В научном журнале Applied Energy опубликована статья «Сезонное хранение водорода для просьюмеров — владельцев сетевых или автономных солнечных электростанций: революционное решение или нишевый рынок для энергетического перехода до 2050 года».
Еще в 2016 году сообщалось о построенном в Швейцарии многоквартирном «доме будущего», замечательном проекте автономного дома, в котором энергоснабжение обеспечивается с помощью интегрированной солнечной электростанции и водорода, производимого на месте с её помощью.
Авторы новой статьи, ученые из Лаппеенрантского технологического университета (LUT) в Финляндии и Восточно-баварского технического университета Регенсбурга, попытались ответить на вопрос, сможет ли сезонное хранение энергии в форме водорода стать (в ближайшие десятилетия) экономически эффективным решением для максимизации собственного потребления солнечной энергии в домашних хозяйствах.
Как ранее описывалось, сезонность выработки солнечных электростанций является критическим фактором, снижающим потребление собственной электроэнергии домохозяйства. Решением, позволяющим преодолеть сезонность, является производство и хранение водорода, как это реализовано в вышеупомянутом швейцарском доме. Но есть ли в этом экономический смысл?
Авторы статьи с помощью программы «LUT-Prosume» смоделировали фотоэлектрическую кровельную установку для жилых домов с сезонным хранением водорода. Был проведен глобальный анализ в 145 регионах мира на горизонте с 2020 по 2050 год с шагом в пять лет и почасовым разрешением с использованием метода «наименьшей стоимости». Анализ включал подробные прогнозы стоимости компонентов системы, полученные из различных источников, включая электролизер, компрессор, резервуар для хранения водорода и топливный элемент.
Было оценено восемь различных сценариев автономной и сетевой работы фотоэлектрической просьюмер-системы. В сценариях также рассматривались электромобили, литий-ионные аккумуляторы и геотермальные тепловые насосы для отопления помещений и горячего водоснабжения.
Результаты показывают, что сезонное хранение водорода может играть роль лишь в ограниченном количестве случаев и только для автономных домов в таких регионах как Северная Америка, Северная Европа и Северо-Западная Евразия. Согласно исследованию, для Ливана, Кувейта, Бахрейна и Катара также могут подойти небольшие сезонные мощности по хранению водорода.
Только в нескольких регионах система сезонного хранения водорода может являться решением с наименьшими затратами либо из-за очень высокой сезонности, либо из-за высокого спроса на энергию, но только в случае автономной работы объекта, отмечается в статье.
В тех случаях, когда сеть доступна, сезонное хранение водорода является неэффективным вариантом во всех рассмотренных сценариях.
«Высокие инвестиционные затраты и низкая эффективность преобразования электричества в водород и обратно с помощью электролизера воды и топливного элемента являются основными недостатками», обусловливающими низкую экономическую эффективность сезонного хранения, говорят ученые.
