Ученые из Шаньдунского университета подсчитали, что к 2060 году Китаю потребуется сеть из 59 тысяч километров специализированных водородных трубопроводов общей стоимостью почти 55 млрд. долларов. Необходимость столь масштабного строительства объясняется тем, что хранение и транспортировка формируют 20-50% конечной цены.
Обычно ученые отдельно оценивают стоимость производства водорода и расходы на его транспортировку, хотя именно их сочетание определяет, насколько выгодным окажется топливо для потребителя. Авторы нового исследования впервые решили рассмотреть всю цепочку поставок целиком. Для этого они собрали данные во всех провинциях Китая и рассчитали стоимость производства "серого" (из угля и природного газа), "синего" (с улавливанием углекислого газа) и "зеленого" (с использованием энергии ветра и солнца) водорода. Затем эти данные объединили с моделью транспортировки, учитывающей доставку автомобильными цистернами или по специализированным трубопроводам.
В Китае уже существуют короткие промышленные линии для поставок водорода длиной 25-42 км, которые соединяют нефтеперерабатывающие заводы и химические предприятия внутри одного промышленного кластера. Первый такой трубопровод был построен компанией Sinopec в 2008 году. Однако на этот раз ученые моделировали уже единую магистральную сеть, способную связать разные регионы. Трубопровод считался экономически оправданным только в том случае, если расстояние было достаточно большим, а годовой объем транспортировки превышал определенный порог. Иначе перевозка автотранспортом обходилась дешевле.
Анализ показал, что самым дешевым способом производства остается водород из угля, цена которого составляет 2-2,8 доллара за килограмм, тогда как водород, полученный с помощью электролиза, может стоить до 12 долларов за килограмм. Однако после учета затрат на транспортировку картина меняется. Дешевизна производства во внутренних регионах частично нивелируется расходами на доставку, поскольку основные потребители сосредоточены в промышленно развитых прибрежных провинциях. В результате для большинства регионов-импортеров завозной водород оказывается дороже местного, а в крупнейших промышленных провинциях разница превышает 3,5 доллара за килограмм. Единственным исключением стал Тибет, куда импортировать водород выгоднее, чем производить его самостоятельно.
В настоящее время экономически оправданными являются лишь несколько крупных трубопроводов, соединяющих северо-западные регионы с Пекином, Шанхаем, Гуандуном и другими промышленными центрами восточного побережья. Их общая протяженность составляет около 39400 километров.
При моделировании развития отрасли до 2060 года ученые рассмотрели три сценария спроса. Во всех случаях наиболее эффективной оказалась сеть из 25 магистральных коридоров. По мере роста спроса потребуется не столько строить новые маршруты, сколько увеличивать пропускную способность существующих трубопроводов. В результате общая длина сети вырастет примерно до 59 тысяч километров, а среднее расстояние транспортировки водорода достигнет 2522 км.
Ученые подчеркивают, что речь идет о специализированных трубопроводах, поскольку использовать для этих целей обычные газопроводы нельзя, водород способен вызывать охрупчивание стали.
