Модель 10 883 площадок экспорта показала выгодные маршруты водородных энергоносителей в пять стран
Расчётное исследование оценило транспортные затраты семи синтетических энергоносителей на 2030 год из 10 883 точек. Конкурентоспособность экспортёров определяют трубопроводы и порты.
В журнале Nature Communications опубликована пространственно детализированная модель глобальной торговли синтетическими энергоносителями. Она охватывает 10 883 возможные площадки производства и семь сценариев. Авторы рассчитали самые дешёвые маршруты и стоимость поставки в Германию, Японию, Китай, Индию и США для целевого 2030 года nature.com
Nature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗. Это расчёт, а не полевое испытание или пилотный проект.
Модель и охват
Авторы построили эвристику на основе оптимизационной модели со смешанными целочисленными переменными. Она объединяет затраты на производство водорода с портами, трубопроводами и морскими маршрутами, а также с процессами синтеза, крекинга и реформинга. Сопровождающий набор данных включает глобальную инфраструктуру судоходства и трубопроводов, а также пространственно детализированные затраты на производство водорода и на электроэнергию солнечных станций и наземных ветровых установок.
Затраты на транспорт и преобразование, а также потери на испарение оценили для семи носителей: водорода, аммиака, метанола, синтетического природного газа, сырой нефти Фишера — Тропша, метилциклогексана (MCH) и дибензилтолуола (DBT). Рассматривали четыре вида транспорта: судно, грузовик, существующие и новые трубопроводы. Подход построен по принципу «что, если»: он выявляет варианты переоборудования инфраструктуры и потребность в инвестициях, а не оценивает только уже имеющуюся. Пять стран-импортёров выбраны как крупные потенциальные покупатели возобновляемых водородных продуктов по данным Hydrogen Council.
Трубопроводы, порты и выбор носителя
По данным авторов, экспортёры, связанные с импортёром трубопроводами, пригодными для переоборудования, остаются конкурентоспособными даже при умеренном потенциале возобновляемой энергии. Европа, Северная Африка и Центральная Азия сохраняют конкурентоспособность при более высокой стоимости производства водорода nature.com
Nature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗. Переоборудование действующих газопроводов под водород существенно снижает стоимость импорта.
Для удалённых экспортёров конкурентоспособность зависит от наличия портов и выхода к побережью по трубопроводным сетям. Регионы с высоким потенциалом возобновляемой энергии привлекательны лишь при наличии трубопроводов или портов, иначе стоимость внутренней перевозки заметно растёт.
Выбор носителя зависит от расстояния и инфраструктуры. Газообразный водород преобладает на коротких трубопроводных маршрутах, а аммиак предпочтителен для морских перевозок. Метанол и метан появляются в длинных мультимодальных цепочках с автомобильным и морским транспортом. Жидким органическим носителям водорода для конкурентоспособности нужно дешёвое тепло. Учёт рыночной стоимости традиционных аналогов повышает объёмы торговли аммиаком и метанолом. В статье также отмечено, что суда для перевозки жидкого водорода не ожидаются в широком доступе до 2030-х годов.
