Исследование, опубликованное в журнале One Earth, является первым, в котором более детально анализируется взаимодействие электрификации и водорода в сценариях климатической нейтральности ЕС. Анализ показывает более высокий потенциал электрификации и определяет более ограниченный диапазон использования энергии на основе водорода, чем предыдущие исследования.
«Предыдущие исследования показали, что наша энергосистема может быть преобразована в возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, с низкими затратами и минимальным воздействием на окружающую среду. Однако следующий вопрос заключается в том, как это возобновляемое электричество можно использовать для замены использования ископаемого топлива в зданиях, промышленности. и транспортный сектор. Наш анализ показывает, что прямое использование электроэнергии, например, с помощью электромобилей и тепловых насосов , имеет решающее значение для широкого спектра секторов, в то время как преобразование электроэнергии в водород важно лишь для немногих приложений», — говорит Феликс. Шрейер, ученый ПИК и ведущий автор исследования.
Используя модель энергетической экономики REMIND, ученые ПИК исследовали возможные комбинации обеих стратегий в путях трансформации энергетической системы ЕС при различных сценариях.
Они обнаружили, что во всех сценариях прямая электрификация является доминирующей стратегией для легковых автомобилей и низкотемпературного отопления в зданиях и промышленности, в то время как водород и синтетическое топливо, производимые из электричества, необходимы в первую очередь для авиации, судоходства, химической промышленности и хранения электроэнергии. Следовательно, электрификация и водород в значительной степени дополняют друг друга, хотя они конкурируют за небольшую долю, составляющую всего около 15% конечной энергии. Эти неопределенные сегменты включают такие отрасли, как грузовой транспорт и высокотемпературное промышленное производство тепла.
Три краеугольных камня успешной трансформации
«Наращивание поставок возобновляемой электроэнергии и переход на электрические технологии там, где это возможно, является, безусловно, самым быстрым и дешевым способом устранения выбросов углекислого газа в большинстве секторов. Поэтому мы ожидаем, что доля электроэнергии в конечной энергии увеличится с 20% до 42–60%». — говорит соавтор Гуннар Людерер, руководитель группы энергетических систем компании ПИК.
Это связано с тем, что электрические технологии становятся все более доступными и используют электроэнергию очень эффективно, а переход на водород и синтетическое топливо и их сжигание сопряжены со значительными потерями энергии.
В целом спрос на электроэнергию в ЕС увеличится в соответствии с их сценариями на 80–160% в 2050 году в зависимости от объема импорта водорода и роли электрификации и водорода в неопределенных секторах. Это означает, что к тому времени придется производить примерно вдвое больше электроэнергии, чем сегодня.
Авторы также обсуждают текущее состояние политики ЕС в отношении электрификации и водорода и выделяют три важнейших краеугольных камня для успешной трансформации: барьеры на пути расширения возобновляемой энергетики и 3) стимулировать расширение цепочек поставок водорода.
«Наше исследование подчеркивает, что политики должны уважать различные отраслевые роли обеих стратегий: продвигать электрификацию с помощью электрических приложений для дорожного транспорта и отопления, одновременно отдавая приоритет водороду и синтетическому топливу для применений, где они незаменимы», — говорит ученый и соавтор PIK Фалько Юкердт.
