4. Электрификация высокотемпературных промышленных процессов и производства водорода
Промышленные процессы, требующие высоких температур (>200 °C), потребляют 55 % ископаемого топлива. Это производство стали, химикатов, удобрений, цемента и др. Для их электрификации можно применять электроконтактный нагрев, электродуговые печи или термоаккумулирующие устройства (для использования преимуществ возобновляемой энергии, когда ее в избытке). Электроконтактный нагрев и электродуговые печи имеют такую же эффективность, как доменные печи, поэтому для их работы потребуется такое же количество возобновляемой первичной энергии.
Таким образом, по оценкам Tesla, глобальная электрификация высокотемпературных промышленных процессов позволит сократить потребление ископаемого топлива на 9 ПВт·ч в год, но в то же время создаст дополнительную потребность в таком же количестве электроэнергии (из-за одинаковой эффективности технологий).
В Плане Tesla указано, что сегодня водород производится преимущественно с помощью сжигания угля, нефти и природного газа и используется в различных отраслях промышленности (включая производство стали и удобрений). Способы получения экологически чистого водорода — это электролиз воды (высокая энергоемкость, не потребляются и не производятся углеродсодержащие продукты) и пиролиз метана (более низкая энергоемкость, образуется твердый побочный продукт — сажа).
Согласно расчетам Tesla, глобальная потребность промышленности в водороде составляет 150 млн тонн в год. Если допустить, что производство всего водорода будет осуществляться посредством электролиза, а в производстве стали будет использоваться прямое восстановление железа с применением водорода, для обеспечения глобальных потребностей потребуется ~7,2 ПВт·ч электроэнергии в год. Для хранения водорода аналитики Tesla предлагают задействовать инфраструктуру хранения природного газа, в частности, переоборудовать его подземные хранилища.