Асель Сагиева 
Американская компания Duke Energy Florida запустила первую в США энергетическую систему, способную в промышленных масштабах производить, хранить и использовать для выработки электричества 100-процентный «зеленый» водород. Проект под названием DeBary Hydrogen Production Storage System, расположенный во Флориде, использует энергию от собственной солнечной электростанции для производства водорода. Полученное топливо хранится на месте и по мере необходимости подается на газовую турбину для генерации электроэнергии, знаменуя важный шаг в использовании возобновляемого водорода.
Технологический процесс на объекте DeBary объединяет несколько этапов. Сначала электричество от солнечной фермы мощностью 74,5 МВт питает электролизеры, которые расщепляют воду на водород и кислород. Кислород выбрасывается в атмосферу, а водород собирается и хранится в специальных усиленных контейнерах. Затем топливо направляется в модернизированную турбину от GE Vernova, способную работать как на смеси с природным газом, так и на чистом водороде – такой уровень гибкости ранее не демонстрировался в США в подобных масштабах.
В отличие от солнечной и ветровой генерации, зависящей от погодных условий, водородная система может производить электроэнергию по запросу. Накопленный водород сжигается, когда выработка возобновляемых источников энергии падает, что делает установку управляемым источником чистой энергии. Это повышает надежность энергосистемы, особенно в периоды пикового спроса, и снижает зависимость от ископаемого топлива. Как отметила президент Duke Energy Florida Мелисса Сейшас, «водородный проект DeBary подчеркивает нашу приверженность стратегическим инвестициям в инфраструктуру, которые позволят нам и дальше обеспечивать ценность для наших клиентов, удовлетворяя их быстрорастущий спрос на энергию».
Ключевое преимущество «зеленого» водорода заключается в способе его производства – путем электролиза воды с использованием возобновляемой энергии. Это отличает его от водорода, получаемого из природного газа или угля, производство которого сопровождается выбросами углекислого газа. На сегодняшний день в США менее 2% водорода производится с помощью «зеленой» технологии. Прогнозы показывают уверенный рост рынка. По одной из оценок, рынок «зеленого» водорода в США может вырасти с 274 миллионов долларов в 2024 году до почти 7 миллиардов долларов к 2034 году, демонстрируя среднегодовой темп роста около 38%.
Проект во Флориде является частью глобального тренда. По всему миру правительства и компании тестируют «зеленый» водород в рамках энергетического перехода. Аналогичные проекты уже существуют в штатах Иллинойс, Вашингтон, Юта и Нью-Йорк, где для производства водорода используется гидроэнергетика или другие возобновляемые источники. На международном уровне действует инициатива Green Hydrogen Catapult, которая при поддержке ООН стремится снизить стоимость «зеленого» водорода до уровня ниже 2 долларов за килограмм к 2026 году.
По заявлениям Duke Energy Florida, недавние инвестиции в инфраструктуру, включая водородную систему DeBary, могут снизить затраты на топливо и повысить надежность поставок. В масштабах штата экономия для потребителей может составить более 350 миллионов долларов, а средний ежемесячный счет за электроэнергию – снизиться примерно на 10 долларов. Система хранения водорода также позволяет удовлетворять пиковый спрос на электроэнергию. В периоды сильной жары или холода, когда солнечная и ветровая генерация могут быть недоступны, накопленный водород используется для выработки энергии. Такая технология относится к системам длительного хранения энергии, способным обеспечивать ее отдачу в течение 10 и более часов – значительно дольше, чем обычные аккумуляторные батареи.
Несмотря на перспективы, «зеленый» водород сталкивается с серьезными проблемами. Главный барьер – стоимость. Производство водорода методом электролиза в настоящее время обходится дороже, чем его получение из ископаемого топлива. По последним оценкам, себестоимость составляет от 3,50 до 6,00 долларов за килограмм. Ожидается, что эти затраты снизятся по мере удешевления возобновляемой энергии и совершенствования технологий электролизеров. Правительственные стимулы, такие как налоговые льготы в рамках американского закона о снижении инфляции (Inflation Reduction Act), также способствуют сокращению издержек.
Еще одна сложность – ограниченная инфраструктура для транспортировки и хранения водорода. Расширение использования этого вида топлива потребует значительных инвестиций. Тем не менее, проекты, подобные DeBary, демонстрируют, как водород может быть интегрирован в существующие энергетические системы. Очевидно, что «зеленый» водород будет не заменять, а дополнять другие чистые технологии, такие как аккумуляторы, передовая атомная энергетика и улавливание углерода.
Запуск системы DeBary от Duke Energy Florida – это важный шаг для чистой энергетики. Объединяя солнечную генерацию с производством, хранением и сжиганием водорода, проект предлагает новую модель надежного и низкоуглеродного электроснабжения. По мере роста рынка и совершенствования технологий опыт, полученный на подобных объектах, будет иметь решающее значение для будущего энергетической отрасли.
