Водень називають «паливом XXI століття», хоча сама ідея використання цієї найпоширенішої речовини у Всесвіті в енергетиці з’явилася ще у XIX столітті. Сьогодні, коли питання декарбонізації стоїть перед усіма розвиненими економіками, воднева енергетика знову опинилася у центрі уваги. Вона розглядається як ключ до безвуглецевого транспорту, промисловості, енергосистем майбутнього. Але наскільки ці очікування відповідають реальності? Хто стояв біля витоків? Які технології вже працюють? Скільки енергії реально дає водень і якою ціною?
Історія: від Жюля Верна до національних стратегій
Перші згадки про використання водню як джерела енергії з’явилися ще у 1870-х роках. У романі «Таємничий острів» Жюль Верн писав: «Вода одного дня буде паливом. Водень і кисень, складові її, забезпечать невичерпне джерело тепла й світла».
Перші експерименти з паливними елементами провів англійський юрист і вчений Вільям Гроув ще у 1839 році. Його «газова батарея» стала прототипом сучасних водневих паливних елементів. У XX столітті водень активно використовувався у космічних програмах США та СРСР як високоефективне ракетне паливо.
Справжній інтерес до водневої енергетики як до «чистої» технології з’явився у 1970-х роках після нафтової кризи. Проте тоді економіка не дозволила масштабувати рішення. Новий виток розвитку почався після Паризької кліматичної угоди 2015 року, коли десятки країн ухвалили національні стратегії водневої енергетики.
Сьогодні власні програми мають ЄС, США, Японія, Південна Корея, Австралія, Китай та низка країн Близького Сходу.
Принцип роботи: від електролізу до паливних елементів
Головна ідея проста: водень не є джерелом енергії сам по собі, а виступає енергоносієм. Його треба спочатку виробити, зберегти і потім використати.
- Виробництво.
- «Сірий» водень: отримується з природного газу паровим риформінгом; найдешевший, але з великими викидами СО₂.
- «Блакитний» водень: той самий процес, але з уловлюванням і зберіганням СО₂ (CCS).
- «Зелений» водень: електроліз води з використанням відновлюваної електроенергії. Це найбажаніший формат, але найдорожчий.
- Зберігання та транспортування.
Водень можна стискати, зріджувати або перетворювати на похідні – аміак чи метанол – для зручнішої логістики. - Використання.
- У паливних елементах: водень реагує з киснем, утворюючи електрику, тепло й воду.
- У промисловості: як відновник у виробництві сталі, аміаку, у хімії.
- У транспорті: автобуси, вантажівки, поїзди, навіть літаки на дослідних етапах.
- У енергетиці: суміш з природним газом для електростанцій або як акумулятор для надлишкової «зеленої» електрики.
Де працює воднева енергетика
Японія стала піонером у сфері паливних елементів для транспорту та житлових будинків. Програма ENE-FARM постачає сотні тисяч побутових установок. Південна Корея розвиває великі водневі електростанції та інфраструктуру для автобусів. Німеччина будує мережу водневих заправок і запускає поїзди на паливних елементах.
У США активно працюють компанії, що виробляють паливні елементи для автонавантажувачів і комерційного транспорту. Китай у 2025 році вийшов на тисячі водневих автобусів у великих містах. Австралія й країни Перської затоки роблять ставку на експорт «зеленого» водню у вигляді аміаку.
Проте загальна частка водню у глобальному енергобалансі поки мізерна – менше 1%. Його основне споживання – це не енергетика, а хімічна промисловість.
Скільки енергії реально дає водень
Один кілограм водню містить близько 33 кВт·год енергії – утричі більше, ніж у бензині на кілограм. Але об’ємна щільність дуже низька, і тому його доводиться стискати до 350–700 бар або зріджувати при температурі мінус 253 °С. Це вимагає значних витрат енергії й ускладнює логістику.
Для виробництва 1 кілограма водню через електроліз потрібно близько 50–55 кВт·год електроенергії. Якщо електрика дорога, собівартість зростає миттєво. Тому найбільш конкурентні проєкти – там, де є надлишок дешевої «зеленої» генерації, наприклад у Чилі, Марокко чи Австралії.
Наскільки безпечний цей тип енергії
Водень часто асоціюють із катастрофою дирижабля «Гінденбург». Але сучасні стандарти безпеки значно жорсткіші. Водень дійсно вибухонебезпечний, оскільки легко запалюється і має дуже широкий діапазон займистості у суміші з повітрям. Проте він також удесятеро легший за повітря і при витоку миттєво піднімається вгору, що знижує ризик скупчення вибухонебезпечних концентрацій.
Сучасні водневі баки проходять багатоступеневі випробування: на проколи, обстріли, пожежу. У Японії та Кореї сотні автобусів і легкових авто вже працюють на водні без серйозних інцидентів. Проте суспільне сприйняття досі залишається викликом.
Скільки потрібно ресурсів для водневого проєкту
Будівництво водневого комплексу вимагає величезних інвестицій. Електролізер на 1 гігават потужності може коштувати від одного до півтора мільярдів доларів. Для його роботи потрібні сотні мегават відновлюваної генерації. Додайте сюди інфраструктуру для зберігання, компресори, логістичні ланцюги – і ви отримаєте капекс, який під силу лише консорціумам або державам.
Крім того, водневі проєкти дуже «ресурсні» в плані води: для виробництва 1 кілограма водню потрібно близько 9 літрів води. У регіонах із дефіцитом прісної води це серйозне обмеження.
Енергетична ефективність теж не ідеальна: від виробництва через електроліз, стиснення, транспортування й до використання у паливних елементах у мережу повертається лише 25–35% початкової енергії.
Водень у глобальній стратегії
Незважаючи на складнощі, водень залишається ключовим елементом планів декарбонізації. Європейський Союз має ціль виробляти 10 мільйонів тонн «зеленого» водню на рік до 2030-го і стільки ж імпортувати. США роблять ставку на регіональні водневі хаби. Китай і Японія змагаються у створенні власних ланцюгів постачання.
Та поки реальні обсяги далекі від заявлених. Станом на 2025 рік у світі працює кілька десятків промислових електролізерів, а глобальний виробіток «зеленого» водню становить менше 1% від загального споживання.
Чи варто робити ставку Європі
Для Європи воднева енергетика – це шанс зменшити залежність від викопного палива і створити нову промислову екосистему. Але є й реальні ризики. По-перше, континент не має надлишку дешевої «зеленої» електрики, необхідної для виробництва водню. По-друге, конкуренція за ресурси загострюється. Росія, Китай та Індія активно формують енергетичний альянс, орієнтований на власні ресурси й ринки. Це означає, що доступ до водню чи його похідних у Європи може бути обмежений геополітично.
Тому для Європи критично важливо не робити ставку лише на водень. Розвиток геотермальної енергетики, нової ядерної генерації (SMR), біометану, акумуляторних систем може забезпечити більшу стабільність і меншу залежність від зовнішніх факторів. Водень стане важливим елементом мозаїки, але не її центром.
Висновок.
Воднева енергетика – це не панацея, а складний і дорогий інструмент, який має сенс там, де потрібна декарбонізація важкої промисловості, транспорту чи зберігання надлишкової «зеленої» електрики. Вона ще далека від масової ролі у світовому енергобалансі. Для Європи водень може бути частиною рішення, але не заміною всім іншим джерелам. У світі, де геополітичні альянси впливають на доступ до енергії не менше, ніж ціна бареля нафти, стратегічна мудрість полягає у диверсифікації.
Читайте більше про альтернативну енергетику
Для звʼязку переходьте за посиланнями:
Дякуємо Вам за підтримку та активність, ми цінуємо кожного, та хвилюємось за Вас, якщо ви бажаєте підтримати наш проект або додати пропозицію ми радимо для безпечного звʼязку: Мережу Mastadon
About the Author
