Водород способен стать ключевым элементом в достижении углеродной нейтральности. Однако для того, чтобы сместить акцент в производстве водорода с менее экологичных («серых») источников на более природосберегающие («голубые»), потребуется решить серьезную инженерную задач — строительство работоспособной и экономически доступной инфраструктуры для подземного хранения углекислого газа. А это тесно связано с необходимостью понимать строение недр на качественно более высоком уровне, утверждает Игнасио Торрези (Ignacio Torresi), Исполнительный вице-президент в Латиноамериканском регионе — Seequent.

Опубликованный компанией Shell отчет со сценариями движения американской экономики к достижению углеродной нейтральности к 2050 году представил вниманию публики трудный, но практически реализуемый путь. Траектория достижения намеченной цели, очерченная в этом документе, предполагает необходимость фундаментальных изменений в энергетической системе США с темпом, который описывается как «очень амбициозный».

Несмотря на эти вызовы, отчет опирается на существующую статистику роста компаний, занимающихся зеленой энергетикой, на провозглашенную ведущими американскими компаниями (такими как Amazon и Apple) решимость добиться углеродной нейтральности значительно раньше 2050 года, а также на растущее осознание американцами того, что изменение климата представляет собой

В сущности, отчет продвигает точку зрения, что раннее и быстрое внедрение водорода в качестве источника топлива «будет критически важным вкладом в дело декарбонизации тяжелой дорожно-строительной техники, отраслей тяжелой промышленности, таких как сталелитейная и химическая, а также грузоперевозок и ближнемагистральной авиации».

Доля чистого водорода растет по экспоненте…

Очевидно, что для реализации этих планов потребуется практически экспоненциальный рост инфраструктуры водородной энергетики — с сегодняшних значений, находящихся в пределах статистической погрешности, до 7% от общего объема энергопотребления к 2050 году.Понадобится привлечь значительные инвестиции и нарастить производство, но в компании Shell уверены в том, что водородная энергетика способна на подобный спурт, и эта точка зрения подкреплена наличием в стране обильных и доступных запасов природного газа, уверенно развивающейся химической отрасли и автопромышленности с ее исторически сложившимся упором на внедрение инноваций.

Однако параллельно с обеспечением инвестиций, необходимых для промышленного производства «серого» водорода (получаемого при расщеплении природного газа), потребуется создать инфраструктуру для улавливания углерода в партнерстве с газодобывающей отраслью, позволяющей хранить образующиеся выбросы углекислого газа CO2 под землей и тем самым получать топливо с низким углеродным следом (так называемый «голубой» водород).

Поэтому в отчете делается вывод, что в решении комплексной задачи по достижению миром углеродной нейтральности за такой короткий срок, как 30-40 лет, технологии улавливания, использования и хранения углерода (CCUS) являются «наиважнейшим компонентом». США располагают «значительным геологическим потенциалом для хранения углерода», при этом, по некоторым оценкам, почти 60% от всех имеющихся в мире пространств, пригодных для подземного хранения CO2, находятся на территории Соединенных Штатов.

… одновременно возрастает важность понимания строения недр

Тем не менее, для увеличения темпов производства водорода из сырья с месторождений природного газа и геологоразведки с целью поиска подходящих мест хранения выделяемых окислов углерода CO₂uпод землей требуется одно и то же — углубленное понимание строения геологических структур, и компаниям, работающим в этой сфере, информация должна предоставляться существенно более оперативно, надежно и эффективно, чем ранее. Кроме того, важным аспектом является ясность предоставляемой информации, а также возможность обеспечивать с ее помощью критические межотраслевые взаимодействия.

В частности, компанией Seequent разработан собственный программный продукт Leapfrog Energy для работы с проектами, характеризующимися сложными геофизическими условиями. Для реализации подобных проектов требуются не просто быстродействующие и надежные концептуальные 3D-модели; помимо этого необходимо обеспечить возможность синергии различных отраслевых форматов и объединения усилий специалистов в области самых разных наук о Земле.

Как и Shell, мы рассматриваем энергию водорода и технологии CCUS в качестве важнейших средств достижения углеродной нейтральности. Но и одной, и другой технологии потребуется помощь в достижении целей. Одним из крайне нежелательных барьеров на этом пути является неопределенность геологического строения, и мы верим, что Leapfrog Energy играет ключевую роль в том, чтобы сделать геологическую картину более четкой и ясной и снизить существующие риски.

Чтобы узнать больше о том, как Leapfrog Energy может помочь ускорить переход на возобновляемую энергию, перейдите по ссылке

Масштаб необходимых изменений

В ходе анализа возможных сценариев, проведенного рабочей группой Shell, установлено: для того, чтобы доля возобновляемой энергии достигла 85%, к середине 2030-ых годов самым крупным источником генерации должна стать энергия солнца, а вторым по объему выработки — ветроэнергетика.
Для достижения этой цели к 2050 году потребуется покрыть солнечными панелями 4% территории США, хотя возможно сократить эту цифру при условии роста эффективности фотоэлементов и более широкого распространения солнечных панелей кровельного типа.
Согласно прогнозам Shell, чтобы достичь целевых показателей генерации с использованием энергии ветра, потребуется каждый год устанавливать около 20000 ветрогенераторов (для сравнения, с 2005 года этот показатель составляет в среднем около 3000 установок).