Цивилизация
«Газпром нефть» вступила в Совет индустриальных партнеров консорциума «Технологическая водородная долина». Компания планирует за три года в 2,5 раза увеличить производство водорода на своих технологических площадках (до 250 тыс. тонн), а партнерам по Консорциуму предлагает свою экспертизу по улавливанию и захоронению углекислого газа, отработанную на месторождении Русанда компании NIS в Сербии.
«У России есть огромный потенциал для того, чтобы занять коммерческую нишу на глобальном рынке квот по утилизации CO2. Мы уже сформировали технологическую цепочку по улавливанию, хранению, транспортировке и геологическому захоронению углекислого газа», — приводит пресс-служба «Газпром нефти» слова директора по технологическому развитию компании Алексея Вашкевича.
Утилизация углекислого газа, который выделяется при добыче водорода из метана, — серьезная головная боль для энергетических компаний, которые ищут пути адаптации к новому «зеленому» курсу крупнейших импортеров топлива. ЕС обсуждает введение углеродного налога за «карбоновый след» любой ввозимой продукции, а Китай уже запустил систему торговли квотами на выбросы CO2 (в России такой экспериментальный проект запущен на Сахалине).
Все это в перспективе делает природный газ, уголь и нефть менее привлекательными видами топлива, в отличие от водорода. Тем более что он при использовании выделяет в четыре раза больше энергии, чем бензин.
Сейчас стоимость водорода варьируется примерно от $1,5 до $9 за кг, самый дешевый — «серый» водород получают из метана или угля, но процесс сопровождается выбросом CO2. «Голубой» водород также получают из природного газа, но либо с улавливанием и захоронением углекислого газа, или — в случае с «бирюзовым» газом — методом пиролиза, когда CO2 не выделяется вовсе (такой метод «Газпром нефть» реализовала в лабораториях и строит планы по снабжению им своих НПЗ). «Оранжевый» водород добывается электролизом на АЭС — «Росатом» сейчас готовит пилотную установку по его производству.
Самый дорогой и экологичный — «зеленый водород» — выделяют из воды методом электролиза на ГЭС (о планах по его добыче на ГЭС в Сибири и Карелии говорила En+ и объявляла стоимость в районе $2-3 за кг) или с помощью возобновляемых источников энергии (ВИЭ).
Потребление «зеленого» водорода в ЕС планируют активно наращивать через 10 лет переходного периода, постепенно заменяя им газ и уголь. За это время электричество от ВИЭ и оборудование для электролиза должно подешеветь примерно вдвое.
«Примерно к 2040-50 году ожидается, что получение водорода электролизом с использованием возобновляемой энергетики станет дешевле, чем получение его из метана», — считает директор по операционной работе Кластера энергоэффективных технологий фонда «Сколково» Олег Перцовский.
Что касается конкуренции с традиционными видами топлива, то при его производстве из воды «на месте» конкурентоспособность водорода как энергоносителя по сравнению с импортным газом может быть достигнута примерно к середине века — по крайней мере в Европе, в Индии, в Бразилии, в Японии, отмечает Перцовский.
Но так произойдет не во всех отраслях промышленности. Многое будет зависеть от экономической и экологической политики государств, будут ли они вводить углеродные налоги или квоты и сколько будет стоить тонна выбросов. По оценкам экспертов, в большинстве сегментов до 2050-го водород может стать конкурентоспособным только при наличии углеродных платежей.
«В транспорте — легковом, общественном, грузовом, железнодорожном, — можно ожидать, что к середине века водород будет конкурентоспособен даже без углеродных платежей, а в промышленности — только если платеж составит около $20-40 за тонну CO2, в генерации электричества и тепла или для использования в качестве топлива в авиации и морских перевозках — при платеже $100-150 за тонну», — говорит собеседник «Газеты.Ru» из фонда «Сколково».
Поэтому «водородной энергетики» в чистом виде не будет, она будет сочетаться с другими видами топлива — как газ за 150 лет не вытеснил уголь, так и водород не вытеснит газ и другие углеводороды,
— рассуждает ведущий эксперт Фонда национальной энергетической безопасности, научный сотрудник Финансового университета при правительстве РФ Станислав Митрахович.
С ним согласен главный научный сотрудник ИСК РАН Владимир Васильев. По его оценкам, большинство проектов по добыче водорода за пределами собственных промышленных нужд в России стартуют в 2024-2025 годах, фиксация каких-то результатов того, что водород будет представлять на мировом энергетическом рынке — это 2030 год, и превращение водорода в весомый энергоэлемент в мировом энергобалансе — это 2050 год.
Что мешает
Станислав Митрахович указывает на узкие технологические горлышки, которые мешают активному развитию водородной экономики — проблемы транспортировки и инфраструктуры для его использования. Теоретически, водород можно подмешивать в метановые смеси и качать по обоим «Северным потокам», построенным из современных труб, но до конца эта возможность не изучена и, вероятно, трубопроводы придется серьезно модернизировать.
«Что касается транспортировки на танкерах, то пока есть только пробные некоммерческие перевозки: сжиженный водород всего на 20 градусов теплее, чем абсолютный ноль (-273°C — абсолютный ноль, -259 °C — температура сжижения водорода), и возить его тоже довольно дорого. Японцы и корейцы строят танкеры, которые смогут это делать, но пока это на стадии НИОКР», — подчеркивает Митрахович.
Самые перспективные направления водородной экономики сейчас — это автопром, использование в промышленности (нефтепереработка, химия и производство удобрений, металлургия) и ТЭК, считают аналитики.
Например, «Новатэк» совместно с Siemens модернизирует одну из турбин на СПГ-производстве для перевода ее на водородно-метановую смесь. А с «Северсталью» — планируют производить водород с целью заменить в производственной цепочке плавки уголь. Есть у «Новатэка» и планы по развитию интегрированной цепочки производства, транспорта и поставок водорода с Uniper, в том числе — по добыче «зеленого» водорода.
«Есть и потенциальные отрасли для сбыта, например транспорт. Сейчас в мире примерно 25 тысяч транспортных средств на водороде — грузовики, автобусы, легковые машины, поезда (они скоро будут и в России — проект РЖД и Трансмашхолдинга). В масштабах рынка это ничтожно мало»,
— говорит Перцовский, но отмечает, что Корея, Китай, Нидерланды и ряд других стран планировали уже к концу нынешнего десятилетия иметь сотни тысяч автомобилей на водороде.
Однако развитие этого сектора будет тормозить необходимость создания инфраструктуры, главным образом сети заправок, с чем давно столкнулись электрокары, отмечает Митрахович. Для водорода потребуются также хранилища и отлаженная логистика для доставки газа потребителям.
Отчасти поэтому первая цель, которая прописана в «дорожной карте» Минэнерго, — это план водорода для так называемой экспортоориентированной программы, подчеркивает Васильев из ИСК РАН.
«Задача стоит не получить достаточно водорода для себя, а получать достаточно водорода для транспортировки его за рубеж, для продажи. Чтобы мы, если будем опускать позиции по газу, замещали их позициями по водороду», — объясняет Васильев.
Оценки объема будущего международного рынка водорода пока кардинально расходятся. Эксперты «Сколково» указывают, что
сейчас потребление водорода в мире оценивается в 100 млн тонн в год. К середине века, по разным сценариям, оно может вырасти или скромно — вдвое до 200 млн тонн (если не будет жестких мер по выбросам CO2), или же на порядки — до 1,4 млрд тонн в год, при максимально жестких ограничениях на выбросы CO2.
Неопределенность по цене и объемам будущего рынка не нравится потенциальным инвесторам.
«Компании пока не спешат с крупными инвестиционными решениями, хотя в мире уже реализуется около 200 пилотных проектов. Все пытаются найти технологические решения, которые могут стать эффективными на горизонте 10-20 лет», — говорит Перцовский.
Однако можно уверенно утверждать, что вложения российских компаний в разы, в десятки раз меньше тех средств, которые вкладывают в водородные технологии Европа, Азия, Австралия и США. Наши вложения пока что недостаточны, сетует Васильев.
