Роль водню: факти про системну інтеграцію від ENTSO-e

У Європі та в усьому світі водень знову почав привертати увагу. Однак він на даний час становить скромну частину світового енергетичного балансу та енергетичного балансу ЄС і все ще в основному виробляється з викопного палива, зокрема природного газу та вугілля, що призводить до викиду від 70 до 100 мільйонів тонн CO2 на рік лише в одному ЄС. Щоб водень сприяв кліматичній нейтральності, його виробництво має розширитися до значно більших масштабів, повністю декарбонізуватися та знайти економічно вигідне місце в електричній системі.

Водень є інструментом для досягнення цілей декарбонізації, а не самоціллю. Його слід порівняти з іншими доступними варіантами
Головною метою ЄС є досягнення вуглецевої нейтральності до 2050 року, відповідно до Паризької угоди. Для цього Європа повинна скоротити викиди СО2 щонайменше на 55% до 2030 року. Водень у його викопній формі («сірий» або «чорний» водень) використовується як сировина в таких галузях, як нафтохімія та добрива, протягом багатьох років. Широке використання нової декарбонізованої форми водню в різних секторах має існувати порівняно з іншими можливими варіантами, які можуть мати такий самий вплив на декарбонізацію.

Декарбонізація вже існуючого попиту на водень стане ключем до прискорення технологічної зрілості, зниження витрат і швидкого поширення його в інших, важкодоступних сферах застосування
Від деяких конкретних застосувань водню, у тому числі в сталеливарній, хімічній, авіаційній та судноплавній промисловості, важко відмовитися. У цих випадках використання електроенергії чи інших видів відновлюваної енергії є технічно неможливим або економічно неефективним. Ці сектори можна декарбонізувати воднем. Крім того, із точки зору енергетичної системи, водень може відігравати роль енергоносія в далеких автомобільних перевезеннях і як рішення для довгострокового зберігання, що сприяє безпеці постачання.

Необхідно розробити бізнес-кейс для використання водню для підтримки роботи системи електроенергетики. Такого бізнес-кейсу наразі не існує
Тим не менш, майбутні елементи водневої системи необхідно планувати вже сьогодні. Їх життєздатність, а також вплив на електричні мережі залежить від конкретного випадку та країни; не можна застосовувати «універсальні висновки». Кожен варіант використання має бути проаналізований у його повній структурі, граничних умовах та зовнішніх ефектах.

Правильно розроблене регульоване середовище необхідне для підтримки розвитку водневих технологій, особливо на ранній стадії, коли ринок ще не готовий інвестувати
Власність та експлуатація електролізерів керуються інвесторами, однак ОСП та ОСР повинні бути залучені відповідно до законодавчої бази, особливо на етапі запуску. Крім того, оператори системи передачі та регулятори повинні брати участь у розробці архітектури інтегрованої енергетичної системи, включаючи розмір, тип і розташування електролізерів.

Розширюйте нові технології та активізуйте R&D
Це матиме вирішальне значення для розкриття повного потенціалу інтегрованої енергетичної системи шляхом оптимізації використання існуючої інфраструктури, забезпечення безпечної та надійної роботи електричних мереж, незважаючи на проблеми переходу на електроенергію в різних секторах і технологіях без збільшення загальної енергетичної системи.

Необхідна уніфікована системна перспектива (один системний погляд)
Наскільки це можливо, енергію ВДЕ слід використовувати безпосередньо в чистій формі, щоб уникнути втрат на перетворення електроенергії в інші носії та/або газ для зберігання. Це є передумовою для створення безпечної та економічно ефективної інтегрованої енергетичної системи.

Щоб зробити водень постачальником гнучкості для електричної системи, знадобляться структурні інвестиції за межі електролізаторів (водневі мережі та сховища)
Потреба в гнучкості в електричній системі зростає, оскільки підключаються додаткові потужності ВДЕ. Дозволяючи потік електроенергії між регіонами, сама електрична мережа забезпечує гнучкість. Подальша гнучкість може бути забезпечена завдяки додатковим технологіям, таким як маневрові електростанції, гнучкий попит на електроенергію та СНЕ. Електростанції, що працюють на водні, зможуть забезпечувати електроенергію на вимогу і, таким чином, відіграватимуть важливу роль у підтримці сьогоднішнього стандарту безпеки постачання в майбутній енергетичній системі на основі ВДЕ. Крім того, електролізери, здатні задовольнити поточні вимоги до гнучкості, коли вони підключені до електричної мережі, є одними з нових технологічних рішень, що пропонують послуги гнучкості для енергосистеми. Щоб стати постачальником гнучкості для електроенергетичної системи, водневій системі знадобляться власні структурні інвестиції в гнучкість, такі як воднева мережа та сховище біля електролізаторів.

Розташування електролізаторів є стратегічним структурним питанням. Необхідна відповідна координація між водневими та системними операторами електричної мережі, щоб нові активи ефективно декарбонізували систему без збільшення витрат.
Розташування електролізера в мережі визначає, чи потрібно транспортувати електроенергію чи водень від місця виробництва ВДЕ до центрів потреби водню. Визначення найкращого розташування для кожного активу залежатиме від різних факторів, таких як наявність дешевих ВДЕ, варіанти транспортування, прагнення промисловості використовувати та зберігати водень, енергетична безпека постачання та ефективність інфраструктури. Розташування електролізаторів відіграватиме вирішальну роль у тому, як вони взаємодіють із електричною системою, а також у тому, чи викликають вони або усувають потенційні вузькі місця та перевантаження мережі. Таким чином, установка та система підтримки роботи електролізаторів повинні стимулюватися в місцях, придатних для цієї мети.