енергия като вятърна и слънчева енергия се увеличава и разгръща в цялата страна. Вятърната и слънчевата енергия не работят, когато вятърът не духа или слънцето не грее, и затова енергията трябва да се съхранява по някакъв начин, за да може да се осигури непрекъсната, надеждна енергия. Междувременно технологията за батерии се ускорява, но батериите все още не са в точката на своето развитие, където могат да съхраняват достатъчно енергия за достатъчно дълго време, за да ги направят достатъчен резерв за напълно възобновяема мрежа.

„Ако произвеждате един тон слънчева енергия през лятото и искате да съхранявате купчина от нея за зимата, водородът може да се съхранява за толкова много месеци през сезонни периоди и да осигурява електричество обратно на системата, когато е необходимо, “, каза Кент.

Чисто произведеният водород също се разглежда като заместител на коксуващите се въглища в ключова част от процеса при производството на стомана, индустрия с тежки емисии, която се счита за истинско предизвикателство за декарбонизация. И чистият водород ще бъде необходим за промишлени процеси, които изискват особено висококачествена топлина, температури над 752 градуса по Фаренхайт, като циментови заводи, производство на стъкло и претопяване на алуминий, според доклада на Hydrogen Council/McKinsey.

Какво е чист водород?

Водородът е най-разпространеният елемент във Вселената, но тук, на Земята, той съществува само в съставни форми с други елементи - особено с кислорода като част от водата. Отделянето на водорода от другите атоми изисква промишлени процеси и енергия.

В момента Китай е най-големият производител на водород, според Центъра за стратегически и международни изследвания (CSIS), двупартийна организация с нестопанска цел за политически изследвания. От водорода, който произвежда Китай, 60 процента се произвежда от въглища и около 25 процента идва от използване на природен газ, според CSIS. Извън Китай най-големите производители на водород са промишлени газови компании като Linde и AirProducts, според Теплински.

Седемдесет и шест процента от водорода, произведен в световен мащаб и 95% в САЩ, се произвежда чрез процес, наречен парно реформиране на метан, при който източник на метан, подобно на природния газ, реагира с пара при много високи температури, според Центъра за глобална енергия Политика. Природният газ отделя емисии на парникови газове при изгаряне, а също и от така наречените случайни изтичания на метан, докато се извлича и транспортира.

В световен мащаб 22% (и 4% в САЩ) се произвеждат с процес, наречен газификация на въглища, при който въглищата реагират с кислород и пара при висока температура и високо налягане.

Някои компании работят за улавяне на емисиите на въглероден диоксид от тези процеси и съхраняването им в резервоари под земята. Водородът, получен по този начин, понякога се нарича „син водород“.

По-обещаващо от гледна точка на емисиите, електролизатор може да се използва за разделяне на водна молекула на водород и кислород и може да се захранва с почти всеки източник на енергия - включително източници с нулеви емисии като слънчева или вятърна, създавайки това, което е известно като „зелено водород."

Днес два процента от водорода, произведен в световен мащаб и 1 процент в САЩ, се произвеждат с електролизер.

Ядрената енергия може също да се използва за захранване на синтеза на водород без почти никакви допълнителни емисии на CO2 (това понякога се нарича „розов водород“, но номенклатурата варира). Като бонус, парата и топлината, произведени като странични продукти от ядрената енергия, могат да се използват в процес на електролиза при висока температура, който е много по-ефективен. И с напредналите ядрени реактори в процес на разработка, които работят при още по-високи температури от конвенционалните ядрени реактори, водородът може да бъде произведен в термохимичен процес на разделяне на водата, който изобщо не използва електролизатор.

Тъй като по-голямата част от разходите за производство на водород с електролиза е цената на електричеството, което влиза в него, производството на водород с ядрена енергия и пара „наистина може да има огромен принос за намаляване на разходите за производство на чист водород“, каза Теплински пред CNBC.

Разходите за производство на водород с тези различни методи варират значително и варират в зависимост от входните разходи, като природния газ и източника на енергия. Заради руската война в Украйна и изменението на климата, самите тези производствени разходи се колебаят. Доклад, публикуван от непартийната организация с нестопанска цел Resources for the Future през декември 2020 г., казва, че килограм водород, произведен с преобразуване на метан с пара, струва между $1 и $2 (включително разходите за улавяне на въглерод). Водородът, произведен чрез електролиза, захранвана от вятър и слънце, варира между 3 и 7 долара за килограм.

Ето къде идва данъчният кредит.

Как помага новият законопроект?

Данъчният кредит в IRA е достъпен за 10 години и се мащабира в зависимост от това колко чисто е производството на водород. Ако водородът се произвежда, без да се отделят каквито и да е въглеродни емисии, данъчният кредит е максимум 3 долара за килограм произведен водород. След това се намалява пропорционално на базата на количеството отделени емисии, стига да е по-малко от текущите производствени техники.

Ако водородът се произвежда с известни въглеродни емисии, но по-малко, отколкото се отделят при настоящите производствени техники, данъчният кредит е постепенно по-малък, пропорционално на намаленията на емисиите.

Данъчният кредит е „абсолютна промяна на играта“, каза пред CNBC Акшай Хонати, ръководител на отдела за данъци за устойчиво развитие на EY за Съединените щати. „Нямаше стимул водородът да бъде по-чист. Получаването на водород струва по-чисто“, добави Хонати. „Сега има достъпен кредит за някой, който да направи това допълнително ниво на инвестиция и да може да оправдае това ниво на инвестиция пред своите заинтересовани страни и акционери.“

Кредитът от 3 долара на килограм прави ядрения водород силно конкурентен на водорода, произведен от изкопаеми горива, каза Теплински. Министерството на енергетиката на САЩ има за цел, една от своите инициативи Energy Earthshots, да намали цената на чистия водород до $1 за килограм за едно десетилетие.

За много от тези процъфтяващи случаи на използване на чист водород данъчният кредит, включен в законопроекта за климата, ще даде на компаниите шанса да навлязат на пазара за производство на чист водород, без да губят пари. „Те могат да се върнат при своите акционери и да кажат: „Вижте, ние можем да направим това икономически – днес. Не е нужно да планираме загуба за следващите пет години, за да влезем на този пазар. Всъщност можем да влезем в това и да го направим икономически или поне проект на рентабилност в близко бъдеще“, каза Теплински.

Двупартийният закон за инфраструктурата, приет през ноември, също включваше 8 милиарда долара за развитие на регионални хъбове за чист водород в САЩ. Между двата закона САЩ трябва да могат да развият икономика с чист водород след седем до осем години, каза Теплински.

Още по темата:

Европейската газ с едномесечно дъно

Туристи летят на юг за зимата, вместо да отопляват домовете си