Водородная энергетика: мировой рынок

№6, 2 февраля, 2021 г. ДАЙДЖЕСТ по водородной энергетике: мировой рынок Центр научно-технической информации при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан Ташкент - 2022 г.

\"Наш регион, располагающий огромными ресурсами возобновляемой энергии, имеет большие возможности для развития \"зелёной экономики\"\" Президент Республики Узбекистан Ш.М. Мирзиёев “Дайджест по водородной энергетике: мировой рынок” - Т.: 2022. С.18. \"Дайджест по водородной энергетике: мировой рынок\" подготовлен Научно- техническим центром при Министерстве Инновационного развития Республики Узбекистан. Коллектив авторов: Технический редактор: Абдурахмoнов И.Ю. Райимджанов Х.Г. Турдикулова Ш.У. Абдувалиев А.А. Мусаева Р.А. Барбу Г.Ф. © Центр научно-технической информации при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан, 2022 г. 2

Мировой рынок Мировой спрос на водород за 2020 год сформировал рынок в размере около 100 млрд долл. США. Более 80% спроса на водород обеспечиваются перерабатывающей и химической промышленностью. На перерабатывающих заводах водород используется для снижения содержания серы в дизельном топливе, поэтому спрос поддерживается ростом потребления дизеля во всем мире и ужесточением нормативов содержания серы [1]. В химической промышленности водород используется для производства двух основных и широко используемых соединений: аммиака и метанола. Аммиак – основное сырье для производства минеральных удобрений. По данным Precedence Research, ожидается, что к 2030 году объем мирового рынка производства водорода превысит 219,2 млрд долларов США, а с 2021 по 2030 год его рост будет расти со среднегодовым темпом 5,4%. Глобальный рынок производства водорода определяется растущей осведомленностью о переходе на экологически чистую энергию. Ухудшение экологических условий из-за чрезмерной экономической деятельности во всем мире привело к ухудшению состояния окружающей среды. Растущие правительственные инициативы по сокращению углеродного следа способствуют внедрению водорода для производства энергии [2]. В транспортном секторе электромобили, работающие на водородных топливных элементах, способны заменить существующие транспортные средства, в которых вода будет единственным выхлопом. Это может произвести революцию в автомобильной промышленности, которая в настоящее время полагается исключительно на ископаемое топливо [3]. Более того, ожидается, что рост инвестиций ведущих игроков в исследования и разработки водорода с использованием возобновляемых и экологически чистых источников будет стимулировать рост мирового рынка производства водорода. 3

Мировой рынок Помимо этого, растущий спрос со стороны промышленности топливных элементов увеличивает спрос на водород. Ожидается, что усиление внимания к зеленой энергии в различных отраслях промышленности будет стимулировать рост рынка производства водорода во всем мире. По данным прогноза Сценария устойчивого развития Международного энергетического агентства (МЭА), к 2070 году ожидается семикратный рост мирового спроса на водород – до 520 млн тонн с 70 млн тонн в 2019 году. При условии соответствующего снижения объемов производства ископаемого топлива и наращивания низкоуглеродного производства водорода, мировой энергетический сектор и его промышленные процессы смогут достигнуть цели нулевых углеродных выбросов (стать углеродно нейтральными) к 2070 году. 35% 5% 5% 30% 30% 25% 20% 20% 15% 15% 15% 10% 10% 5% 0% Рис.1. Отрасли применения водорода к 2070 году 4

Мировой рынок Решающими факторами роста рынка являются: − Рост государственных инициатив по сокращению выбросов углерода; − Растущий спрос на зеленую энергию в развитых странах; − Рост индустриализации в развивающихся странах; − Растущий спрос на водород в различных отраслях промышленности; − Растущий спрос со стороны аммиачной промышленности; − Стратегии развития, принятые участниками рынка. 5

Доминирующий регион на мировом рынке водорода В 2020 году на Азиатско-Тихоокеанский регион приходилась самая большая доля выручки - более 35,0%, и ожидается, что эта тенденция сохранится до 2028 года. В Азиатско-Тихоокеанский рынок входят такие ключевые страны, как Китай, Япония, Южная Корея, Индия и Австралия [4]. Прогнозируется, что устойчивые экономические показатели наряду с крупномасштабными инвестициями в НИОКР в развивающихся странах Азиатско-Тихоокеанского региона будут способствовать росту рынка. Китай предпринимает масштабные изменения в топливной и нефтяной промышленности, чтобы преодолеть многочисленные проблемы, включая загрязнение окружающей среды и экономическое неравенство между городским и сельским населением. Загрязнение воздуха и увеличение содержания серы в окружающей среде также создают проблемы для страны. Кроме того, присутствие большого количества нефтеперерабатывающих заводов в основных странах Азиатско- Тихоокеанского региона, таких как Китай и Индия, привело к увеличению использования производства водорода в регионе. Также, правительства некоторых стран Азиатско-Тихоокеанского региона, таких как Япония и Австралия, оценивают более экологичные и чистые технологии для производства водорода, что, как ожидается, будет способствовать росту регионального рынка. Помимо этого, простота логистики водорода играет ключевую роль в росте рынка производства водорода в этом регионе. Высокий уровень загрязнения в азиатских странах, таких как Индия и Китай, создал высокий спрос на обессеривание топлива для сохранения окружающей среды [5]. 6

Себестоимость водорода Себестоимость производства водорода из газа эксперты оценивают в $1,5-3 за 1 кг. В то же время, по мнению Международного энергетического агентства (МЭА), себестоимость водорода из ВИЭ варьируется от $2 за 1 кг в Китае до $6 в Японии. В опубликованном в августе исследовании BloombergNEF себестоимость производства водорода оценивается в $2,5-6,8 за 1 кг, или в среднем в $4 [6]. Если сравнивать с энергетической ценностью природного газа, то получится, что себестоимость водорода из ВИЭ сейчас выше оптовых цен природного газа в Европе в 6-7 раз, а в США – в 9-10 раз. И это при том, что возобновляемые источники энергии щедро субсидируются, особенно в странах Евросоюза. По мнению сторонников повальной водородизации энергетики, этот разрыв можно и нужно преодолеть в ближайшие 15-20 лет. По расчетам BloombergNEF, к 2030 г. при правильном дизайне мощностей по производству водорода из ветряной или солнечной энергии себестоимость может сократиться до $1,4 за 1 кг, а к 2050 г. - до 80 центов, что уже будет сопоставимо с ценой природного газа на рынке: около $200 за 1 тыс. куб. м. МЭА таких детальных расчетов будущей эффективности не приводит, но также утверждает, что водород из возобновляемых источников энергии может стать конкурентоспособным решением для некоторых отраслей. 7

Мировой экспорт Крупнейшие мировые экспортеры водорода в 2020 году были [7]: − Канада - 46% мирового экспорта (60 млн долларов) − Нидерланды - 18,6% (24 млн долларов) − Бельгия - 8,17% (10,7 млн долларов) − США - 6,21% (8,14 млн долларов) − Германия - 4,87% (6,38 млн долларов) 50% 18,60% 8,17% 6,21% 4,87% 46% Нидерланды Бельгия США Германия 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Канада Рис.2. Крупнейшие мировые экспортеры водорода в 2020 году 8

Мировой экспорт 50% 46% 6,37% 5,75% 5,73% 45% 40% 3,66% 3,34% 3,24% 2,37% 1,46% 1,45% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Рис.3. Наибольшие потоки экспорта водорода в 2020 году Канада сегодня является четвертым по величине поставщиком природного газа в мире, в канадской водородной экономике синий водород будет играть важную роль. В частности, стоит отметить газовую стратегию провинции Альберта (Alberta’s Natural Gas Vision and Strategy), которая предусматривает крупномасштабное производство водорода из природного газа в сочетании с технологией улавливания и хранения углерода (CCS). Такой темп внедрения водорода позволит избежать до 45 млн тонн выбросов в парниковых газах в CO2 эквиваленте до 2030 года и до 190 млн тонн до 2050 г. [8]. 9

Мировой экспорт Нидерланды хотят стать лидером в производстве, использовании и экспорте водорода и сопутствующих технологий. У Нидерландов для этого хорошая стартовая позиция: «Отличная газовая инфраструктура, которую можно перепрофилировать для транспортировки экологически чистого водорода, большой потенциал морского ветра для производства зеленого водорода, отрасль, которая имеет решимость стать более устойчивыми, инновационными компаниями и научными учреждениями, способными разрабатывать новые решения» [9]. Бельгия планирует стать центром транзита возобновляемого водорода. Эти планы направлены на снижение воздействия тяжелой промышленности на окружающую среду, такой как производство и обработка первичных материалов. На эти отрасли в настоящее время приходится 30% выбросов CO2 в Бельгии. Как сообщает информационное агентство Belga, министр энергетики Тинне Ван дер Стратен считает, что водород станет ключевым фактором декарбонизации сектора [10]. 10

Мировой импорт Крупнейшие мировые импортеры водорода в 2020 году: − США - 52% мирового импорта (60 млн долларов) − Нидерланды - 7,56% (8,67 млн долларов) − Германия - 5,83% (6,68 млн долларов) − Сингапур - 4,42% (5,07 млн долларов) − Малайзия - 3,98% (4,56 млн долларов) − Франция - 3,95% (4,54 млн долларов) 60% 7,56% 5,83% 52% Нидерланды Германия 4,42% 3,98% 3,95% 50% Сингапур Малайзия Франция 40% 30% 20% 10% 0% США Рис.4. Крупнейшие мировые импортеры водорода в 2020 году. 11

Мировой импорт 60% 52% 50% 40% 30% 20% 10% 6,66% 4,01% 3,91% 3,37% 1,96% 1,64% 1,60% 1,43% 1,50% 0% Рис.5. Наибольшие потоки импорта водорода в 2020 году. США в краткосрочной перспективе предполагают продолжать и увеличивать использование водорода в нефтепереработке. Кроме того, США намерены использовать водород в качестве портативного накопителя энергии. В среднесрочной перспективе водород будет применяться для распределенной стационарной выработки электроэнергии, в топливных элементах автомобилей средней и большой грузоподъемности и при производстве синтетического топлива [11]. 12

Мировой импорт Что касается Германии, правительство выделило средства на проекты в области водородной энергетики. В общей сложности на период до конца 2024 года на финансирование выделяется 350 млн евро. Для компаний, участвующих в экономическом производстве, финансирование в виде дотаций, которые не нужно возвращать, составляют до 15 млн евро на проект и на заявку [12]. Сингапур постепенно внедряет технологии, которые позволяют эффективно улавливать двуокись углерода (CO2) из источников с низкой концентрацией выбросов в промышленном и энергетическом секторах, а также превращать CO2 в полезные продукты, такие как строительные материалы, мелиоративный песок и синтетическое топливо [13]. 13

Ключевые компании и данные о доле рынка Рынок умеренно фрагментирован с присутствием нескольких местных компаний. Эти участники рынка стремятся получить более высокую долю рынка за счет принятия таких стратегий, как инвестиции, партнерство, слияния и поглощения. Компании также тратят средства на разработку улучшенных продуктов. Более того, они также сосредоточены на поддержании конкурентоспособных цен [14]. В марте 2021 года Brookfield Renewable Partners и Plug Power, Inc. заключили соглашение о партнерстве по разработке водородного завода в США. Этот завод нацелен на производство около 15 метрических тонн жидкого водорода в день с использованием 100% возобновляемых ресурсов для уменьшения углеродного следа. 14

Ключевые компании и данные о доле рынка Различные стратегии развития, такие как партнерства, совместные предприятия и соглашения, способствуют росту рынка и предлагают прибыльные возможности роста для участников рынка. Видные игроки на мировом рынке производства водорода: − Linde plc − Air Liquide International SA − Hydrogenics − Messer Group GmbH − Air Products and Chemicals, Inc. − Weldstar, Inc. − Praxair, Inc. − McPhy − LNI Swissgas 15

Восстановление рынка водорода после COVID-19 Пандемия COVID-19 пагубно повлияла на мировое производство энергии из нефти и газа. Приостановлены проекты по разведке сланцевого газа. Существующие запасы энергии в нефтегазовой отрасли используются для удовлетворения потребностей в транспортировке и логистике медицинских товаров, таких как аппараты искусственной вентиляции легких и средства индивидуальной защиты [15]. Однако после нормализации ситуации с COVID-19 произойдет всплеск спроса на системы производства водорода на месте, поскольку компании стремятся снизить зависимость от торговых перевозок. Следовательно, после пандемии участники рынка могут ожидать увеличения спроса на водород в результате сероочистки нефтеперерабатывающих заводов и внедрения автомобильных водородных топливных элементов. Потребительские тенденции, такие как применение солнечной энергии в жилых домах, будут способствовать росту продаж водорода после COVID-19. Участники рынка производства водорода могут получить конкурентное преимущество за счет раннего выявления возможностей получения прибыли в таких странах как Сингапур, Индонезия и Китай. 16

Источники 1. Формирование основ европейского рынка низкоуглеродного водорода // https://www.pwc.ru/ru/publications/collection/yevropeyskiy-rynok-nizkouglerodnogo- vodoroda.pdf 2. Hydrogen Generation Market Size to Surpass US$ 219.2 Bn by 2030 // https://www.globenewswire.com/en/news-release/2021/10/26/2321268/0/en/Hydrogen- Generation-Market-Size-to-Surpass-US-219-2-Bn-by-2030.html 3. Hydrogen Generation Market Size, Share & Trends Analysis Report By Systems Type (Merchant, Captive), By Technology (Steam Methane Reforming, Coal Gasification), By Application, By Region, And Segment Forecasts, 2021 – 2028 // https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/hydrogen-generation-market 4. Hydrogen Generation Market to Grow 2X amid Trend of Low-Cost, Clean Energy // https://www.factmr.com/report/4686/hydrogen-generation-market 5. Global Market Study on Hydrogen: Emission Reduction Requirements to Create Increased Demand for Hydrogen // https://www.persistencemarketresearch.com/market- research/hydrogen-market.asp 6. Мода на водород // https://nangs.org/news/renewables/hydrogen/moda-na-vodorod 7. World Merchandise Exports and Imports by Commodity (HS02) // https://trendeconomy.com/data/commodity_h2/280410 8. Канада присоединилась к «клубу любителей водорода», опубликовав водородную стратегию // https://renen.ru/kanada-opublikovala-vodorodnuyu-strategiyu/ 9. The Netherlands is an export land for electrolyzers – ‘But we do have to get cracking!’ // https://innovationorigins.com/en/the-netherlands-export-land-for-electrolyzers-but-then-we- have-to-step-it-up/ 10. Belgium wants to become a hub for renewable hydrogen // https://www.brusselstimes.com/belgium/191240/belgium-wants-to-become-a-hub-for- renewable-hydrogen 11. Перспективы развития водорода: глобальная стратегия // https://econs.online/articles/opinions/perspektivy-razvitiya-vodoroda-globalnaya-strategiya/ 12. Германия выделила 350 млн евро на проекты в области водородной энергетики // https://interfax.com.ua/news/greendeal/771730.html 13. Сингапур вложит 36 млн долларов в снижение уровня выбросов углерода // https://elektrovesti.net/73146_singapur-vlozhit-36-mln-dollarov-v-snizhenie-urovnya-vybrosov- ugleroda?preview=1 14. Hydrogen Generation Market (By Technology: Coal Gasification, Steam Methane Reforming, and Others; By Application: Methanol Production, Ammonia Production, Petroleum Refinery, Transportation, Power Generation, and Others; By System Type: Merchant and Captive) - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends, Regional Outlook, and Forecast 2021 – 2030 // https://www.precedenceresearch.com/hydrogen-generation-market 15. Hydrogen Generation Market to Grow 2X amid Trend of Low-Cost, Clean Energy // https://www.factmr.com/report/4686/hydrogen-generation-market 17

Центр научно-технической информации при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан Ташкент - 2022 г.