“Господи, он вспыхнул! Это ужасно! Пламя поднялось в небо на 150 метров … Ужас! Все в огне … Это одна из самых ужасных катастроф в мире!” – так американскому журналисту Герберту Мориссону пришлось 6 мая 1937 рассказывать о взрыве “короля неба” – Цеппелин “Гинденбурге”.
Авария, в которой погибли 35 из 97 человек, находившихся на борту дирижабля, похоронила чрезвычайно перспективный, как тогда считали, транспорт и горючее.
Расследование США и Германии установило, что авария произошла из-за утечки водорода. После катастрофы с “Гинденбургом” полеты на аппаратах, заполненных водородом, запретили.
Так завершился водородный “хайп” начала прошлого века, когда H2 пытались использовать как доступное и экологическое топливо.
Поэтому водород – отнюдь не открытие XXI века.
Но катастрофические климатические изменения и новые технологии возродили интерес к этому газу. Некоторые даже называют его ключом к “декарбонизации мировой экономики” и “климатической нейтральности”.
В ЕС, особенно в Германии, программы использования водорода в энергетике, транспорте, промышленности – в приоритетах так называемого “Зеленого курса”, на который планируется потратить сотни миллиардов евро.
В некоторых из этих планов фигурирует Украина – как потенциальный партнер в производстве чистого водорода.
Что это, насколько реально и когда водород может войти в нашу повседневную жизнь, а не только в концепции и пилотные проекты?
Все оттенки водорода
Даже среди сторонников чистых технологий нет единства относительно того, какой водород можно считать чистым и таким, что не вредит окружающей среде и не усиливает климатические изменения.
“Зеленым” называют водород, если молекулу H2 получают из обычной воды методом электролиза, а электроэнергию берут с чисто возобновляемых источников – ветра, солнца, биомассы. Главным лоббистом зеленого водорода в Европе считают Германию, которая уже отказалась от атомной энергетики, а до 2045 года планирует отказаться и от ископаемого топлива.
В противоположность зеленому есть “черный” или “бурый” водород – произведенный на угле, который уходит в прошлое, но все никак не отойдет.
Однако львиную долю водорода – более 90% мирового производства – составляет «серый» водород, получаемый из природного газа. Но это дает значительные выбросы диоксида углерода, который считается ответственным за глобальное потепление. Однако такой водород является относительно дешевым.
Если водород производить с газа, но утилизировать выбросы СО2, то получится “голубой” водород.
Одним из крупнейших лоббистов голубого водорода в Европе является российский “Газпром”. В российском экономическом университете имени Плеханова подсчитали, что производство голубого водорода в полтора раза дороже, чем серого. Но это не отпугивает “Газпром”, который в последнее время разрабатывает водородные проекты под брендом “Газпром водород”.
“Газпром” также планирует строить большой завод по производству водорода из метана – там, где на немецкий берег выходит вторая ветка газопровода “Северный поток-2”.
Кроме России, на стороне голубого водорода Норвегия и Нидерланды.
Одновременно “Газпром” вместе с Wintershall, Gasunie, RWE и Shell начали работу над трубопроводом с Северного моря в Германию. Этот гидрогенопровод под названием AquaDuctus сможет транспортировать до 1 млн тонн зеленого водорода в год.
Готов присоединиться к выработке “чистого водорода” и Росатом. Правда, водород, полученный с помощью электроэнергии от АЭС, будет не зеленым, а “желтым”. Сторонники атомной энергетики настаивают, что желтый водород может быть таким же чистым, как и зеленый.
Самым мощным лоббистом желтого водорода в ЕС считают Францию, где львиную долю электричества производят АЭС.
Если Украина решит вступить в водородную игру, надо учитывать, что в Европе уже есть большие опытные игроки, которые заинтересованы в различных “цветах” водорода.
Преимущества водорода
В переводе с латыни водород – то, что рождает воду. Самым большим преимуществом водорода является то, что при его сгорании образуется только вода и тепло (энергия). А это – именно то, что надо, если вы планируете “декарбонизовать” экономику и остановить разрушительные изменения климата.
“Энергетическая система, работающая во всем мире, построенная на ископаемых видах топлива. И использование этих видов топлива приводит к смертям 9 млн. человек ежегодно, не считая расходов на лечение (связанных с загрязнением атмосферы -Ред.)”, – говорит Мухуб Бенменни, проектный менеджер Института возобновляемой энергетики НАНУ.
“Чтобы остановить потепление, избежать катастрофических последствий, которые станут еще более разрушительными, нам надо к 2030 году прекратить использование не менее 80% ископаемых видов топлива. А к 2050 надо вообще отказаться от них”, – рассказывает он об основах, на которых построен европейский Green Deal или “Зеленый курс”.
Но на этом преимущества водорода не исчерпываются. Его можно использовать и как средство накопления лишнего электроэнергии из возобновляемых источников, когда ее производство превышает спрос, – тогда он становится своего рода аккумулятором.
“Возобновляемые источники энергии являются хаотичными, они не позволяют использовать их постоянно, – объясняет Мухуб Бенменни. – Когда нам зимой нужно больше электроэнергии, она не производится: идет снег, холодно, солнца нету. Или наоборот, жара, солнце печет, производится много электроэнергии , а потребление является меньшим, ее некуда деть. С помощью водорода эту энергию можно аккумулировать”.
Водород может решить сразу две проблемы – вредные выбросы и тяжесть «консервации» энергии из возобновляемых источников.
“Лишние объемы электроэнергии, которая сразу не потребляется, можно направить на производство водорода, который можно хранить годами, – в соляных пещерах или газовых хранилищах, как мы сейчас сохраняем природный газ, – говорит ученый. – А когда энергии с возобновляемых источников недостаточно, мы можем использовать этот водород или для производства электроэнергии, или как газ”.
Однако к водороду есть и серьезные претензии.
В двух словах их можно сформулировать так: опасно и дорого.
Водород является гораздо более взрывоопасным, чем природный газ. И именно это повлекло фиаско 100 лет назад.
А еще водород очень легко проникает в металлы, ведь атом водорода – самый маленький.
“Водород по сути крошит металл”, – объясняет Михаил Гончар, президент Центра глобалистики “Стратегия ХХ”. Отсюда проблемы, связанные с транспортировкой, а значит, и дополнительные расходы на инфраструктуру.
Водород можно сделать жидким или превратить в аммиак, но это также требует энергии. А для производства водорода, кроме электроэнергии, нужна чистая вода.
Кроме того, говорит Михаил Гончар, даже самые продвинутые европейские проекты с водородом, о которых часто пишут СМИ, все еще пилотные из-за своей высокой стоимости.
Самый дешевый водород, производимый стандартным способом по самой дешевой технологии электролиза, все равно будет дороже, чем нынешние предложения на рынке – даже при пиковых цен на газ, считает Михаил Гончар.
Так, в настоящее время водород является дорогостоящим, а зеленый водород еще дороже, признает Мухуб Бенменни. Но, замечает он, когда начали развиваться возобновляемые источники энергии, тоже говорили, что они слишком дорогие и никогда не будут конкурентными, а потому не надо их развивать.
“В Украине 10-15 лет назад установка одного киловатта мощности солнечной станции стоило около 10 000 долларов. Сегодня это стоит около 500 долларов”, – приводит пример представитель Института возобновляемой энергетики НАНУ.
Так же будет и с водородом, считает ученый. Технологии не только развиваться, но и становиться дешевле.
Расходы на зеленую экономику
Выгоднее водород могут сделать так называемые карбоновые налоги – налоги на выбросы СО2. Это может повлиять на экспортеров: им придется доказывать, что продукция изготовлена на зеленой энергии или платить эти налоги.
А заявления о дороговизне водорода, по мнению Мухуба Бенменни, идут от мощных игроков традиционной энергетики, которые не хотят терять рынок.
На сегодня цена зеленого водорода – это 3-6 долларов за кг. Это на порядок больше, чем стоимость топлива, к которому все привыкли. Однако по исследованиям, к 2030 году цена упадет до 1,4 доллара, а к 2050 – до 80 центов за кг.
“Уже сегодня надо делать что-то, чтобы мы были готовы к 2030, когда технология будет доступна и конкурентоспособна”, – говорит Мухуб Бенменни. К тому же, как добавляет ученый, реализовать эти проекты нельзя не государственные средства, а за счет европейских инвестиций.
Что делают в Европе
Сторонники водородной энергетики считают, что на ней можно выплавлять металл, отапливать дома, ездить и летать без ущерба окружающей среде.
В 2020 в ЕС представили водородную стратегию. Там надеются, что водород может заменить углеродные носители энергии и к 2050 превратит Европу в первый климатически нейтральный континент, где выбросы парниковых газов в атмосферу не превышают того объема, который поглощает экосистема.
На это страны ЕС готовы выложить от 180 до 470 млрд евро до 2050 года.
В рамках этой стратегии является проект обеспечения ЕС водородом мощностью 80 ГВт. Одну половину планируют производить в ЕС, а вторую – импортировать. Около 30 ГВт рассчитывают доставить из Северной Африки. А еще 10 ГВт к 2030 году рассчитывают получить из Украины.
Это лишь 2% от общего потенциала страны, говорит Мухуб Бенменни. В целом, по оценкам Института возобновляемой энергетики НАНУ, Украина может производить более 500 млрд кубометров зеленого водорода в год. Этого хватит и на внутренние нужды, и на экспорт.
Очень перспективным клиентом могла бы быть Германия, но только для зеленого водорода. Но и здесь не все однозначно. По словам советника председателя правления НАК “Нафтогаз Украины” по вопросам развития низкоуглеродистого бизнеса Алексея Рябчин, Германия думает над тем, чтобы определять зеленым водородом лишь тот, который производят на новых мощностях солнечной или ветровой энергетики, а не на тех, которые уже есть.
“Будет эта норма или нет – неизвестно, но она меняет очень много”, – говорит советник главы “Нафтогаза”.
В 2021 внимание к зеленому водорода привлекло и совместное заявление Германии и США по “Северному потоку-2”.
“Германия и США будут пытаться способствовать и поддерживать инвестиции в Зеленый фонд для Украины как минимум на 1 млрд долларов, – говорится в документе. – Фонд будет способствовать использованию возобновляемой энергии; выработке водорода повышению энергоэффективности; ускорению отказа от потребления угля”.
Этот миллиард не стоит воспринимать как компенсацию за ожидаемые потери от “Северного потока-2”, утверждает Алексей Рябчин:
“Это сигнал – на десять лет мы уверены, что никуда он (газ) не денется. (Сейчас) мы им нужны, и они нам нужны. А вот что дальше – думайте”.
А что с транспортом?
Кроме производства, есть еще один вопрос – как доставить водород туда, где он нужен.
Преимущество Украины – в построенной газотранспортной системе.
“У нас есть места, где идут четыре нити (газопровода), из которых одна используется. Можно в существующих газопроводах посмотреть, и одну из труб с добавлением пластиковых труб переоборудовать под водород”, – говорит Алексей Рябчин, подчеркивая, что это лишь начали изучать .
“Если это возможно, то это будет гораздо дешевле, чем транспортировать водород в Европу из Австралии или Чили”, – говорит он.
В то же время, как пояснила на вопрос ВВС News Украина Ольга Белькова, директор Оператора ГТС Украины по вопросам взаимодействия с государственными органами и международными организациями, сегодня даже европейские страны только изучают возможную транспортировку смеси природного газа с водородом.
По опросу Агентства ЕС по вопросам сотрудничества органов регулирования энергетики (ACER), по состоянию на 2020 год 65% государств-членов не позволяли или не предусматривали закачки чистого водорода в газотранспортную сеть.
Ольга Белькова отмечает, что, например, в Германии сейчас допускают высокий предельный уровень водорода при транспортировке газопроводами на уровне 10%, за ней следуют Франция (6%), Испания (5%) и Австрия (4%). Еще четыре страны допускают совсем небольшую – до 2% – концентрацию водорода в своих сетях. А в большинстве стран ЕС она равна нулю.
Неизвестно, как газовые трубопроводы реагировать на водород и сколько нужно инвестировать, чтобы переоборудовать их.
“С уверенностью можно лишь сказать, что это будет очень дорого”, – говорит представитель Оператора ГТС Украины.
Водород в Украине
Несмотря на осторожность прогнозам Оператор ГТС Украины вместе с тремя европейскими компаниями – EUSTREAM (компания-оператор ГТС Словакии), NET4GAS (компания-оператор ГТС Чехии) и OGE (компания-оператор ГТС Германии) – решили объединиться, чтобы создать водородную магистраль “для транспортировки водорода из перспективных районов поставки в Украину, которая имеет хорошие условия для производства зеленого водорода”.
Меморандум о развитии водородных проектов заключили также украинский “Нафтогаз” и немецкий газовый трейдер RWE. Они договорились оценить возможности создания полной цепи – от производства зеленого водорода и его производных в Украине (таких, как аммиак) к экспорту в Германию.
“Мы понимаем, что газ сегодня есть, а завтра с ним будет как и с углем”, – говорит советник главы “Нафтогаза”.
“А водород как раз и является тем ресурсом, которым можно зарабатывать для Украины деньги”, – говорит Алексей Рябчин, но сразу отмечает: исследовать надо еще много чего.
Также с немецким партнером – Siemens Energy будут работать над пилотным водородным проектом и крупнейший частный украинский энергохолдинг ДТЭК. Речь идет о заводе по производству водорода на базе металлургического комбината в Мариуполе.
Существуют и другие планы пилотных проектов. Большинство – рассчитаны на немецкие технологии или финансы. Одно из исключений – Региональная газовая компания, которая заявила, что испытывает свое газовое оборудование с “H2-ready” регуляторами от итальянского производителя Pietro Fiorentini. Она планирует проверить возможность работы системы с газовой смесью с содержанием водорода до 20%.
Но мало кто в Украине идет дальше осторожных прогнозов.
Так какие перспективы?
“Сейчас нет достаточного количества данных, чтобы делать выводы о выгодности или убыточности водородной энергетики”, – говорит Ольга Белькова с ОГТСУ.
Она считает, что “в любом случае в ближайшие 10-20 лет Украине будет нужен природный газ”.
“Вопрос платежки никуда не исчезает. Так же как и у нас, нигде никто не хочет платить больше за свет, отопление или металл”, – говорит Алексей Рябчин, называя нынешние счета за водород “космическими”.
Водород – это инновация, а значит впереди немало исследований, технических расчетов и оценок безопасности. По словам господина Рябчин, говорить о реальной перспективе водорода через 5-10 лет – слишком оптимистично.
С другой стороны, не исключено, что изменения будут быстрее, чем ожидают. В Германии с 2024 по 2034 годы заработает зеленый тариф.
“Например, BMW будет использовать водород, а платить как за газ, а то, что выше, будет компенсировать немецкое правительство”, – объясняет Алексей Рябчин и добавляет: “Таким образом они стимулируют компании входить в водородные проекты, которые все еще супермегадороги”.
Вместе с тем советник главы “Нафтогаза” утверждает, что верит в водородную экономику – особенно в Европе.
“А когда она наступит в Украине, зависит от нас. И если сейчас ничего не делать, то ничего и не наступит”, – говорит Алексей Рябчин.
“Конечно, у нас есть неплохие перспективы. Мы за последние четыре года настроили мощностей солнечной и ветровой энергетики больше, чем мощность крупнейшей в Европе Запорожской АЭС”, – говорит о водородных перспективах Украины Михаил Гончар. Но подчеркивает: тема водорода во всем мире все еще далека от массового производства.
К тому же Украина является бедной страной, и любое увеличение тарифов будет очень болезненным для потребителя.
Пока в теме водорода открытых вопросов остается больше, чем ответов, считает Михаил Гончар и прогнозирует: “Наше время наступит чуть позже – когда мы увидим, какого прогресса достигли немного западнее”.
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.