Електрификация или водород?

Kлючова стъпка за постигането на климатична неутралност в Европейския съюз (ЕС) е да се осъществи бърз преход от изкопаеми горива към електрически технологии, захранвани с възобновяема енергия, сочи ново проучване. В същото време, водородът, произведен с електроенергия, също ще бъде незаменим за трудни за електрификация сектори, като авиацията, морския транспорт и химическата индустрия. До 2050 г. електрификацията и водородът ще са ключовите стратегии за достигане на климатична неутралност въз основа на възобновяема енергия. Сценарии за бъдещи трансформации в ЕС, моделирани от учени от Потсдамския институт за изследване на въздействията върху климата (PIK), проучват ролите на електрификацията и водорода и откриват, че в общото енергопотребление до 2050 г. са необходими дял на електроенергията от 42 – 60% и дял на водорода от 9 – 26%.

“Предходни изследвания показаха, че електроенергийната ни система може да премине към възобновяеми източници с ниски разходи и малко въздействие върху околната среда. Следващият въпрос обаче е как може да бъде използвана тази възобновяема електроенергия, за да замени употребата на изкопаеми горива за сградния, промишления и транспортния сектор. Нашият анализ показва, че директното използване на електроенергия, например чрез електромобили и термопомпи, е критично важно за широк диапазон от сектори, докато преобразуването на електроенергия във водород е от значение само за няколко приложения”, казва Феликс Шрайер, изследовател в PIK и водещ автор на проучването.

Разработката за първи път анализира взаимодействието между електрификацията и водорода в сценариите за климатична неутралност на ЕС в по-големи подробности по сектори. Анализът показва по-висок потенциал за електрификацията и идентифицира по-ограничен обхват за внедряване на базирана на водород енергия, отколкото предходни проучвания. Използвайки енергийно-икономическия модел REMIND, учените от PIK изследват възможните комбинации на двете стратегии в подходите за трансформация на енергийната система в ЕС при различни допускания. Те откриват, че директната електрификация е доминантната стратегия за пътническите автомобили и нискотемпературното отопление в сградите и индустрията, докато водородът и синтетичните горива, произведени с електроенергия, са необходими предимно в авиацията, морския транспорт, химическата промишленост и съхранението на електрическа енергия. Следователно електрификацията и водородът се допълват до голяма степен и се съревновават за малък дял от около 15% от крайната енергия. Тези сегменти, характеризиращи се с несигурност, са области като транспорта с камиони и високотемпературната технологична топлина в индустрията.

“Увеличаването на захранването с възобновяема електроенергия и преминаването към електрически технологии, където е възможно, е най-бързият и най-евтиният начин да се елиминират въглеродните емисии в повечето сектори. Затова очакваме делът на електричеството в крайната енергия да се повиши от 20 до 42 – 60%”, казва съавторът Гунар Лудерер, ръководител на Групата по енергийни системи в PIK. Това е така, защото електрическите технологии стават все по-достъпни и ефективни, докато преобразуването до водород и синтетични горива и изгарянето им са свързани със значителни загуби на енергия. Като цяло, енергийните потребности в сценариите на ЕС нарастват с 80 – 160% през 2050 г. в зависимост от количеството на внесения водород и ролята на електрификацията и водорода в секторите с несигурност. Това означава, че дотогава ще трябва да се генерира два пъти повече енергия, отколкото днес.