Какую роль выбрать России в наступающей эпохе водородной энергетики

Очередное невыносимо жаркое для многих регионов страны и планеты лето с лавиной лесных пожаров и "вселенскими" потопами накалило дискуссию о, вероятно, катастрофических последствиях изменения климата и необходимости форсированного перехода к водородной энергетике, должной значительно снизить объемы выбросов парниковых газов. Согласно недавнему экспертному опросу, около 60 процентов участников традиционного энер­ге­тического - углеводородного - рынка, представителей ряда базовых промышленных отраслей пребывают в некоторой растерянности, опасаются, что новые правила игры, декарбонизация обернутся для них серьезными финансовыми потерями. Вместе с тем в этом десятилетии бизнес готов увеличить в 10-20 раз объем инвестиций в производство Н2.

Пусть цифра не прельщает, ведь стартовая база низкая. Пока в общем объеме инвестиций отечественного ТЭК максимум процентов уходит на выпуск водорода, разработку соответствующих технологий. Он издавна используется как компонент в некоторых "тяжелых" производствах, но в качестве альтернативного топлива почти не применяется. А мировой опыт интересен. В Швейцарии 46 грузовиков с водородными двигателями менее чем за год без проблем "накатали" свыше миллиона километ­ров. В Японии налажен серийный выпуск легковых авто с безобидными водяными "выхлопами", а весной построен первый океанский танкер для транспортировки сжиженного водорода. В Германии курсируют водородные электрички, Эстония же презентовала первый в мире беспилотный микроавтобус на экологичном топливе.

В России приступают к конструированию подобных оригинальных машин. В следующем году в столице планируется протестировать водоробус от КамАЗа, а в 2023-м - открыть специализированный инновацион­но-производствен­ный автобусный центр. В Екатеринбурге на "Иннопроме" анонсирована разработка водородного двигателя для городского транспорта силами формирующегося сейчас уральского промышлен­но-иссле­до­вательского консорциума. На этой же выставке стало известно о создании на Ямале под эгидой московского физтеха полигона для опробования ноу-хау в области водородной энергетики - на базе международной научной арк­тической станции "Снежинка". Последняя, правда, пока в макете, хотя с ее концепцией авторы проекта познакомили широкую общественность еще в начале 2020 года. Тепло и свет "Снежинке" должны обеспечить помимо водородного топлива вет­ряки и солнечные батареи. Проект очень симпатичный, только, как объявлено, требует миллиардных вливаний. Предполагается, что 80 процентов обеспечат внебюджетные источники.

Как показывает мировая практика последних двух лет, крупный бизнес, невзирая на определенные риски, начинает вкладывать большие деньги в революционную энергетику. К примеру, норвежская нефтяная компания намерена втрое увеличить производство водорода в Великобритании и полностью перевести на него мощную электростанцию в одном из графств. Мукеш Амбани, самый богатый капиталист Индии, решился инвестировать 10 миллиардов долларов в строительство профильных заводов по выпуску оборудования, необходимого для получения водорода, функционирования объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В Казахстане немецкая компания договорилась с властями заложить завод-элек­т­ролизер годовой производительностью до двух миллионов тонн "зеленого" водорода. Для него запустят солнечно-ветровой комплекс на 30 гектоватт. Продукт хотят экспортировать в Европу, Китай, часть оставлять для нужд республики.

Однако вернемся на еще, к счастью, достаточно холодный Ямал. Преимущественно именно с ним связаны планы стремительного наращивания выпуска отечественного водорода, главным образом с целью получения валютной выручки (по прогнозам, размер маржи составит от 20 до 100 миллиардов долларов в год). Извлекать ценный компонент из метана, запасы которого в регионе неисчерпаемые, не составит великого труда, и это сегодня сравнительно дешевый способ. Но проблемы есть. Во-первых, не совсем ясна схема безопасной транспортировки и достоверно неизвестно, какова будет себестоимость продукта, доставленного потребителю за тысячи километров. Во-вторых, возникают вопросы касательно надежности захоронения нынешнего "врага человечества" - углекислого газа, выделенного в процессе расщепления исходного сырья.

Единственным на сей день технологически реальным способом перемещения водорода из Арктики в Европу видится его перекачка по существующим магистральным газопроводам. По словам спецпредставителя президента РФ Анатолия Чубайса, для этого достаточно задействовать десять процентов их пропускной способности. "У нашей страны фантастическое преимущество!" - восклицает Чубайс. Ему вторит исполнительный директор Nord Stream 2 AG Маттиас Варниг, утверждающий, что проведены "многообещающие предварительные исследования" относительно газопровода "Северный поток-2": ближе к концу десятилетия по одной или двум веткам можно будет пустить водород. Вряд ли Варниг имеет в виду перекачку чистого продукта. Н2 сильно отличается от природного газа, для водорода необходимы совсем другие по техническим характеристикам трубы, придется строить какой-нибудь "третий поток". Иное дело - мета­но-водородная смесь в оптимальной пропорции.

Член совета РАН по системным исследованиям энергетики, сопредседатель рабочей группы 2 "Внутренние рынки" Консультативного совета Россия - ЕС по газу Андрей Конопляник поясняет, что в основе европейской концепции водородной энергетики две ключевых технологии. Идеальная в ракурсе декарбонизации - электролиз на электричестве от ВИЭ. Допустимая - паровой риформинг природного газа с захоронением углекислого (таковой на Ямале и будут практиковать). Но есть и третья, концептуальная, требующая доработки координированными усилиями ученых и инженеров, зато с хорошим потенциалом, - пиролиз метана без доступа кислорода и образования СО2. Пиролиз имеет конкурентное преимущество перед электролизом, полагает эксперт. Он задается вопросом, не лучше ли вообще оставить идею о континентальной прокачке Н2, а производить его самим европейцам из российского метана там, где в водороде ощущается наибольшая потребность?

Извлекать ценный компонент из метана, запасы которого в ЯНАО неисчерпаемые, не составит великого труда, и это сегодня сравнительно дешевый способ

Со скепсисом смотрит на проекты экспорта водорода заместитель гендиректора Института национальной энергетики Александр Фролов. Он рекомендует не спешить, определиться, что важнее, рациональнее. Почему бы, рассуждает он, не использовать тот же ямальский водород на собственных неотдаленных промышленных объектах, а метано-водородный "коктейль" - для развития экологически чистой генерации?

Что касается углекислого газа, или диоксида углерода, - его и в атмосферу не выпустишь, и не обезвредишь. Остается закачивать обратно в недра - в опустевшие пластовые пространства. Я прежде думал, что операция прос­тая, но, выслушав обстоятельный комментарий сотрудника НТЦ компании "Новатэк" Антона Епрынцева, понял, что это далеко не так. СО2 - капризный газ, быстро меняющий свое состояние и поведение в зависимости от глубины горизонта, давления, температуры. Следует жестко соблюдать с десяток параметров при захоронении, чтобы он покоился с миром. Так что водород, чертовски привлекательный и грозящий разрушить фундамент грязной энергетики, вызывает массу вопросов, однозначных ответов на которые пока нет.

Между тем

Организаторы и некоторые будущие спикеры Тюменского нефтегазового форума (TNF 2021) недавно в режиме онлайн обсудили тематику предстоящих дискуссий. Влияние декарбонизации на отечественный ТЭК и перспективы производства водорода в РФ обещают стать главенствующими вопросами для обсуждения на пленарных сессиях. Форум пройдет с 14 по 16 сентября.

Источник