Как России выйти в лидеры по производству нового вида топлива

Правительство подготовило проект Концепции развития водородной энергетики на период до конца 2024 года. Первый этап рассчитан на ближайшие три с половиной года – до 2024-го. «Он предполагает создание профильных кластеров и реализацию пилотных проектов по производству и экспорту водорода, а также применение водородных энергоносителей на внутреннем рынке», – сообщил премьер-министр РФ Михаил Мишустин на оперативном совещании с вице-премьерами. 

На следующих этапах планируется создать крупные экспортно-ориентированные производства и перейти к серийному применению водородных технологий в различных секторах экономики – от нефтехимии до жилищно-коммунального хозяйства. «Развитие водородной энергетики позволит уменьшить риски потери рынков энергоносителей и поддержать экономический рост за счет формирования новых производств, а также создания высокотехнологичных рабочих мест, экспорта продукции и технологий», – указал премьер.

У России амбициозные планы – стать мировым лидером по производству водорода к 2035 году. Об этом осенью заявил глава Минэнерго Александр Новак. Энергостратегия РФ предполагает экспорт 200 тыс. – 1 млн тонн водорода в год к 2024 году, а к 2035 году – 2-7 млн тонн в год. И эти амбиции растут не на пустом месте. Достаточно вспомнить, что первый в мире самолет с водородным двигателем был создан именно в нашей стране еще в 1980-х годах. Речь идет о самолете Ту-155, который совершил первый полет в 1988 году на криогенном топливе.

«В области водородных технологий мы не хуже других стран, поэтому нам не нужно догонять. Нам важно не потерять темп», – говорит заместитель руководителя по коммуникации Центра компетенций по технологиям новых и мобильных источников энергии Алексей Паевский.

Евросоюз – главный покупатель российских газа и нефти – намерен постепенно отказываться от углеводородов и перейти на солнечную и ветряную энергию. Однако так быстро сделать это не получится. К тому же еще не решена проблема с накоплением (хранением) энергии от ВИЭ, ведь солнце светит, а ветер дует не всегда. Водородное топливо может стать промежуточным этапом на очень долгом пути перехода мира к безуглеродной энергетике.

«Наступает эпоха низкоуглеродной энергетики, поэтому проекты по производству водорода набирают популярность. Водород – это один из самых экологически чистых видов топлива. Он обладает еще одним преимуществом – высокой степенью теплоты сгорания.

В будущем экспорт водорода может вполне потеснить по объемам нефть и газ. Правда, речь идет именно о долгосрочной перспективе, ведь пока одним из основных источников получения водорода является как раз природный газ»,

– говорит доцент кафедры экономики промышленности РЭУ имени Плеханова Олег Каленов.

Водород бывает разный: «серый», «бурый», «зеленый», «оранжевый» (или «желтый»), а также «голубой» и «бирюзовый». Почти весь производимый сейчас водород – «серый», рассказывает Паевский. Он получается паровой конверсией метана с выбросом двуокиси углерода в атмосферу (парогазовая конверсия). Примерно такой же по экологичности – «бурый», получаемый реакцией угля и воды.

«Зеленый» водород получают электролизом воды с использованием энергии ВИЭ (ветра, солнца и гидро), «оранжевый» – тем же путем, только с энергией от АЭС. «Голубой» водород получают, как и «серый», из газа, только углекислый газ в этом случае захоранивается. Наконец, «бирюзовый» получается прямым разложением метана на углерод и водород (пиролиз или крекинг природного газа).

«В России умеют получать любой водород, и выбор способа зависит от многих факторов: например, наличие избыточной электроэнергии, наличие метана и т. п. В нашем Центре и нашими партнерами созданы технологии электролизного получения водорода. В зависимости от того, откуда брать электричество, водород может быть и «зеленым», и «оранжевым». Также у нас есть технологии получения «бирюзового» водорода», – говорит Паевский.

У России имеются большие запасы газа, угля и воды, из которых можно производить водород. У нашей страны есть потенциал производства «зеленого» водорода из ГЭС и «оранжевого» из энергии АЭС, считает Владимир Горчаков, заместитель директора группы оценки рисков устойчивого развития АКРА.

Главный покупатель российских углеводородов и потенциального водорода – Евросоюз, он нацелен перейти в первую очередь на «зеленый» водород, имеющий меньший углеродный след, чем водород из газа или угля. Пока это все еще очень дорогостоящий проект: производство «зеленого» водорода обходится в три раза дороже «серого», отмечает Каленов. По данным Центра компетенции НТИ, «зеленый» водород дороже по себестоимости в пять-шесть раз. Однако мир не стоит на месте, с каждым десятилетием технологии развиваются и дешевеют. Это видно на примере строительства солнечных станций или ветряков, где стоимость проектов постепенно снижается, правда, не без государственной поддержки и льгот.

До полностью «зеленой» энергетики еще очень далеко. Даже в водородной стратегии Европы до 2050 года речь идет о том, что «зеленый» водород займет только половину рынка, вторая половина отойдет «голубому» водороду. И это на руку России, которая обладает огромными запасами газа и может стать главным поставщиком «голубого» водорода в Евросоюз. По различным оценкам к 2050 году объемы европейского рынка водорода могут превысить 150 млрд евро.

Преимущества России очевидны. Во-первых, себестоимость производства водорода из воды путем электролиза в три-шесть раз выше, чем получение водорода из природного газа, говорит Александр Тимофеев, доцент РЭУ им. Плеханова. По его данным, 68% всего водородного топлива получают из природного газа, еще 16% – из нефти, 11% – из угля и лишь 5% – это электролиз воды. Во-вторых, Россия находится близко к основным рынкам сбыта, причем не только к странам Евросоюза, но и к странам АТР, говорит Олег Каленов. Покупателями нашего водорода могут стать Китай и Япония.

Однако есть и ряд трудностей. Во-первых, технологии производства водорода пока еще слишком дорогие. Во-вторых, имеются сложности в хранении и перемещении водорода по причине низкой плотности и воспламеняемости, отмечает Каленов. Хотя и здесь у России имеются преимущества в виде наличия газопроводов, которые, вероятно, можно будет модернизировать под транспортировку водорода. Например, современный «Северный поток – 2» в перспективе можно будет использовать именно для этих целей. Трубопроводные поставки всегда были дешевле морских.

Российские нефтегазовые компании уже приступили к НИОКР в водородной энергетике. Так, «Роснефть» разработала технологию, позволяющую одновременно получать из природного и попутного нефтяного газа водород и ароматические нефтехимические продукты. «Новатэк», который занимается СПГ, уже производит водород для собственных нужд и одновременно прорабатывает варианты организации производства на своих площадках водорода для перспективных рынков.

Собственную программу по развитию водорода реализует Росатом, в частности, ведутся работы по электролизу. Компания намерена создать водородный кластер на Сахалине. В планах установить там плавучие атомные энергоблоки и производить до 100 тыс. тонн водорода в год.

На эту тему
• Российскому газу не страшна зеленая энергетика
• Россия заменит природный газ на топливо будущего
• Германия придумала «зеленую» защиту «Северного потока – 2» от США

Постепенно водород вводится в производство взамен углеродов – при производстве удобрений, в металлургии, нефтехимии. Россия активно пытается научиться делать транспорт на водороде. Так, «КамАЗ» начал заниматься водородными автобусами, группа «ГАЗ» – водородными грузовиками. А Росатом вместе с «Трансмашхолдингом» хотят на Сахалине начать выпускать поезда на водородном топливе в сотрудничестве с РЖД, которые будут их там тестировать.

«Основная проблема сейчас в том, что вся водородная энергетика пока состоит в основном из деклараций, стратегий и отдельных разработок. Всерьез нигде в мире переход на данный вид топлива не начался. Соответственно не определен конечный спрос и конфигурация этого рынка», – говорит Горчаков из АКРА.

Вторая проблема – это технологии. «В России есть все технологии, но нам их нужно развивать. Причем нам необходимо развивать не только способы получения водорода, но и способы его хранения и транспортировки, а также развивать работы по низко- и высокотемпературным топливным элементам, чтобы не отставать в применении водорода на транспорте», – заключает Паевский.