Нефть Капитал

120 подписчиков

Свежие комментарии

  • ВАЛЕРИЙ ЧИКУНОВ
    Это что ж получается теперь пятилетку будут выполнять 15 лет за те -же деньги , а кто будет курировать и отчитываться...План реализации э...
  • АНГЕЛ АНГЕЛ
    Ну если нефтяники не хотят, то реализация нефти через государство, вот оно и будет с ними фантиками расплачиваться, а...Путин: Российские...
  • Taurus Zmei
    Обязать заводы производящие пластик, принимать использованные изделия с оплатой.Запрет эффективне...

Пятьдесят оттенков водорода

Пятьдесят оттенков водорода

Водород ворвался на Олимп «топлива будущего» благодаря целям по достижению выбросов углерода, объявленным многими развитыми странами. Россия, являющаяся одним из мировых лидеров добычи и экспорта углеводородов, которые могут оказаться за бортом мировой энергетики, не может не вписаться в эту повестку. Наша страна ставит перед собой задачи сделать водород одним из драйверов спроса на газ, снизить за счет водорода углеродный след основных экспортно-ориентированных производств, а также стать непосредственно экспортером нового энергоносителя и не допустить технологического отставания.

Европейские и другие развитые страны на пути достижения цели по снижению выбросов парниковых газов, в частности, СО2, активно двигаются к переходу на другой энергоноситель — водород. Для России это грозит потерей рынка сбыта своих традиционных экспортных товаров — нефти, газа, угля, усилением конкуренции между экспортерами. Кроме того, возможно технологическое отставание в области энергетики.

В октябре прошлого года правительство утвердило план мероприятий по развитию водородной энергетики до 2024 года, то есть на ближайшие 2,5 года. Минэнерго РФ определило основные положения концепции развития водородной энергетики в России, которая обозначает цели, задачи, стратегические инициативы и ключевые меры по развитию водородной энергетики в стране на среднесрочный период до 2024 года, долгосрочный период до 2035 года, а также основные ориентиры на перспективу до 2050 года.

Концепция почти согласована и в скором времени будет опубликована.

Развитие производства и потребления водорода, вхождение в число мировых лидеров по его производству и экспорту прописано в Энергетической Стратегии РФ до 2035 года: к 2024 году страна намерена экспортировать 0,2 млн тонн; к 2035 году — 2 млн тонн. В проекте концепции Минэнерго обозначает более смелые замыслы: в 2021–2024 годах предполагается создание водородных кластеров и реализация пилотных проектов для достижения производства и экспорта водорода не менее 0,2 млн тонн к 2024 году (оптимистичная цель — 1 млн т), а также применения водородных энергоносителей на внутреннем рынке.

В течение 2025–2035 годов предполагается запуск первых коммерческих проектов производства водорода с достижением объемов экспорта не менее 2 млн т в 2035 году (оптимистичная цель — 7 млн т).

С 2036 по 2050 годы планируется широкомасштабное развитие мирового рынка водородной энергетики. Объемы поставок водорода на мировой рынок могут достигнуть 7,9 млн т к 2050 году (оптимистичная цель — 33,4 млн т). На этом этапе РФ рассчитывает стать одним из крупнейших экспортеров водорода и энергетических смесей на его основе, а также промышленной продукции для водородной энергетики в страны Азиатско-Тихоокеанского региона и Евросоюза и поставщиком технологий водородной энергетики на мировой рынок. На внутреннем рынке ожидается начало широкого коммерческого применения водородных технологий на транспорте, в энергетике и промышленности.

Однако на пути реализации этих планов, как всегда, много препятствий: во-первых, страны, стимулирующие использование водорода, до сих пор не определились с возможным объемом потребления водорода, во-вторых, стоимость климатически нейтрального водорода пока существенно проигрывает стоимости ископаемых источников энергии, в-третьих, не все технологические вопросы его использования еще решены, в-четвертых, нет ясности, достаточно ли будет ресурсов для его «чистого» производства.

И кроме того, у ученых есть сомнения, действительно ли «зеленый» водород сократит выбросы парниковых газов или увеличит их.

В настоящее время водород используется в основном как сырье (для производства аммиака — 32 млн т/г) или в технологических процессах нефтепереработки (на установках каткрекинга, гидроочистки топлив — 38 млн т) и производится в месте потребления на специализированных установках, то есть рынка как такового у него нет.

Еще около 42 млн т водорода используется в смеси с другими газами в качестве сырья или топлива при производстве тепловой и электрической энергии (производство метанола — 12 млн т, металлургия — 4 млн т смеси).

Переход же к низкоуглеродной экономике предполагает, что водород получит новые сферы применения: для накопления, хранения и доставки энергии, а также рассматривается в качестве перспективного универсального энергоносителя. Так, водород можно использовать на транспорте при условии распространения электродвигателей на топливных элементах, в энергетике — как энергоноситель, в системах накопления электроэнергии, в метано-водородных смесях и т. д.

С социально-экономической точки зрения водород рассматривается Евросоюзом как драйвер экономического роста, то есть для привлечения инвестиций. Кроме того, ожидается, что водородная энергетика к 2050 году создаст 5,4 миллиона новых рабочих мест.

Вице-премьер РФ Александр Новак отмечает, что диапазон оценок глобального спроса на водород к 2050 году колеблется в пределах от нескольких десятков до почти 700 млн тонн в год.

Сейчас водород производится в основном из газа (около 200 млрд кубометров или 2% мирового потребления) и угля (около 100 млн тонн угля, также 2% мирового спроса) — «серый» водород. Евросоюз рассчитывает в перспективе производить водород из воды методом электролиза с использованием энергии, вырабатываемой с помощью возобновляемых источников энергии (ВИЭ) — это называется «зеленый водород».

Краеугольным вопросом для развития водородной энергетики является стоимость производства «зеленого» водорода.

По оценке Российского энергетического агентства (РЭА) Минэнерго, наибольшие выбросы СО2 (14,4-25,3 кг) получаются при производстве 1 кг водорода путем газификации угля, зато стоимость его будет наименьшей ($1-1,9 за кг). Далее следует паровой риформинг метана (выбросы 10,7-16 кг, стоимость — $1-2,2 за кг).

Однако если добавить к этим двум основным текущим методам производства системы улавливания и хранения СО2, то для парового риформинга показатели станут следующими: выбросы 3-5,9 кг при стоимости $1,9-2,3/кг, а для газификации угля — выбросы 0,8-5,2 кг, а стоимость — $2,2-2,7 за кг. А водород станет классифицироваться как «голубой».

Текущие же выбросы от производства водорода путем электролиза воды в случае, если электроэнергия берется из российской энергосети, будет выше, чем при паровом риформинге метана (если будут использованы ВИЭ, то 0,5-2,5 кг выбросов СО2 на кг водорода). Стоимость выработки водорода из воды будет варьироваться от $4,6- 14,9 за кг в зависимости от источника энергии подсчитали в РЭА.

Однако заместитель начальника департамента — начальник управления «Газпрома» Александр Ишков в ходе Российско-Германского сырьевого форума призвал обратить внимание на тот факт, что массовое сжигание (окисление) водорода приведет к огромному количеству воды в атмосфере, а вода — основной парниковый газ на Земле (70-80%), то есть человечество получит обратный эффект.

Второй аспект, отметил он, при использовании водорода нельзя будет избежать утечек, как любого газа, и когда в атмосфере водород будет вступать в конкуренцию с радикалом ОН, снова будет образовываться вода, но будет накапливаться и метан. То есть, даже если прекратить использовать метан (природный газ) в энергетике, который тоже является одним из основных парниковых газов, также будет обратный результат.

Директор Института Фрица Хабера Общества Макса Планка профессор Роберт Шлёгль признал, что работа с водородом «явно будет связана с какими-то негативными последствиями, потому что невозможно представить, чтобы широкое применение какой-то одной технологии не оказывало негативного влияния».

«Надо конкретно просчитать климатическое влияние использования водорода в глобальных энергосистемах, биологических системах нашей планеты, потому что эта эйфория нового энергоносителя конечно, очень хороша, но как только мы выходим на уровень глобальных измерений — это совершенно другой вопрос. У меня тоже есть определенный вопрос в отношении того, какое количество водяных паров мы будем выбрасывать в атмосферу, какое количество свободных радикалов и т. д.», — сказал он.

«Мы действительно столкнемся с совершенно новым круговоротом веществ, который на данный момент в природе не наблюдаем, поэтому должны будем понимать, к каким последствиям это приведет. Нам необходимо будет избежать утечек водорода, потому что это газ, который обладает высокой способностью вступления в химические реакции», — подчеркнул Шлёгль.

Для транспортировки водорода к местам потребления нужны надежные системы транспортировки, поскольку это очень взрывоопасный газ — его можно транспортировать по трубам в сжиженном или компримированном виде (это потребует высокого давления и низких температур) или же в связанном состоянии (в виде аммиака или жидких органических носителей). По оценке экспертов, транспортировка занимает в среднем 30% цены.

Другой немаловажный вопрос — будет ли достаточно запасов пресной воды для производства «зеленого» водорода.

Серьезным сдерживающим фактором являются технологии улавливания, хранения, транспортировки и использования углекислого газа (CCUS). В РЭА полагают, что соляные пещеры являются наиболее конкурентоспособным способом для долгосрочного хранения СО2 (в газообразном виде), а в сжиженном или компримированном виде углерод лучше хранить на короткий срок.

Так, по расчетам, представленным РЭА на основе различных экспертных оценок, на хранение 1 кг СО2 в соляной каверне придется потратить $0,13, в сжатом виде — $0,18-0,19, в сжиженном — $0,92.

Наиболее эффективным способом производить низкоуглеродный водород в РЭА считают паровой риформинг метана, газификацию угля с использованием CCUS или электролиз воды на базе атомной энергетики — «желтый» водород.

В Европе тоже понимают, что на пути к использованию «зеленого» водорода придется воспользоваться более дешевыми и доступными источниками.

По оценке РЭА, стоимость «зеленого» водорода может упасть до цены «голубого» водорода, производимого в России, только к концу 2040-х годов, а сравняться со стоимостью «голубого» водорода из ЕС — к началу 2040-х годов. В расчетах учтен углеродный налог и постепенный его рост до примерно $150 за т к 2050 году.

По разным экспертным оценкам, стоимость электролизеров на ВИЭ благодаря снижению стоимости энергии и эффекту масштаба к 2050 году может упасть в 10 раз — с текущих $1000-1200 за кВт до $100-200 кВт, таким образом, цена «зеленого» водорода опустится ниже $2 за кг. Субсидии от правительств могут ускорить этот процесс. Так, активное субсидирование возобновляемой энергетики в Европе уже сделало возобновляемую энергию конкурентоспособной с традиционными источниками энергии.

Сейчас Евросоюз активно обсуждает возможность введения так называемого «углеродного налога». По оценке KPMG, в случае введения Евросоюзом углеродного трансграничного регулирования Россия, экспортирующая углеродосодержащую продукцию, может потерять от 225 млрд до 475 млрд рублей каждый год.

В этом смысле водород для России может стать способом для снижения углеродоемкости производимой продукции. Наиболее приоритетными отраслями для применения, считают в РЭА, здесь являются металлургия (внедрение технологии прямого восстановления железа, DRI) и химическая промышленность (использование низкоуглеродного водорода в качестве сырья при производстве аммиака и метанола). Кроме того, низкоуглеродный водород может использоваться других отраслях промышлености (стекольной, электротехнической и т. д.).

Кроме того, это может повысить шансы на привлечение «зеленого финансирования» — уже многие европейские банки отказываются предоставлять заемные средства на углеводородные проекты.

Развитие нового источника также может обеспечить энергией изолированные регионы и системы энергоснабжения.

Развивая водородную энергетику, Россия рассчитывает добиться нового технологического уровня производственной базы топливно-энергетического комплекса с обеспечением его конкурентоспособности и развить отечественные технологические компетенции в области водородной энергетики с обеспечением импортозамещения и дальнейшим переходом к экспорту технологий и промышленной продукции на зарубежные рынки.

Как заявил в ходе российско-германского сырьевого форума руководитель департамента «Энергетическая политика — тепло и эффективность» министерства экономики и энергетики ФРГ Торстен Хердан, у Евросоюза будет гигантская потребность в водороде и «в одиночку мы ее покрыть не сможем. Нам нужны партнеры, с которыми можно выстроить надежные отношения». Он отметил, что с Россией Германия не только торгует энергией, но и технологиями.

В настоящее время многие российские компании заключают соглашения о сотрудничестве с лидерами технологий в водородной энергетике.

Как заявил Александр Ишков, «Газпром» занимается научно-исследовательскими, опытно-конструкторскими и практическими вопросами получения и использования водорода уже практически 10 лет: на предприятиях компании производится более 350 тыс. т водорода для использования в технологических процессах, причем часть этого водорода является низкоуглеродным.

«Технологически „Газпром“ достаточно быстро может удовлетворить спрос на водород, который может возникнуть на рынке.

Но все большие проекты реализуются так: сначала заключается соглашение о намерениях потребителя, а под эти потребности реализуется большой коммерческий инвестпроект. Некоммерческие проекты, которые реализуются за счет бюджетов и субсидий, имеют другую подоплеку», — сказал он.

Он отметил, что у компании уже есть сотрудничество и обмен информацией с немецкими компаниями, в частности, с BASF, которая занимается технологией пиролиза метана (в процессе получается твердый углерод). «По консолидированной однозначной оценке, пиролиз метана на сегодняшний день — самая дешевая и самая нейтральная технология получения водорода. Конечно, она имеет перспективы. У „Газпрома“ есть завод, который производит углерод пиролизом метана, и эта технология — без выбросов СО2», — добавил Ишков, отметив, что пиролизом метана интересуются многие компании, в том числе американские, немецкие и голландские.

В «Росатоме» тоже идет проработка пилотных проектов, развитие отечественных технологий. «Мы предусматриваем развитие лидерских позиций в области производства водородного оборудования. Ведем активные исследования в области производства, транспортировки, хранения, потребления водорода, исследуем концепции производства низкоуглеродного водорода, при этом исходим из максимальной технологической нейтральности, параллельно развиваем технологии конверсии метана и электролизного производства, свои решения по улавливанию и утилизации углекислого газа», — сказал вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса «Русатом Оверсиз» (входит в «Росатом») Антон Москвин.

Программа реализуется и с отечественными, и зарубежными партнерами. «Сейчас у нас серьезный технологический задел, чтобы предложить конкурентоспособные решения в ближайшие годы по этим направлениям», — считает он.

Очевидно, что началась новая глобальная война за технологическое преимущество — вопрос, у кого больше хватит инвестиций. По оценкам, инвестиции в водородные проекты к 2030 году могут достигнуть $70-150 млрд, основными драйверами станут Япония, Германия, Нидерланды, Великобритания, США, Южная Корея, Китай, Сингапур, Бельгия, Дания, Норвегия и Швеция — они уже в числе стран с наиболее развитыми водородными технологиями, внедряющими их в жизнь.

Светлана Кристалинская

 

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх