Немецкий институт экономики энергетики и технологий энергетических систем (Fraunhofer IEE) опубликовал доклад «Ограничения, касающиеся подмешивания водорода в европейскую газовую сеть» («The limitations of hydrogen blending in the European gas grid»). По результатам исследования, ученые выступают против смешения природного газа и водорода.

В качестве одного из направлений декарбонизации экономик Европы рассматривается добавление «низкоуглеродного водорода» в газовые сети. Таким образом выбросы при сжигании такой смеси конечным потребителем уменьшаются. К тому же, существующая газотранспортная/ газораспределительная инфраструктура подходит для транспортирования смеси, пока специальные трубопроводы под водород не созданы.

Технически допустимо для безопасной работы газовых котлов добавлять в газовые сети 20% водорода. Это даст снижение выбросов на 6-7%, но увеличит расходы предприятий и домохозяйств.

Кроме того, Fraunhofer указывает на некоторые потенциальные технические проблемы, которые могут возникнуть при применении смеси 20% H2.

Авторы отмечают, что не существует единого универсального предела доли водорода в смеси с природным газом. С технической точки зрения верхние пределы существенно зависят от допусков различных потребителей газа. В стандарте EN 16726 от 2019 года сказано: «В настоящее время невозможно установить предельное значение для водорода, которое являлось бы универсальным для всех областей европейской газовой инфраструктуры, и, следовательно, рекомендуется проводить анализ в каждом конкретном случае».

Магистральные трубопроводы смогут без проблем справиться со смесями до 10% H2, и «более высокие доли H2 могут быть возможными, но это зависит от соответствующих трубопроводных материалов».

У газовых счетчиков в жилых зданиях могут возникнуть проблемы с калибровкой, и пока ничего нельзя сказать по поводу долговечности эластомерных уплотнителей. Этот вопрос только исследуется.

Существующие газовые компрессоры могут работать со смесью 10% H2, но более высокие доли водорода потребуют приспособления их рабочих колес и редукторов. Стоимость изменений оценивается примерно в половину цен новых компрессоров.

Существует также «высокая неопределённость» относительно того, смогут ли существующие ПХГ справиться с 20% долей водорода, особенно это касается каверн в водоносных структурах.

Авторы отмечают, что «низкоуглеродного» водорода мало (и в обозримом будущем будет меньше, чем требуется), поэтому его целесообразно задействовать «напрямую» в тех секторах, где он необходим в первую очередь (удобрения, металлургия, авиация), и только в тех случаях, когда невозможна прямая электрификация.

Добавлять водород в нынешние газовые сети - простое решение, которое, однако, может подорвать усилия по декарбонизации. С одной стороны, эффект в плане снижения выбросов будет небольшим, а, с другой стороны, водорода не хватит тем секторам, которым он действительно нужен.

Как транспортировать водород конечным потребителям? Авторы говорят о предпочтительности регионализации. То есть водород лучше производить рядом с потребителем (в промышленных кластерах). Рекомендуется создавать региональные сети, переоборудуя действующие и строя новые (водородные) газовые трубопроводы. Таких региональных проектов в Европе уже довольно много.

В докладе отмечается, что только часть существующей газотранспортной сети будет переведена на водород. Поскольку со временем потребление метана будет снижаться, в долгосрочной перспективе существующие газопроводы придется вывести из эксплуатации.