"Экономика будущего должна быть экологичной", - именно такая риторика подталкивает бизнес и государства переводить на водород всё что только можно: транспорт, промышленность, энергетику. Прогнозы экспертов и планы властей разных стран рисуют картину, как водород неумолимо замещает «грязные» нефть и газ. Водородная энергетика относится к альтернативной энергетике. Водород выбран как наиболее распространенный элемент на поверхности земли и в космосе, теплота сгорания водорода наиболее высока, а продуктом сгорания в кислороде является вода, которая вновь вводится в оборот водородной энергетики.
Водород различается по цветовой градации, которая зависит от способа его выработки и углеродного следа, то есть количества вредных выбросов. Первый - «зеленый» — водород, который производится с помощью энергии из возобновляемых источников методом электролиза воды, он считается самым чистым. Также есть «голубой» — произведенный из природного газа, в этом случае углекислый газ накапливается в специальных хранилищах; «розовый/красный» — произведенный при помощи атомной энергии; «серый» водород - это тот, при производстве которого вредные выбросы уходят в атмосферу.
Из доклада Bloomberg 2020 года следует, что к 2050 году почти четверть мировой потребности в энергии будет покрываться за счёт водорода, а его цена сравняется со стоимостью природного газа. Как предсказывает Hydrogen council, к тому времени объём мирового рынка водорода достигнет $2,5 трлн (сегодня он оценивается в $150 млрд).
Себестоимость производства «зелёного» водорода — этот $3-4 за килограмм, что примерно в три раза дороже, чем «серого» ($1-2), но зато вдвое меньше, чем 10 лет назад. А поскольку стоимость ветровой и солнечной энергии продолжает падать, а экономия от масштаба производства «зелёного» водорода возрастает, он может подешеветь ещё сильнее. Если это произойдёт, «зелёный» водород может стать основным топливом будущего, пишет MIT Technology Review.
Юрий Мельников, старший аналитик по электроэнергетике Энергетического центра бизнес-школы «Сколково», пишет: «Основные водородные технологии находятся в начале кривой обучения (это линия, которая показывает рост совершенства технологии и уменьшение её стоимости по мере распространения и масштабирования. Применяются они в ограниченных масштабах, и потому дороги. Ключом к их удешевлению является глобальное масштабирование технологий — в сотни, тысячи раз — и здесь важна роль мер поддержки со стороны государств». Дмитрий Холкин, директор Инфраструктурного центра «Энерджинет», считает, что необходимо учитывать, что прохождение кривой обучения, масштабирование производства, развитие технологий со временем приближают экономическую состоятельность этих проектов. Водородный совет прогнозирует, что через 10 лет водородные производственные мощности по всему миру достигнут 6,7 млн тонн в год при стоимости $3,5–4,5, хотя еще в 2019 году прогноз по мощностям был втрое скромнее. Введение и развитие углеродного регулирования ускорит выход на коммерческую рентабельность производства «зеленого» водорода. Издержки на производство «зеленого» водорода с каждым годом снижаются и постепенно стоимость его производства приблизится к уровню «серого». Например, в 2015 г. серверы на топливных элементах компании Bloom Energy стоили $5886 за киловатт, а в III квартале 2020 г. затраты снизились до $2420 за киловатт. По оценкам руководства Bloom Energy, затраты на киловатт-час были ниже 12 центов или около средней стоимости электроэнергии в жилых домах. Стоимость серверов в дальнейшем может снижаться на 10–15% в год.
Многие страны разработали национальные водородные стратегии — в частности, Германия, Нидерланды, Франция, Норвегия, Португалия, Испания. Осенью 2020 года такой документ появился и в России. Согласно ему, экспорт водорода из России к 2024 году должен достичь 200 000 тонн, а к 2035 году вырасти уже до 2 млн тонн. Сейчас в стране производят 5 млн тонн водорода в год, но весь используют во внутреннем промышленном секторе. По планам властей, Россия через 15 лет должна получить весомое место на глобальном рынке — не менее 16%. Павел Сорокин, заместитель министра энергетики России, в 2020 году заявил, что у России есть большой потенциал в коммерциализации «зеленого» водорода, и страна попробует различные методы его производства.
Для этого планируется масштабное строительство ветропарков во всех регионах присутствия компании НОВАТЭК - крупнейшего независимого производителя природного газа в России - на Ямале, Гыдане, а также, возможно, в Мурманской области и на Камчатке. Пилотная водородная установка появится на действующем проекте «Ямал СПГ», откуда водород можно поставлять на экспорт в Европу и Азию. А потенциально самое выгодное положение для транспортировки водорода в Европу — у среднетоннажного СПГ- завода НОВАТЭКа на Балтике. Глава ИАЦ «Новая энергетика» Владимир Сидорович отмечает, что ветер на Ямале и Гыдане достаточно сильный, «уже есть большой опыт эксплуатации подобного оборудования на Аляске и в Норвегии, поэтому работа установок не должна стать большой проблемой». В России производство «зеленого» водорода также будет развиваться в рамках пилотных проектов компаний «Роснано» и «Энел Россия» в Мурманской области, «Росатома» и французской Air Liquide на Сахалине. Первыми крупными производителями «зелёного» водорода, вероятнее всего, станут «Росатом» и «Газпром». Пилотные установки компании запустят к 2024 году на базе атомных электростанций, объектах добычи газа и перерабатывающих предприятиях. Кроме того, к этому году «Росатом» должен построить опытный полигон для испытаний железнодорожного транспорта на водородных двигателях.
Рост спроса на «зелёную» энергетику угрожает бюджетным доходам страны. Будучи одним из крупнейших поставщиков угля, нефти и газа, Россия оказывается в уязвимой ситуации при падении спроса на топливо, что и показала коронавирусная весна 2020 года. Именно поэтому правительство решило начать формировать репутацию России как поставщика водорода — альтернативного энергоносителя. В целом компании, которые сейчас инвестируют в водород, движимы не столько коммерческой выгодой, сколько задачей сохранения своего бизнеса в стратегической (на горизонте 20–30 лет) перспективе, считает Юрий Мельников. По его мнению, уход от углеводородов в их привычном виде становится неизбежным — это определяется намерением ЕС и Китая стать углеродно-нейтральными к середине века. Но в России спрос на водород сейчас нулевой, поскольку страна не ставит целей по сокращению выбросов парниковых газов, добавляет Мельников. Ситуация, полагает он, может поменяться в первую очередь из-за того, что российским экспортерам в нефтегазовой отрасли, металлургии, химии неизбежно придется снижать углеродный след. Алексей Жихарев, директор Ассоциации развития возобновляемой энергетики, добавляет, что сейчас проекты водородной энергетики экономически нецелесообразны из-за высокой стоимости топлива по сравнению с традиционным. Например, энергозатраты на производство стали с использованием водорода будут в пять раз выше, чем на природном газе. Но уже в среднесрочной перспективе, по его оценке, водород будет более конкурентоспособен — как из-за ужесточения регулирования, так и в результате масштабирования технологий.
Эксперты уверены, что в России имеется потенциал развития водородной экономики, прежде всего в отношении экспортно-ориентированных предприятий, заинтересованных в снижении «углеродного следа» своей продукции, а также территорий и объектов с усложненным доступом к традиционной энергетике или с высокими требованиями по экологичности. Стратегически важно реализовывать смешанный вариант этих двух сценариев. По прогнозам специалистов, рынок поставок водорода будет развиваться по принципам, отличным от рынков нефти и газа. Политические проблемы российского водорода будут касаться в первую очередь вопросов его происхождения: надо будет доказывать приемлемый углеродный статус экспортируемого водорода, обеспечивать гарантию его происхождения. Одновременно немаловажным вопросом в политической плоскости станет использование газотранспортной инфраструктуры — магистральных газопроводов — для поставок водорода или для производства водорода «на конце трубы». Именно здесь Россия может упрочить свои политические позиции, например, с помощью наличия того же «Северного Потока – 2» и укрепить решимость Европы продолжать стратегическое энергетическое сотрудничество за счет той важной роли, которую водород может сыграть в деле построения европейцами углеродно-нейтральной экономики. Именно поэтому водород может, наоборот, стать средством снятия политической напряженности вокруг газовой инфраструктуры.
Таким образом, подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что производство зеленого водорода в России будет рентабельным, так как learning curve, или «кривая обучения», то есть коэффициент снижения себестоимости при каждом удвоении производства какой-то технологией, такой, что он позволяет говорить о том, что производство зеленого водорода в России выйдет в паритет с нефтепродуктами примерно через 5-10 лет.
Источники:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Водородная_энергетика
https://about.bnef.com/blog/hydrogen-economy-offers-promising-path-to-decarbonization/
https://hydrogencouncil.com/en/study-hydrogen-scaling-up/
https://ru.euronews.com/2020/07/08/eu-commission-hydrogen-strategy
https://minenergo.gov.ru/node/19194
https://www.kommersant.ru/doc/4521376
https://www.vedomosti.ru/ecology/characters/2021/06/02/872605-sergei-chikalov
https://bcs-express.ru/novosti-i-analitika/zelenyi-vodorod-investitsii-v-promyshlennye-gazy