Войти используя аккаунт
Войти используя аккаунт:
Логин Пароль Забыли свой пароль?

Блоги

Вернуться к списку статей
Александр Собко
Аналитик RUPEC
Все статьи автора
9.11.2020 / 08:00

Развилки водородной энергетики

Водородная тематика очень стремительно вошла в энергетическую повестку. Ещё полгода-год назад популярными были образовательные тексты о так называемых разных цветах водорода (водород, конечно один и тот же, только получаемый разными способами), а сейчас эта классификация у всех на слуху. Прошедшим летом Евросоюз принял свою стратегию развития водородной энергетики. И на удивление быстро интерес к сектору проявился и в нашей стране, где традиционно наблюдается умеренный интерес к возобновляемым источникам энергии и прочим аспектам альтернативной энергетики. Правительство страны уже утвердило план мероприятий по развитию водородной энергетики, подробностей в нем немного, но уже в первом квартале следующего года заинтересованные министерства и ведомства могут представить полноценную концепцию развития сектора.

Это стремительное развитие (пока на бумаге) в результате пока оставляет массу вопросов. Причём как в международной повестке, так и применительно к российским инициативам. Ещё раз отметим очевидное: водород нигде не добывается в качестве полезного ископаемого, поэтому он в любом случае является лишь производным от других источников энергии. Можно обсуждать, какую долю водород займёт в энергетике будущего, но эти оценки — отчасти формальность, так как в баланс источников первичной энергии водород не попадает, ведь он сам из них производится.

В самом широком смысле, «наполеоновские» планы по развитию водородной энергетики - это ответ на осознание ограниченных возможностей прочих систем накопления энергии, и в первую очередь, аккумуляторных батарей для балансировки непостоянной энергии возобновляемых источников. Аккумуляторам не хватает и масштабов, с ними практически невозможно осуществлять сезонное накопление. Кроме того, так как в планах у многих стран — полная декарбонизация, рассматривается использование водорода и в промышленных процессах, в частности как замена углю в металлургии.

Да, «зелёный» водород (получаемый электролизом воды из ВИЭ) оказывается пока дорог, а в процессе двойной конвертации (электроэнергия ВИЭ — водород — генерируемая из него электроэнергия) теряется свыше половины и без того недешевой электроэнергии, вырабатываемой ветряками или солнечными панелями. Но страны и регионы, где доля возобновляемых источников высока, уже сейчас в определенные периоды, из-за различий в профилях потребления и выработки, сталкиваются с проблемами «лишней» электроэнергии, вырабатываемой ВИЭ. По мере увеличения доли, проблема будет только нарастать, а значит — вопросы аккумуляции нужно будет решать.

Интерес к водородной энергетике можно ожидать и в КНР. Помимо указанных выше аспектов, на фоне растущей зависимости от импорта нефти Китай очевидно заинтересован в развитии всех возможных альтернатив в транспортном секторе, и здесь водородная энергетика тоже сыграет свою роль.

На этом фоне, наша страна активно включилась в водородную повестку. Причины понятны: чтобы не оказаться в положение догоняющих, которое мы уже видели в самых идеологически различных секторах энергетики (к примеру, здесь и СПГ, и ВИЭ), промедление опасно. Видимо, именно такой подход был выбран руководством страны.

Но здесь возникает главный вопрос — какую роль видит для себя Россия на водородном рынке?

Понятно, внутренний рынок — это очень ограниченный сегмент. Да, некоторые виды транспорта на водороде — решение экологичное. И, к примеру, в планах у РЖД — электрички на водороде, планируется разработка водородного локомотива. Но сектор, который рассматривается как один из основных в Европе, накопление непостоянной энергии ВИЭ, у нас, с минимальной долей «зелени» в энергобалансе, ещё очень нескоро будет востребован.

Конечно, будет создан рынок самого различного оборудования, те же турбины под водородное топливо (или смеси с газом), и сами электролизеры. Россия, вероятно, попытается занять свою нишу и в этом секторе. 

Пока конкретики здесь немного, но окажется неудивительным, если одним из участников рынка станет «Росатом». Корпорация имеет огромные компетенции в области машиностроения, но при этом строительство АЭС (если мы говорим о зарубежных заказах) развивается не так активно, как планировалось еще несколько лет назад. В этих условиях оправдан выход на новые рынки, не случайно «Росатом» является одним из трех ключевых участников российского рынка ветроэнергетики. Кстати, и здесь при определённых условиях возможны синергии с водородной энергетикой.

Есть в нашей стране заделы и в области топливных элементов, которые преобразуют водород в электроэнергию.

Но все же основным направлением пока рассматриваются экспортные поставки самого водорода. И здесь вопросов пока намного больше, чем ответов.

Рынка «нового» водорода по большому счету в мире нет, даже подавляющая часть тех 70 миллионов тонн в год водорода, что сейчас производится в мире (а даже это — совсем немного по сравнению с общим потреблением ресурсов) — это водород получаемый на НПЗ, и с помощью паровой конверсии метана (это так называемый «серый водород»). При его получении выделяется углекислый газ, а там как сама конверсия сопровождается выделением энергии, с точки зрения климатической повестки, сжигание такого водорода даже более вредно, чем сжигание непосредственно метана. Доля «прогрессивных» видов (по способу получения) водорода пока исчезающе мала. Как и для любых других секторов энергетики, в водородной истории развитие не будет быстрым.

В нашей стране рассматривается экспорт различных типов (опять же, по методу получения) водорода. Это может быть и «голубой» водород (та же конверсия метана, но с улавливанием и последующим хранением CO2). Это может быть и «жёлтый водород» (тот же электролиз, но с использованием электроэнергии АЭС). Наконец, это так называемый «бирюзовый» водород, получаемый разложением метана на водород и углерод (сажу), углекислый газ при этом не выделяется. Последняя технология находится пока на стадии разработки, но при этом выглядит обещающей больше двух других. Ведь улавливание углекислого газа (необходимо в случае «голубого» водорода) — тема, которая обсуждается в мире уже ни одно десятилетие, но всё ограничивается несколькими пилотными проектами. 

А для производства «желтого» водорода нужна электроэнергия АЭС, а она (если мы говорим о новых станциях, а не амортизированных) уже сейчас оказывается достаточно дорогой, чтобы было выгодно переводить её в водород. Но и здесь возможны варианты. Например, Кольская АЭС работает не на полную мощность, поэтому рассматривается строительство электролизеров. А если говорить о будущем, то продажи водорода на экспорт будут происходить в валюте, а расходы «Росатома» — рублёвые, и с учетом важности устойчивого развития атомной промышленности в России, не исключено развитие сегмента и «желтого» водорода.

И тут возникают две проблемы, отчасти связанные. Во-первых, гарантированный спрос покупателей. Во-вторых, вопросы транспортировки. 

Европа прямо говорит, что ее по большому счету интересует только «зеленый» водород, все остальные типы рассматриваются к покупке лишь как переходный вариант для создания масштаба отрасли. Возникает закономерный вопрос, зачем нам инвестировать в подобные технологии, если ЕС в своих программных документах подчеркивает, что на долгосрочную перспективу такие варианты ее не интересуют.

Более того, из-за дорогой транспортировки уже в Германии ведутся дискуссии, нужен ли стране вообще импортный «зеленый» водород, несмотря на то, что официальные планы ЕС подразумевают значительные объемы импорта.

Конечно, можно представить, что через 20—30—40 лет Китай, Япония, Южная Корея с удовольствием будет покупать у нас «бирюзовый» водород. Ведь там тоже уже анонсированы планы по нулевой эмиссии к 2050—2060 годам. Но тут возникает вопрос транспортировки. Танкерная транспортировка водорода только начинает развиваться, и едва ли будет дешевой даже в будущем, другие варианты (через синтез промежуточных химических соединений) тоже затратны.

Пока наиболее дешёвый способ транспортировки водорода — трубопроводная, а в ряде случаев допустимо подмешивать это топливо в действующие газопроводы. Поэтому всё больше разговоров о том, что «Северный поток-2» может быть использован и для транспорта газо-водородных смесей в ЕС. Тем более, что труба уже есть. Но транспорт водорода по трубами оказывается почти в четыре раза затратней, чем транспорт метана. С этой точки зрения, пиролизные установки для получения «бирюзового» водорода проще ставить ближе к центрам потребления.

Но если мы говорим об азиатских рынках, то придётся думать и о морской транспортировке. Возможно, кстати, окажется более выгодной транспорт в виде тех или иных соединений, например аммиака, получаемого с помощью водорода, произведенного без выбросов CO2.

Пока водородная энергетика выглядит, скорее, как «венчур». С одной стороны, есть демонстрация планов ключевых, в том числе азиатских экономик, на нулевую эмиссию к середине века или чуть позже, и очевидная невозможность этого достичь без масштабных систем накопления энергии, читай водороды.

С другой стороны, планы — это только планы. При этом, не решены очень многие проблемы: вопросы стоимости производства, транспортировки. Да, двадцать лет назад похожие вопросы были к сектору ВИЭ, и многие проблемы оказались решены. Но одновременно появилось и другое следствие: страны с высокой долей ВИЭ стали больше получать энергии у себя дома, меньше импортировать. Не исключен сценарий, что из-за сложностей транспортировки водородная энергетика в результате будет развиваться аналогично: без активной международной торговли, как внутренние истории. В конце концов, если мы говорим об азиатском рынке, ничто не мешает получать тот же «бирюзовый» водород из СПГ, но уже ближе к месту потребления.

Так или иначе, причины развития интереса к водородному экспорту в нашей стране понятны. В долгосрочной перспективе валютные поступления от нефтегаза будут снижаться, их нужно заместить другими источниками. Но ограниченные финансовые, организационные, технические ресурсы также можно инвестировать как в создание других экспортных направлений, или же в импортозамещение. В энергетической сфере наше конкурентное преимущество — в нефтегазовом секторе, с относительно низкой себестоимостью добычи. Но Россия не должна при любых обстоятельствах обеспечивать мир своими энергоресурсами, если эти проекты не гарантируют достаточную прибыль.


Вернуться в раздел