На фоне безумных цен на энергоносители Германия лихорадочно стремится обеспечить в предстоящую зиму теплом население и энергией промышленность. В борьбе за выживаемость все средства хороши, расконсервация угольных и атомных генераций в их числе. Но власти ФРГ не ограничились традиционными энергоносителями. В ходе визита федерального канцлера Олафа Шольца в Оттаву 24 августа было подписано предварительное соглашение о поставках из Канады в Германию водородного топлива. Правда, первые поставки предусмотрены лишь в 2025 году. Станет ли этот контракт грозным предвестником смены мировой энергетической парадигмы, разбирался aif.ru.
Скромные масштабы...
Нынешние высокие цены на голубое топливо и черное золото, вполне возможно, являются пышными проводами в последний путь ископаемого топлива как основы мировой энергетики. Водород незаметно перекочевал из области фантастики в реальную жизнь. Первой в мире страной, утвердившей водородную стратегию, еще в 2017 году стала Япония. За ней последовали Франция, Республика Корея, Нидерланды, Германия, Австралия.
Водородное топливо подкупает своей экологичностью (из отходов — только вода) и энергоемкостью (в разы выше, чем у нефти или газа того же объема), а его запасы практически неисчерпаемы (является самым распространенным элементом во Вселенной). Но и минусов пока хватает. В чистом виде в природе водород не существует. Его нужно «добывать» при помощи элетролизера из воды (это самый чистый, или «зеленый» метод), из природного газа («голубой» метод, вредные отходы улавливаются и перерабатываются), при помощи атомной энергетики («красный» метод), конверсии метана («серый» метод, вредные вещества выбрасываются в атмосферу) и газификации угля («коричневый», самый неэкологичный метод). «Сырость» и дороговизна технологий производства водорода дополняются сложностями с транспортировкой и хранением. Этот капризный газ отличается высокой взрывоопасностью, низкой температурой сжижения (-253 °C), чрезвычайно высокой летучестью и способностью просачиваться через различные материалы, включая высокопрочные стали. Поэтому пока мировой водородный рынок ничтожно мал — в 2021 году произведено около 70 млн тонн водорода в чистом виде и около 20 млн тонн в виде синтез-газа, в денежном выражении емкость этого рынка составила за прошедший год всего 134 млн долларов.
Огромные перспективы
Но за скромными масштабами маячат огромные перспективы. Принятая на уровне ЕС водородная концепция предполагает, что за десятилетие с 2020 года по 2030 год объем инвестиций на развитие водородной энергетики в ЕС составит 320-458 млрд евро. Аналитики агентства Bloomberg подсчитали, что к 2050 году водород будет занимать 24% мирового энергетического рынка, а инвестиции в эту отрасль составят 11 трлн долларов. Он будет применяться в энергетике, транспорте, промышленности, даже в системе ЖКХ — для обогрева зданий и использования его в газовых плитах.
Уже сейчас на северо-западе Германии курсирует первый в мире поезд на водородных топливных элементах, произведенный французской компанией Alstom. Все его выбросы — это несколько капелек воды на каждый десяток метров движения. А в 2023 году планируется начать испытания водородного поезда, создаваемого компанией Siemens Mobility. Умелые автомобилестроители из Японии первыми в мире сумели выпустить машины на водородном топливе. Мелкосерийное производство автомобилей (Honda FCX) началось еще в середине 2000 годов, массовый коммерческий водородный автомобиль — Toyota Mirai — Япония выпустила в 2014 году На начало 2021 года в стране было 3,8 тыс. легковых автомобилей на водородных топливных элементах, к 2025-му планируется увеличить их количество до 200 тыс., к 2030 — до 800 тыс. Сеть водородных заправочных станций в Японии — самая крупная в мире (на конец 2021 года — 134 станции), к 2030 году их количество намерены увеличить до 900. К 2050-му планируется перевести на водород весь дорожный транспорт и все газовые АЗС страны. А компания Kawasaki Heavy Industries в мае 2021 года создала первый в мире танкер для перевозки сжиженного водорода. Он пока совсем небольшой, рассчитан на перевозку 75 тонн жидкого водорода, но «лиха беда начало», за первым обязательно последуют второй, третий, и каждый последующий будет мощнее и лучше предыдущего.
Стряхнуть пыль со старых разработок
Россия стремится не отстать от мирового прогресса. В августе 2021 года Правительство РФ утвердило «Концепцию развития водородной энергетики в Российской Федерации», а в декабре Минэнерго России подготовило соответствующую программу, согласно которой уже в 2024 году у нас должно быть произведено 0,2 млн тонн водорода, в 2035 году — 2 млн тонн, в 2050 — 10 млн тонн. При этом нужно отметить, что отечественные опыты с водородным топливом начались еще в прошлом веке. В 1982 году был построен опытный микроавтобус «РАФ», в качестве топлива использующий водород, чуть позже в небо поднялся самолет, созданный на базе Ту-154, с таким же топливом. Кроме того, создан «водородный» двигатель для ракетоносителя «Энергия». Все эти шедевры советских инженерных гениев явно опередили свое время и были прекращены за «нецелесообразностью». Теперь нам нужно стряхнуть пыль со старых разработок, — их время пришло.
Если Россия «не впишется» в мировой водородный разворот, то рискует остаться на обочине мировой экономики. Уже сейчас Австралия и Чили заявили о своих амбициях стать крупнейшими мировыми экспортерами водорода. Власти зеленого континента уповают на свою технологичность. Согласно принятой у них стратегии, к 2030 году в стране планируется производить 1 млн тонн в год «чистого» водорода, половину из которого отправлять на экспорт в страны восточной Азии — Японию, Южную Корею, Сингапур и Тайвань. К 2050 году объем производства должен составить 9 млн тонн в год, экспорта — 6,75 млн тонн. А в Чили предполагают производить самый дешевый в мире водород: один килограмм, по их расчетам, будет стоить всего 1,5 доллара. К водороду присматриваются и богатые нефтяные монархии Ближнего Востока, и сравнительно бедные североафриканские страны. На топливо будущего ставят азиатские тигры, технологичная Европа, тихая Канада и предприимчивая Америка. Какое место в «водородном» будущем может занять Россия, объясняет эксперт-аналитик Департамента ТЭК института проблем естественных монополий (ИПЕМ) Анастасия Смольникова:
— Несомненно, Россия может стать крупным производителем водорода. В то же время реализация этого потенциала потребует значительных вложений и усилий. В частности, для производства низкоуглеродного («голубого») водорода методом паровой конверсии метана необходимо использование технологий улавливания и хранения углекислого газа, внедрение которых в настоящее время в России только начинается. Производство возобновляемого («зеленого») водорода потребует значительного роста установленных мощностей ВИЭ, доля которых в энергобалансе энергетической системы России в 2021 году составляла всего 1,62% (ветровые и солнечные электростанции). В то же время важно учитывать, что в России есть целый ряд проектов по производству низкоуглеродного водорода на базе ГЭС и АЭС, в том числе на избыточных мощностях.
Главным экспортным преимуществом России является ее географическое положение, обеспечивающее близость к потенциальным рынкам сбыта как на западе, так и на востоке. Однако определяющим фактором в данном случае является уровень международной активности, который в настоящее время оценивается для РФ как низкий.
В обозримой перспективе водород вряд ли вытеснит традиционные энергоносители, вероятнее всего, будет его локальное применение в определенных технологических процессах (производство стали методом прямого восстановления железа, применение в качестве топлива для железнодорожного транспорта на неэлектрифицированных линиях и др.). В любом случае полноценной альтернативой ископаемому топливу водород сможет стать только после появления дешевых и эффективных технологий по его хранению и транспортировке. В связи с этим России очень важно как можно скорее нарастить темпы научно-технологического развития в данной сфере. Теоретически в России возможно создание масштабного производства водорода из природного газа с применением технологий улавливания и хранения углекислого газа, развитие углехимии и нефтехимии, но говорить о выигрыше или проигрыше для нас здесь не совсем верно. Правильнее сказать, что наша страна имеет все шансы приспособиться к переходу на водород.
Оценивать перспективы водорода в качестве топлива будущего — это прерогатива экспертов и ученых. Но если вектор мировой энергетики, пусть медленно, но смещается в сторону этого элемента, то России необходимо поймать этот тренд, встроиться в него и извлечь свою выгоду. Газпром, Новатэк и Росатом уже заявили о собственных «водородных» проектах, что можно только приветствовать. Но усилий отдельных корпораций мало. Такие масштабные научные и производственные мероприятия могут быть успешны только при активной и действенной поддержке со стороны государства.
