Водород по расчету
ТЕМА НОМЕРА / #8_2021
Текст: Ирина ДОРОХОВА / Иллюстрация: Влад СУРОВЕГИН / Фото: pererabotka.gazprom.ru, sakhalin.info, hygear.com
Слово «Водород» может быть признано если не главным словом года, то вторым после аббревиатуры ESG, шутят в частных беседах представители российского бизнеса. Неудивительно: в России у многих заинтересованных лиц до сих пор к водороду больше вопросов, чем ответов, и непонятно, как нашему бизнесу встроиться в мировую водородную энергетику и — шире — экономику. Предлагаем актуальный срез понимания ключевых аспектов водородной темы в России.
О водородной энергетике в публичном пространстве России впервые заговорили осенью 2020 года. Именно тогда ее стали обсуждать на крупных конференциях. К тому времени водородные стратегии разной степени проработанности были у Франции, Японии, Австралии, Норвегии, Германии, Португалии, Испании, Чили, Финляндии, а также Евросоюза в целом и Канады.
Сейчас (в начале ноября 2021 года) заинтересованные круги в России не вполне понимают, как включить водородную тему в бизнес-модели и политику. Идет накопление информации, в том числе статистической, идей, технологий и денег, формируются объединения, структурируется политика. «Текущий статус можно охарактеризовать как целеполагание и формулирование стратегии», — считает старший аналитик Центра энергетики «Московской школы управления Сколково» Юрий Мельников. В группе компаний «ИнЭнерджи» (разработчик электрохимических решений для энергетики) считают, что рынок водорода только зарождается.
Сейчас (в начале ноября 2021 года) заинтересованные круги в России не вполне понимают, как включить водородную тему в бизнес-модели и политику. Идет накопление информации, в том числе статистической, идей, технологий и денег, формируются объединения, структурируется политика. «Текущий статус можно охарактеризовать как целеполагание и формулирование стратегии», — считает старший аналитик Центра энергетики «Московской школы управления Сколково» Юрий Мельников. В группе компаний «ИнЭнерджи» (разработчик электрохимических решений для энергетики) считают, что рынок водорода только зарождается.
Сколько водорода?
Для выстраивания первичной системы координат необходимо понимать, сколько водорода производится в России. Как ни странно, внятного ответа на этот вопрос нет. Предприятия, производящие водород для собственных промышленных нужд (нефтегазовая, химическая отрасли, энергетика), не обязаны отчитываться по нему в Росстат, ведомство эти данные не собирает. Крупнейшие российские нефтегазовые компании, к которым «Атомный эксперт» обратился с вопросом об их объемах производства водорода, не ответили на него, как и на другой: сколько, по их информации, водорода производится в России.
По данным электрохимической компании «ИнЭнерджи», в России сейчас производится 4−5 млн тонн водорода; по данным консалтинговой компании «Инфомайн» — около 6 млн тонн. По информации «Сколково» — 3−5 млн тонн, «Русатом Оверсиз» (отвечает в Росатоме за коммерческие проекты по производству водорода) — около 5 млн тонн. В «Газпром ВНИИГАЗ» уверены, что в России ежегодно производится около 9,5 млн тонн водорода. Все цифры расчетные, полученные на основе норм расхода на выпускаемый продукт, поэтому можно предположить, что разброс объясняется различием методик расчета. Как бы то ни было, констатируем: точные цифры производства водорода в России неизвестны, оценки расходятся более чем втрое.
Отдельный вопрос: сколько из этого непонятного объема продается? Тут данные тоже расходятся. В «Сколково» считают, что ликвидный низкоуглеродный водород в России не производят. В «Инфомайне» утверждают, что объем товарного водорода, выпускаемого в основном электролизом, составляет около 4 тыс. тонн. В масштабах газового рынка — капля в море.
Причина отсутствия продаж водорода в России проста: до недавнего времени он не воспринимался производителями как продукт, потому что не нужен был никому, кроме самих производителей. Например, Сосногорский ГПЗ (входит в «Газпром») производит термический технический углерод пиролизом природного газа. Отправляется углерод преимущественно на экспорт — его используют для производства резин, лакокрасочных покрытий, печатных красок, пластмасс и пр. Выделяемый при пиролизе водород девять месяцев используют для отопления производственных помещений, а летом, когда их отапливать не надо, соединяют с кислородом, получая водяной пар. Водород в таком техническом процессе — побочный продукт или отход.
Актуальные цифры по производству и продажам — часть ответа на вопрос: насколько далеки российские производители от объема экспорта, заявленного в «Концепции развития водородной энергетики в Российской Федерации»? В этом документе отмечается, что «потенциальные объемы экспорта водорода из Российской Федерации на мировой рынок могут составить до 0,2 млн тонн в 2024 году, 2−12 млн тонн — в 2035 году и 15−50 млн тонн — в 2050 году, в зависимости от темпов развития мировой низкоуглеродной экономики и роста спроса на водород на мировом рынке».
Для выстраивания первичной системы координат необходимо понимать, сколько водорода производится в России. Как ни странно, внятного ответа на этот вопрос нет. Предприятия, производящие водород для собственных промышленных нужд (нефтегазовая, химическая отрасли, энергетика), не обязаны отчитываться по нему в Росстат, ведомство эти данные не собирает. Крупнейшие российские нефтегазовые компании, к которым «Атомный эксперт» обратился с вопросом об их объемах производства водорода, не ответили на него, как и на другой: сколько, по их информации, водорода производится в России.
По данным электрохимической компании «ИнЭнерджи», в России сейчас производится 4−5 млн тонн водорода; по данным консалтинговой компании «Инфомайн» — около 6 млн тонн. По информации «Сколково» — 3−5 млн тонн, «Русатом Оверсиз» (отвечает в Росатоме за коммерческие проекты по производству водорода) — около 5 млн тонн. В «Газпром ВНИИГАЗ» уверены, что в России ежегодно производится около 9,5 млн тонн водорода. Все цифры расчетные, полученные на основе норм расхода на выпускаемый продукт, поэтому можно предположить, что разброс объясняется различием методик расчета. Как бы то ни было, констатируем: точные цифры производства водорода в России неизвестны, оценки расходятся более чем втрое.
Отдельный вопрос: сколько из этого непонятного объема продается? Тут данные тоже расходятся. В «Сколково» считают, что ликвидный низкоуглеродный водород в России не производят. В «Инфомайне» утверждают, что объем товарного водорода, выпускаемого в основном электролизом, составляет около 4 тыс. тонн. В масштабах газового рынка — капля в море.
Причина отсутствия продаж водорода в России проста: до недавнего времени он не воспринимался производителями как продукт, потому что не нужен был никому, кроме самих производителей. Например, Сосногорский ГПЗ (входит в «Газпром») производит термический технический углерод пиролизом природного газа. Отправляется углерод преимущественно на экспорт — его используют для производства резин, лакокрасочных покрытий, печатных красок, пластмасс и пр. Выделяемый при пиролизе водород девять месяцев используют для отопления производственных помещений, а летом, когда их отапливать не надо, соединяют с кислородом, получая водяной пар. Водород в таком техническом процессе — побочный продукт или отход.
Актуальные цифры по производству и продажам — часть ответа на вопрос: насколько далеки российские производители от объема экспорта, заявленного в «Концепции развития водородной энергетики в Российской Федерации»? В этом документе отмечается, что «потенциальные объемы экспорта водорода из Российской Федерации на мировой рынок могут составить до 0,2 млн тонн в 2024 году, 2−12 млн тонн — в 2035 году и 15−50 млн тонн — в 2050 году, в зависимости от темпов развития мировой низкоуглеродной экономики и роста спроса на водород на мировом рынке».
Сосногорский газоперерабатывающий завод, производящий термический технический углерод из газового сырья
Внутренний рынок. Производство
Минпромторг составил «Атлас российских проектов по производству низкоуглеродного и безуглеродного водорода и аммиака» (аммиак рассматривается как наиболее удобная форма хранения и транспортировки водорода). Но, по мнению участников рынка, большую часть из них следует называть не проектами, а идеями из-за незначительной степени проработанности.
Впрочем, проекты все же есть. Среди наиболее проработанных — те, которые развивает Росатом. Один — на Сахалине (подробнее см. «Водородный кластер на Сахалине»), второй — на базе Кольской АЭС. Станция располагает около 200 МВт свободных мощностей, часть из них планируется использовать для производства водорода методом электролиза. Еще один довод в пользу Кольской станции — близость к потенциальным потребителям. Вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса «Русатом Оверсиз» Антон Москвин заявил на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021», что в 2023 году Росатом планирует запустить на Кольской АЭС стендовый испытательный комплекс.
О причастности к водородной теме заявили большинство крупнейших российских нефтегазовых компаний.
В середине октября на «Российской энергетической неделе» «Газпром» подписал с правительством РФ соглашение о намерениях «Развитие водородной энергетики и декарбонизация промышленности и транспорта на основе природного газа». Соглашение предусматривает создание дорожной карты (сейчас она рассматривается в министерствах), включающей строительство заправочных станций, пиролиз и утилизацию СО2.
ЛУКОЙЛ экспериментирует над получением водорода в пласте с использованием высоких температур и катализаторов, изучает возможность производства «голубого» водорода на Каспии.
«Роснефть» объявила, что в рамках программы углеродного менеджмента намерена добиться минимизации углеродного следа при производстве водорода, необходимого компании в технологическом процессе создания топлива стандарта Евро‑5. Правда, из релиза непонятно, будет ли компания декарбонизировать водород только для собственных нужд (около 400 тыс. тонн с учетом зарубежных активов) или займется производством «голубого» водорода еще и на продажу. Компания объявила также о том, что она разработала технологию одновременного получения водорода и ароматических углеводородов с помощью ароматизации метана.
НОВАТЭК заметно активизировался в 2021 году и за полгода подписал три соглашения по водороду. С германской энергокомпанией Uniper НОВАТЭК подписал меморандум о взаимопонимании, аккуратно обозначив его цели: «Изучение и оценка возможностей развития производственно-сбытовой цепочки поставок водорода». Два других соглашения — проекты внутренней декарбонизации производства. С TotalEnergies компания займется развитием технологий и закачки СО2, использованием ВИЭ и водородного топлива. С «Северсталью» НОВАТЭК подписал меморандум, в рамках которого стороны займутся разработкой требований, стандартов и инжиниринговых решений для производства и поставки трубопроводов, турбин, систем хранения и емкостей для транспортировки водорода. В этом соглашении «Северсталь» — не столько потребитель водорода, сколько поставщик металлопродукции для НОВАТЭКа.
«Сургутнефтегаз» пока публично о своих планах в водородной энергетике не объявил, но представителей на профильные конференции компания отправляет.
Минпромторг составил «Атлас российских проектов по производству низкоуглеродного и безуглеродного водорода и аммиака» (аммиак рассматривается как наиболее удобная форма хранения и транспортировки водорода). Но, по мнению участников рынка, большую часть из них следует называть не проектами, а идеями из-за незначительной степени проработанности.
Впрочем, проекты все же есть. Среди наиболее проработанных — те, которые развивает Росатом. Один — на Сахалине (подробнее см. «Водородный кластер на Сахалине»), второй — на базе Кольской АЭС. Станция располагает около 200 МВт свободных мощностей, часть из них планируется использовать для производства водорода методом электролиза. Еще один довод в пользу Кольской станции — близость к потенциальным потребителям. Вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса «Русатом Оверсиз» Антон Москвин заявил на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021», что в 2023 году Росатом планирует запустить на Кольской АЭС стендовый испытательный комплекс.
О причастности к водородной теме заявили большинство крупнейших российских нефтегазовых компаний.
В середине октября на «Российской энергетической неделе» «Газпром» подписал с правительством РФ соглашение о намерениях «Развитие водородной энергетики и декарбонизация промышленности и транспорта на основе природного газа». Соглашение предусматривает создание дорожной карты (сейчас она рассматривается в министерствах), включающей строительство заправочных станций, пиролиз и утилизацию СО2.
ЛУКОЙЛ экспериментирует над получением водорода в пласте с использованием высоких температур и катализаторов, изучает возможность производства «голубого» водорода на Каспии.
«Роснефть» объявила, что в рамках программы углеродного менеджмента намерена добиться минимизации углеродного следа при производстве водорода, необходимого компании в технологическом процессе создания топлива стандарта Евро‑5. Правда, из релиза непонятно, будет ли компания декарбонизировать водород только для собственных нужд (около 400 тыс. тонн с учетом зарубежных активов) или займется производством «голубого» водорода еще и на продажу. Компания объявила также о том, что она разработала технологию одновременного получения водорода и ароматических углеводородов с помощью ароматизации метана.
НОВАТЭК заметно активизировался в 2021 году и за полгода подписал три соглашения по водороду. С германской энергокомпанией Uniper НОВАТЭК подписал меморандум о взаимопонимании, аккуратно обозначив его цели: «Изучение и оценка возможностей развития производственно-сбытовой цепочки поставок водорода». Два других соглашения — проекты внутренней декарбонизации производства. С TotalEnergies компания займется развитием технологий и закачки СО2, использованием ВИЭ и водородного топлива. С «Северсталью» НОВАТЭК подписал меморандум, в рамках которого стороны займутся разработкой требований, стандартов и инжиниринговых решений для производства и поставки трубопроводов, турбин, систем хранения и емкостей для транспортировки водорода. В этом соглашении «Северсталь» — не столько потребитель водорода, сколько поставщик металлопродукции для НОВАТЭКа.
«Сургутнефтегаз» пока публично о своих планах в водородной энергетике не объявил, но представителей на профильные конференции компания отправляет.
Внутренний рынок. Потребление
Среди крупнейших потребителей водорода традиционно называют транспорт, металлургию и в целом промышленность, которая может использовать водород для отопления и электроснабжения производственных мощностей.
Пока в в общественном и личном транспорте России готовых к запуску проектов нет. Водоробус, созданный «КамАЗом», существует в пилотном исполнении. Версия автомобиля Aurus на топливных элементах — тоже. РБК со ссылкой на главу «Ростеха» Сергея Чемезова сообщил, что в течение года будут проходить испытания водоробуса, а параллельно — готовиться зарядная инфраструктура. На вопросы о перспективах Aurus и сетей заправок для них компания «НАМИ», в структуру которой входит производитель автомобиля — компания «Аурус», — не ответила.
Водородные поезда для Сахалина «Трансмашхолдинг» должен изготовить к 2024 году.
Некоторые промышленные компании обдумывают перевод на водород своего пассажирского или грузового транспорта. Так, операционный директор ЕN+ Вячеслав Соломин сообщил «Атомному эксперту», что компания делает расчеты для пилотного проекта: планирует перевести на водородное топливо городские автобусы для перевозки персонала в Красноярске. Водород будет производиться электролизом на Красноярской ГЭС, входящей в структуру ЕN+. После реализации проекта появится база для переговоров с властями Красноярского края о масштабировании использования водоробусов.
В металлургии о переходе с природного газа на водород для использования в технологическом процессе пока объявил только «Металлоинвест». Водород — часть декарбонизации. К 2035 году компания планирует снизить выбросы на 77% (сейчас на Оскольском электрометаллургическом комбинате — 1,3 тонны СО2 на 1 тонну жидкой стали). Директор по стратегии, слияниям и поглощениям «Металлоинвеста» Юрий Гаврилов заявил на «Российской энергетической неделе», что компания изучает поставки «голубого» водорода для производства прямовосстановленного и горячебрикетированного железа, и для компании важно четко понимать, как будут происходить улавливание и хранение СО2. «Исходим из того, что, скорее всего, будет электролиз на низкоуглеродной энергии, поставляемой от атомных электростанций», — подытожил Ю. Гаврилов. По его словам, уже ведутся предпроектные исследования. Напомним, «Металлоинвест» подписал с «Русатом Оверсиз» и Air Liquid меморандум о взаимопонимании в июне 2021 года.
«Евраз» и НЛМК от ответов на вопросы «Атомного эксперта» о перспективах участия в водородных проектах воздержались. «Северсталь», как отмечалось выше, по-видимому, водород в своем производстве использовать не планирует, но готова быть поставщиком.
В. Соломин сообщил, что EN+ рассматривает различные варианты декарбонизации, и водород — один из возможных. Например, для Ачинского глиноземного завода энергию поставляет угольная ТЭЦ. И ее планируют перевести сначала на газ, а потом уже решать, ставить электрокотлы или использовать водород. «Надо смотреть: либо использовать водород самим, либо экспортировать — каждый раз вы проходите эту развилку», — отметил В. Соломин.
Сахалинская область с проектом водородного кластера — потребитель, но в пилотном объеме. «У нас никогда не будет миллиона водородных автомобилей, потому что у нас всего 485 тыс. жителей», — заявил замминистра цифрового и технологического развития Сахалинской области Евгений Гетц.
Использование водорода для отопления если и обсуждается, то нечасто.
Большинство опрошенных участников российского рынка затруднились обозначить перспективы внутреннего спроса.
Таким образом, можно с достаточной степенью уверенности утверждать, что российский спрос на водород только формируется и в лучшем случае находится на стадии расчетов. Потенциальные производители, со своей стороны, ждут спроса, чтобы наращивать производство. Представители «Сургутнефтегаза» заявили, что, если к ним «сегодня» обратится крупная металлургическая компания с заявкой на водород, то уже «завтра» они будут готовы включить установку для его производства. Мол, Siemens поставить эту установку тоже готов.
Для сравнения: инвестфонды Саудовской Аравии, по-видимому, создают потребителей сами —вкладываются в проекты по использованию водорода в Европе.
Среди крупнейших потребителей водорода традиционно называют транспорт, металлургию и в целом промышленность, которая может использовать водород для отопления и электроснабжения производственных мощностей.
Пока в в общественном и личном транспорте России готовых к запуску проектов нет. Водоробус, созданный «КамАЗом», существует в пилотном исполнении. Версия автомобиля Aurus на топливных элементах — тоже. РБК со ссылкой на главу «Ростеха» Сергея Чемезова сообщил, что в течение года будут проходить испытания водоробуса, а параллельно — готовиться зарядная инфраструктура. На вопросы о перспективах Aurus и сетей заправок для них компания «НАМИ», в структуру которой входит производитель автомобиля — компания «Аурус», — не ответила.
Водородные поезда для Сахалина «Трансмашхолдинг» должен изготовить к 2024 году.
Некоторые промышленные компании обдумывают перевод на водород своего пассажирского или грузового транспорта. Так, операционный директор ЕN+ Вячеслав Соломин сообщил «Атомному эксперту», что компания делает расчеты для пилотного проекта: планирует перевести на водородное топливо городские автобусы для перевозки персонала в Красноярске. Водород будет производиться электролизом на Красноярской ГЭС, входящей в структуру ЕN+. После реализации проекта появится база для переговоров с властями Красноярского края о масштабировании использования водоробусов.
В металлургии о переходе с природного газа на водород для использования в технологическом процессе пока объявил только «Металлоинвест». Водород — часть декарбонизации. К 2035 году компания планирует снизить выбросы на 77% (сейчас на Оскольском электрометаллургическом комбинате — 1,3 тонны СО2 на 1 тонну жидкой стали). Директор по стратегии, слияниям и поглощениям «Металлоинвеста» Юрий Гаврилов заявил на «Российской энергетической неделе», что компания изучает поставки «голубого» водорода для производства прямовосстановленного и горячебрикетированного железа, и для компании важно четко понимать, как будут происходить улавливание и хранение СО2. «Исходим из того, что, скорее всего, будет электролиз на низкоуглеродной энергии, поставляемой от атомных электростанций», — подытожил Ю. Гаврилов. По его словам, уже ведутся предпроектные исследования. Напомним, «Металлоинвест» подписал с «Русатом Оверсиз» и Air Liquid меморандум о взаимопонимании в июне 2021 года.
«Евраз» и НЛМК от ответов на вопросы «Атомного эксперта» о перспективах участия в водородных проектах воздержались. «Северсталь», как отмечалось выше, по-видимому, водород в своем производстве использовать не планирует, но готова быть поставщиком.
В. Соломин сообщил, что EN+ рассматривает различные варианты декарбонизации, и водород — один из возможных. Например, для Ачинского глиноземного завода энергию поставляет угольная ТЭЦ. И ее планируют перевести сначала на газ, а потом уже решать, ставить электрокотлы или использовать водород. «Надо смотреть: либо использовать водород самим, либо экспортировать — каждый раз вы проходите эту развилку», — отметил В. Соломин.
Сахалинская область с проектом водородного кластера — потребитель, но в пилотном объеме. «У нас никогда не будет миллиона водородных автомобилей, потому что у нас всего 485 тыс. жителей», — заявил замминистра цифрового и технологического развития Сахалинской области Евгений Гетц.
Использование водорода для отопления если и обсуждается, то нечасто.
Большинство опрошенных участников российского рынка затруднились обозначить перспективы внутреннего спроса.
Таким образом, можно с достаточной степенью уверенности утверждать, что российский спрос на водород только формируется и в лучшем случае находится на стадии расчетов. Потенциальные производители, со своей стороны, ждут спроса, чтобы наращивать производство. Представители «Сургутнефтегаза» заявили, что, если к ним «сегодня» обратится крупная металлургическая компания с заявкой на водород, то уже «завтра» они будут готовы включить установку для его производства. Мол, Siemens поставить эту установку тоже готов.
Для сравнения: инвестфонды Саудовской Аравии, по-видимому, создают потребителей сами —вкладываются в проекты по использованию водорода в Европе.
Внешний рынок. Потребление
Водородный рынок пришел в Россию как экспортная идея. О готовности покупать водород заявляют представители Германии и стран АТР. Однако с развитием рынка, особенно в Европе, может оказаться, что российский водород ждут далеко не везде. «Тем, кто сейчас не запрыгнет в этот уходящий водородный поезд, очень сложно будет попасть в него потом, потому что многие страны развивают собственное производство.
В Европе, например, только страны в коридоре от Германии до Италии готовы импортировать водород. Все остальные заявляют, что им это не нужно. Свои проекты есть у Испании. В Великобритании есть ветряки, эта страна заявила, что станет „Катаром водорода“ и ей достаточно будет своих мощностей. И так далее. Поэтому бизнесу важно не ошибиться как с расположением проекта, так и с источником энергии, и с продуктом, который в итоге будет транспортироваться (водород или „зеленый“ аммиак)», — сказал «Атомному эксперту» управляющий партнер, H2Transition Capital LLP Артем Матюшок. Его инвестфонд вкладывается во все компоненты цепочки стоимости: и в производство, и в потребление. Компания инвестирует в проект, расположенный в Великобритании рядом с крупным ветропарком и мегаполисом, на соляном пласте, куда при необходимости можно будет закачивать водород. Также она инвестирует в крупный логистический центр, намеренный оснащать водородными элементами фуры.
Другие эксперты также подтверждают, что Европа после 2030 года будет производить большое количество водорода и принципиально ориентирована на внутреннее производство. Одна из озвученных причин — раздражение европейских политиков зависимостью от поставок газа. Любопытно, что геополитику в Японии, напротив, называют основанием для импорта водорода.
Водородный рынок пришел в Россию как экспортная идея. О готовности покупать водород заявляют представители Германии и стран АТР. Однако с развитием рынка, особенно в Европе, может оказаться, что российский водород ждут далеко не везде. «Тем, кто сейчас не запрыгнет в этот уходящий водородный поезд, очень сложно будет попасть в него потом, потому что многие страны развивают собственное производство.
В Европе, например, только страны в коридоре от Германии до Италии готовы импортировать водород. Все остальные заявляют, что им это не нужно. Свои проекты есть у Испании. В Великобритании есть ветряки, эта страна заявила, что станет „Катаром водорода“ и ей достаточно будет своих мощностей. И так далее. Поэтому бизнесу важно не ошибиться как с расположением проекта, так и с источником энергии, и с продуктом, который в итоге будет транспортироваться (водород или „зеленый“ аммиак)», — сказал «Атомному эксперту» управляющий партнер, H2Transition Capital LLP Артем Матюшок. Его инвестфонд вкладывается во все компоненты цепочки стоимости: и в производство, и в потребление. Компания инвестирует в проект, расположенный в Великобритании рядом с крупным ветропарком и мегаполисом, на соляном пласте, куда при необходимости можно будет закачивать водород. Также она инвестирует в крупный логистический центр, намеренный оснащать водородными элементами фуры.
Другие эксперты также подтверждают, что Европа после 2030 года будет производить большое количество водорода и принципиально ориентирована на внутреннее производство. Одна из озвученных причин — раздражение европейских политиков зависимостью от поставок газа. Любопытно, что геополитику в Японии, напротив, называют основанием для импорта водорода.
Водородный кластер на Сахалине
Один из наиболее проработанных отечественных проектов — Сахалинский водородный кластер. Его задача-максимум — создать российский пример водородной экономики.
В рамках проекта Росатом в партнерстве с региональной администрацией, «Газпром нефтью» и Air Liquid прорабатывают проект производства, хранения, локального потребления и экспортных поставок «голубого» водорода (с улавливанием и захоронением углекислого газа). Проект находится на стадии создания ТЭО. Один из вопросов, ответ на который еще уточняется, — в каком виде поставлять водород потребителю: сжиженном или в форме аммиака. Экспортировать водород планируют в страны АТР (прежде всего в Корею и Японию).
Второй проект — организация железнодорожного сообщения с использованием поездов на водородных топливных элементах. Его участники — РЖД, «Трансмашхолдинг», Росатом и администрация Сахалинской области. ТЭО проекта положительное, в сентябре 2021 года стороны подписали соглашение о переходе на инвестиционный этап. Предполагается производство семи поездов и двух заправочных комплексов. Водород может использоваться как «голубой», так и «зеленый», технология будет уточняться. «Проект имеет хорошие возможности для масштабирования, в Российской Федерации большие территории, где железные дороги не охвачены электрификацией», — заявил на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса «Русатом Оверсиз» Антон Москвин.
По предварительным данным, объем производства водорода на Сахалине может составить 30−100 тыс. тонн в год.
Кроме того, «Русатом Оверсиз» подписал меморандум о взаимопонимании с «Корпорацией развития Дальнего Востока и Арктики», «Корпорацией развития Сахалинской области» и «КамАЗом». Стороны изучат возможность совместного участия в проекте создания на Сахалине парка транспортных средств, работающих на водородном топливе.
В рамках проекта Росатом в партнерстве с региональной администрацией, «Газпром нефтью» и Air Liquid прорабатывают проект производства, хранения, локального потребления и экспортных поставок «голубого» водорода (с улавливанием и захоронением углекислого газа). Проект находится на стадии создания ТЭО. Один из вопросов, ответ на который еще уточняется, — в каком виде поставлять водород потребителю: сжиженном или в форме аммиака. Экспортировать водород планируют в страны АТР (прежде всего в Корею и Японию).
Второй проект — организация железнодорожного сообщения с использованием поездов на водородных топливных элементах. Его участники — РЖД, «Трансмашхолдинг», Росатом и администрация Сахалинской области. ТЭО проекта положительное, в сентябре 2021 года стороны подписали соглашение о переходе на инвестиционный этап. Предполагается производство семи поездов и двух заправочных комплексов. Водород может использоваться как «голубой», так и «зеленый», технология будет уточняться. «Проект имеет хорошие возможности для масштабирования, в Российской Федерации большие территории, где железные дороги не охвачены электрификацией», — заявил на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса «Русатом Оверсиз» Антон Москвин.
По предварительным данным, объем производства водорода на Сахалине может составить 30−100 тыс. тонн в год.
Кроме того, «Русатом Оверсиз» подписал меморандум о взаимопонимании с «Корпорацией развития Дальнего Востока и Арктики», «Корпорацией развития Сахалинской области» и «КамАЗом». Стороны изучат возможность совместного участия в проекте создания на Сахалине парка транспортных средств, работающих на водородном топливе.
Фокус в оборудовании
В водородной экономике сам водород — не главный товар, а его производство и потребление — не самый большой рынок, уверен заместитель гендиректора по развитию «Черноморнефтегаза» Владимир Полунин. По его словам, 60−70% всех денег водородной экономики будут находиться в рынке оборудования. Это электролизеры разных видов, оборудование для транспортировки, установки для конверсии метана, производства аммиака и разделения его на водород и азот, заправки, топливные элементы, а также различные компрессоры, трубы, насосы и иные комплектующие и агрегаты. Общую емкость рынка, связанного с водородом, Bank of America оценил в $ 11 трлн к 2050 году. Из них $ 2,5 трлн — прямой доход от продаж водорода, а еще $ 4,5 трлн — оборудование и устройства (например, те же водородные автомобили).
Собственного оборудования для водородной экономики в России производят недостаточно как по числу наименований, так и по объему выпуска. Его надо импортировать или разрабатывать. Второе — как минимум долго. И если главным критерием начала поставок станет как можно более ранний старт, то Россия, прежде чем стать экспортером водорода, станет импортером оборудования.
«Все масштабное производство водорода [работает] на импортных технологиях, если мы говорим о риформинге», — заявил на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» гендиректор «Газпром водорода» Константин Романов. Представители «Роснефти» в кулуарах подтвердили, что при увеличении производства водорода установки для паровой конверсии метана (то же, что паровой риформинг) придется импортировать.
Кроме того, на некоторые виды оборудования спрос превышает предложение. По данным «Русатом Оверсиз», озвученным на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021», производство электролизеров сильно ограничено производственными возможностями существующих предприятий. Проблемы есть и с поставками ключевых комплектующих, например мембран. Известные инвестиционные программы пока не дают оснований говорить о том, что рост производства окажется соразмерным росту спроса.
Зарубежные производители оборудования подтверждают, что к ним выстраивается очередь. Максим Артемьев, региональный менеджер Nel Hydrogen в странах Восточной Европы и СНГ, сообщил, что, например, график подразделения по производству водородных заправок заполнен заказами из стран Северной Европы, США и Южной Кореи: «Это свидетельствует о том, как стремительно — прежде всего в Южной Корее — развивается повестка водородных заправок».
В водородной экономике сам водород — не главный товар, а его производство и потребление — не самый большой рынок, уверен заместитель гендиректора по развитию «Черноморнефтегаза» Владимир Полунин. По его словам, 60−70% всех денег водородной экономики будут находиться в рынке оборудования. Это электролизеры разных видов, оборудование для транспортировки, установки для конверсии метана, производства аммиака и разделения его на водород и азот, заправки, топливные элементы, а также различные компрессоры, трубы, насосы и иные комплектующие и агрегаты. Общую емкость рынка, связанного с водородом, Bank of America оценил в $ 11 трлн к 2050 году. Из них $ 2,5 трлн — прямой доход от продаж водорода, а еще $ 4,5 трлн — оборудование и устройства (например, те же водородные автомобили).
Собственного оборудования для водородной экономики в России производят недостаточно как по числу наименований, так и по объему выпуска. Его надо импортировать или разрабатывать. Второе — как минимум долго. И если главным критерием начала поставок станет как можно более ранний старт, то Россия, прежде чем стать экспортером водорода, станет импортером оборудования.
«Все масштабное производство водорода [работает] на импортных технологиях, если мы говорим о риформинге», — заявил на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» гендиректор «Газпром водорода» Константин Романов. Представители «Роснефти» в кулуарах подтвердили, что при увеличении производства водорода установки для паровой конверсии метана (то же, что паровой риформинг) придется импортировать.
Кроме того, на некоторые виды оборудования спрос превышает предложение. По данным «Русатом Оверсиз», озвученным на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021», производство электролизеров сильно ограничено производственными возможностями существующих предприятий. Проблемы есть и с поставками ключевых комплектующих, например мембран. Известные инвестиционные программы пока не дают оснований говорить о том, что рост производства окажется соразмерным росту спроса.
Зарубежные производители оборудования подтверждают, что к ним выстраивается очередь. Максим Артемьев, региональный менеджер Nel Hydrogen в странах Восточной Европы и СНГ, сообщил, что, например, график подразделения по производству водородных заправок заполнен заказами из стран Северной Европы, США и Южной Кореи: «Это свидетельствует о том, как стремительно — прежде всего в Южной Корее — развивается повестка водородных заправок».
Маломасштабные системы производства водорода компании HyGear
В ситуации дефицита импорта критерий «быстро» работает хуже, поэтому форсированные локальные разработки получают шанс занять долю как внутреннего, так и — в идеале — внешнего рынка.
Росатом на рынке оборудования для водородной экономики позиционирует себя в качестве разработчика решений для всех этапов существования водорода, от производства до потребления. В госкорпорации есть исторические компетенции по созданию технологий для каждого из них. Например, топливные элементы как для стационарного применения, так и для транспорта. Напомним, именно на предприятиях атомной отрасли их создали для многоразового космического корабля «Буран». Также Росатом обоснованно претендует на роль создателя инфраструктуры, производителя заправочных комплексов и решений по доставке водорода до заправок.
Для транспортировки водорода госкорпорация намерена производить композитные баллоны. Umatex (входит в Росатом) — крупнейший в России производитель композитных материалов и изделий из них.
В плане производства водорода Росатом работает над созданием электролизеров с уникальной анионообменной мембраной (подробнее см. «Виды электролизеров»). Кроме того, ГК планирует использовать для производства водорода высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР). Предполагается, что решение по ним будет принято ближе к 2030 году.
Также Росатом намерен предлагать свои услуги в сегменте инжиниринга и сервиса.
Наконец, есть еще одна возможность, которую в буквальном смысле открывают для себя нефтегазовые компании. Традиционно для работы нефтегазового оборудования используются энергоносители, которые добывает компания. Однако с учетом нового тренда — декарбонизации — нефтегазовые компании смогут вырабатывать электроэнергию, не только сжигая углеводороды, но и на АЭС. Точнее, АСММ. Такой вариант уже прорабатывается. Для якутского проекта по производству СПГ компании «Глобалтэк» «Атомэнергомаш» уже начал разрабатывать плавучую АСММ на базе реактора РИТМ‑400. А в кулуарах конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» представитель «Сургутнефтегаза» озвучил идею использования АСММ для энергоснабжения установок по конверсии метана.
Росатом на рынке оборудования для водородной экономики позиционирует себя в качестве разработчика решений для всех этапов существования водорода, от производства до потребления. В госкорпорации есть исторические компетенции по созданию технологий для каждого из них. Например, топливные элементы как для стационарного применения, так и для транспорта. Напомним, именно на предприятиях атомной отрасли их создали для многоразового космического корабля «Буран». Также Росатом обоснованно претендует на роль создателя инфраструктуры, производителя заправочных комплексов и решений по доставке водорода до заправок.
Для транспортировки водорода госкорпорация намерена производить композитные баллоны. Umatex (входит в Росатом) — крупнейший в России производитель композитных материалов и изделий из них.
В плане производства водорода Росатом работает над созданием электролизеров с уникальной анионообменной мембраной (подробнее см. «Виды электролизеров»). Кроме того, ГК планирует использовать для производства водорода высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР). Предполагается, что решение по ним будет принято ближе к 2030 году.
Также Росатом намерен предлагать свои услуги в сегменте инжиниринга и сервиса.
Наконец, есть еще одна возможность, которую в буквальном смысле открывают для себя нефтегазовые компании. Традиционно для работы нефтегазового оборудования используются энергоносители, которые добывает компания. Однако с учетом нового тренда — декарбонизации — нефтегазовые компании смогут вырабатывать электроэнергию, не только сжигая углеводороды, но и на АЭС. Точнее, АСММ. Такой вариант уже прорабатывается. Для якутского проекта по производству СПГ компании «Глобалтэк» «Атомэнергомаш» уже начал разрабатывать плавучую АСММ на базе реактора РИТМ‑400. А в кулуарах конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» представитель «Сургутнефтегаза» озвучил идею использования АСММ для энергоснабжения установок по конверсии метана.
Виды электролизеров
- с щелочным электролитом. КПД ~70%. Наиболее распространенная технология;
- низкотемпературные твердополимерные. КПД более 80%. Наиболее эффективная технология, выгодная технологически и экономически. Водород высокого качества;
- высокотемпературные твердооксидные. КПД более 90%. Перспективная, но недостаточно разработанная технология (TRL 4−5, есть опытные образцы).
По оценкам участников рынка, быстрее всего Россия сможет наладить производство электролизеров и топливных элементов.
В РФ для производства водорода ранее изготавливали щелочные электролизеры на «Уралхиммаше». Однако постепенно их вытеснили зарубежные производители, чьи электролизеры были лучше сконструированы и обладали меньшими габаритами. Щелочные электролизеры в России сейчас производит ИФТИ. Ученые МЭИ также предложили проект восстановления и модернизации технологии щелочных электролизных систем.
Твердополимерные электролизеры в России освоила компания «Поликом». Правда, она создает их, используя импортные комплектующие.
Вклад в развитие электролизных технологий вносит и Росатом. В «Центротехе» (Новоуральск, Свердловская область) разрабатывают электролизеры с анионообменной мембраной. Ее отличие от известных рынку электролизеров с протонообменной мембраной заключается в том, что через протонообменную мембрану проходят протоны Н+, а через анионообменную — группа ОН-.
Правовая рамка
В России политика в области водорода определяется Концепцией развития водородной энергетики в Российской Федерации, Стратегией социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года, а также частично — Концепцией по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года.
Законодательства, регламентирующего обращение с водородом, пока нет, и оно не обсуждается. Это подтвердили «Атомному эксперту» в профильном комитете Госдумы.
В области техрегламентов обращение с водородом регламентируется в рамках более общих документов: «Правила безопасности химически опасных производственных объектов», «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», «Правила безопасного ведения газоопасных, огневых и ремонтных работ».
Для регламентирования производства водорода в атомной отрасли запланирована разработка новых нормативных правовых актов в области использования атомной энергии взамен «Правил обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции», «Требований к содержанию отчета по обоснованию безопасности атомных станций с реакторами на быстрых нейтронах» и «Основных требований к тепловыделяющим элементам и тепловыделяющим сборкам с уран-плутониевым (МОКС) топливом для атомных станций».
При отсутствии разработанной законодательной базы можно применить экспериментальный правовой режим. В частности, на Сахалине предлагают использовать федеральный закон № 258 «Об экспериментальных правовых режимах в сфере цифровых инноваций в Российской Федерации» — «правовую песочницу».
Помимо регулирования обращения с водородом возникает немало вопросов об определениях и классификациях. Например, чем теперь будет аммиак — химической продукцией или энергоносителем? От этого зависят код внешнеэкономической деятельности и налогообложение, а также правила получения разрешений на строительство и эксплуатацию промышленных объектов, например, тех же трубопроводов. Еще вопрос: чем считать природный газ, в который подмешано до 20% водорода — с учетом того, что такой газ менее калориен? Ответа пока нет. По существующим стандартам, концентрация водорода в природном газе не должна превышать 0,5%.
Для развития водородного транспорта важно, останется ли водород опасным веществом. Если да, физическое лицо не будет иметь право заправлять им свой автомобиль. Начальник Лаборатории водородных технологий (Газпром ВНИИГАЗ) Андрей Михайлов предлагает вывести водород в отдельную категорию, но признаёт, что проблема требований к аммиаку и метанолу остаётся, в том числе по определению степени их экологичности.
Согласно экспертным оценкам, для создания нормативно-правовой базы по водороду потребуется несколько лет.
В России политика в области водорода определяется Концепцией развития водородной энергетики в Российской Федерации, Стратегией социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года, а также частично — Концепцией по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года.
Законодательства, регламентирующего обращение с водородом, пока нет, и оно не обсуждается. Это подтвердили «Атомному эксперту» в профильном комитете Госдумы.
В области техрегламентов обращение с водородом регламентируется в рамках более общих документов: «Правила безопасности химически опасных производственных объектов», «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», «Правила безопасного ведения газоопасных, огневых и ремонтных работ».
Для регламентирования производства водорода в атомной отрасли запланирована разработка новых нормативных правовых актов в области использования атомной энергии взамен «Правил обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции», «Требований к содержанию отчета по обоснованию безопасности атомных станций с реакторами на быстрых нейтронах» и «Основных требований к тепловыделяющим элементам и тепловыделяющим сборкам с уран-плутониевым (МОКС) топливом для атомных станций».
При отсутствии разработанной законодательной базы можно применить экспериментальный правовой режим. В частности, на Сахалине предлагают использовать федеральный закон № 258 «Об экспериментальных правовых режимах в сфере цифровых инноваций в Российской Федерации» — «правовую песочницу».
Помимо регулирования обращения с водородом возникает немало вопросов об определениях и классификациях. Например, чем теперь будет аммиак — химической продукцией или энергоносителем? От этого зависят код внешнеэкономической деятельности и налогообложение, а также правила получения разрешений на строительство и эксплуатацию промышленных объектов, например, тех же трубопроводов. Еще вопрос: чем считать природный газ, в который подмешано до 20% водорода — с учетом того, что такой газ менее калориен? Ответа пока нет. По существующим стандартам, концентрация водорода в природном газе не должна превышать 0,5%.
Для развития водородного транспорта важно, останется ли водород опасным веществом. Если да, физическое лицо не будет иметь право заправлять им свой автомобиль. Начальник Лаборатории водородных технологий (Газпром ВНИИГАЗ) Андрей Михайлов предлагает вывести водород в отдельную категорию, но признаёт, что проблема требований к аммиаку и метанолу остаётся, в том числе по определению степени их экологичности.
Согласно экспертным оценкам, для создания нормативно-правовой базы по водороду потребуется несколько лет.
Сырье и себестоимость производства водорода в мире
«Желто-зеленая» дискриминация
Приемлемость атомного водорода — один из дискуссионных вопросов. В Европе его пока отделили от возобновляемых источников энергии (ВИЭ), «зеленым» не считают и называют то «желтым», то «пурпурным». Проекты производства водорода электролизом на АЭС не попадают в программы поддержки для «зеленого» водорода и, как следствие, менее интересны потребителям и инвесторам, ориентирующимся на правила игры, заявленные Евросоюзом и властями некоторых европейских стран. Впрочем, даже в Европе нет единой позиции относительно статуса атомной энергетики. Президент Франции Эммануэль Макрон в середине октября анонсировал строительство двух гигафабрик по производству водорода с использованием атомной энергетики, назвав этот водород «зеленым».
Практически во всех других регионах мира подход к атому недискриминационный. В странах АТР придерживаются технологической нейтральности. Главное — отсутствие выбросов. В США на АЭС «Дэвид Бесс» также запланировали демонстрационный проект по производству водорода уже в 2023 году.
Принципа технологической нейтральности в оценке безуглеродности придерживаются и поставщики оборудования. Один из примеров: в презентации инженера по разработке продуктов Technip Benelux (занимается проектированием и строительством установок в нефтегазовой и нефтехимической отраслях) Яна-Яапа Рихмана на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» изображение атома соседствовало с изображениями ветроустановки и солнечной панели.
Приемлемость атомного водорода — один из дискуссионных вопросов. В Европе его пока отделили от возобновляемых источников энергии (ВИЭ), «зеленым» не считают и называют то «желтым», то «пурпурным». Проекты производства водорода электролизом на АЭС не попадают в программы поддержки для «зеленого» водорода и, как следствие, менее интересны потребителям и инвесторам, ориентирующимся на правила игры, заявленные Евросоюзом и властями некоторых европейских стран. Впрочем, даже в Европе нет единой позиции относительно статуса атомной энергетики. Президент Франции Эммануэль Макрон в середине октября анонсировал строительство двух гигафабрик по производству водорода с использованием атомной энергетики, назвав этот водород «зеленым».
Практически во всех других регионах мира подход к атому недискриминационный. В странах АТР придерживаются технологической нейтральности. Главное — отсутствие выбросов. В США на АЭС «Дэвид Бесс» также запланировали демонстрационный проект по производству водорода уже в 2023 году.
Принципа технологической нейтральности в оценке безуглеродности придерживаются и поставщики оборудования. Один из примеров: в презентации инженера по разработке продуктов Technip Benelux (занимается проектированием и строительством установок в нефтегазовой и нефтехимической отраслях) Яна-Яапа Рихмана на конференции «Водород. Россия и СНГ — 2021» изображение атома соседствовало с изображениями ветроустановки и солнечной панели.
Потенциал локализации производства водорода в России
Транспортировка
Этот сегмент рынка считается одним из наиболее проблематичных.
Существуют три основных способа транспортировки водорода: в сжиженном виде, в виде аммиака и в качестве добавки к природному газу.
К. Романов отметил, что на азиатских рынках идет смещение к транспортировке и использованию аммиака, более стабильному и потому более безопасному. Однако для разделения аммиака на водород и азот необходимы специальные установки, а это дополнительные инвестиции. В противном случае возникает риск выбросов оксидов азота, относящихся к парниковым газам.
Идею подмешивать водород к природному газу в существующей газотранспортной сети активно продвигали в Европе. Однако, по словам К. Романова, от этого способа стали постепенно отказываться. Экологическая причина — подмешивание не дает существенного сокращения выбросов, если не ставить мощности по выделению водорода из природного газа. А если ставить — оно становится невыгодным экономически, так как затраты сопоставимы с мощностями по производству водорода. Есть и техническая причина: водород вступает в соединения с металлами, создавая гидриды. Молекулы гидридов отрываются от стенок вмещающих емкостей (например, труб), снижая их прочность.
Впрочем, существует международный стандарт для водородных трубопроводов, и первый заместитель гендиректора ТМК по операционной деятельности и развитию Сергей Чикалов в нескольких интервью российским СМИ подтвердил готовность компании производить трубы для водородного рынка.
С учетом этих сложностей стратегии международных участников рынков различаются. Страны АТР намерены перевозить водород в емкостях (водородовозах), в Европе же делают ставку на производство на месте.
В модель «производство на месте» Россия вполне может включиться. Уже изучается возможность транспортировать природный газ до Европы, с тем чтобы затем он поступал на установки конверсии. В этом случае возникает вопрос, что делать с СО2, но на него есть предварительный ответ: по реверсивной трубе возвращать в Россию и закачивать в подземные хранилища.
Этот сегмент рынка считается одним из наиболее проблематичных.
Существуют три основных способа транспортировки водорода: в сжиженном виде, в виде аммиака и в качестве добавки к природному газу.
К. Романов отметил, что на азиатских рынках идет смещение к транспортировке и использованию аммиака, более стабильному и потому более безопасному. Однако для разделения аммиака на водород и азот необходимы специальные установки, а это дополнительные инвестиции. В противном случае возникает риск выбросов оксидов азота, относящихся к парниковым газам.
Идею подмешивать водород к природному газу в существующей газотранспортной сети активно продвигали в Европе. Однако, по словам К. Романова, от этого способа стали постепенно отказываться. Экологическая причина — подмешивание не дает существенного сокращения выбросов, если не ставить мощности по выделению водорода из природного газа. А если ставить — оно становится невыгодным экономически, так как затраты сопоставимы с мощностями по производству водорода. Есть и техническая причина: водород вступает в соединения с металлами, создавая гидриды. Молекулы гидридов отрываются от стенок вмещающих емкостей (например, труб), снижая их прочность.
Впрочем, существует международный стандарт для водородных трубопроводов, и первый заместитель гендиректора ТМК по операционной деятельности и развитию Сергей Чикалов в нескольких интервью российским СМИ подтвердил готовность компании производить трубы для водородного рынка.
С учетом этих сложностей стратегии международных участников рынков различаются. Страны АТР намерены перевозить водород в емкостях (водородовозах), в Европе же делают ставку на производство на месте.
В модель «производство на месте» Россия вполне может включиться. Уже изучается возможность транспортировать природный газ до Европы, с тем чтобы затем он поступал на установки конверсии. В этом случае возникает вопрос, что делать с СО2, но на него есть предварительный ответ: по реверсивной трубе возвращать в Россию и закачивать в подземные хранилища.
Хранение
Подробнее о закачке. Традиционно для хранения больших объемов природного газа используют подземные газохранилища — ПГХ. В качестве таковых обычно используют отработанные нефтегазовые месторождения. Они есть в Поволжье, Башкирии, Татарстане, на Северном Кавказе. Их же можно использовать и для закачки СО2, так как молекулы углекислого газа тяжелее молекул природного.
Вариант «производить водород с закачкой СО2 на площадке добычи природного газа», по-видимому, рассматривает НОВАТЭК. Он уже подыскивает геологические структуры для закачки СО2 в радиусе 40−100 км от своих месторождений.
Для летучего водорода потребуются более специфические условия. По словам исполнительного директора компании «Кекстон» Андрея Митиогло, для его хранения можно использовать соляные каверны, обладающие достаточной плотностью, чтобы не пропускать водород.
Подробнее о закачке. Традиционно для хранения больших объемов природного газа используют подземные газохранилища — ПГХ. В качестве таковых обычно используют отработанные нефтегазовые месторождения. Они есть в Поволжье, Башкирии, Татарстане, на Северном Кавказе. Их же можно использовать и для закачки СО2, так как молекулы углекислого газа тяжелее молекул природного.
Вариант «производить водород с закачкой СО2 на площадке добычи природного газа», по-видимому, рассматривает НОВАТЭК. Он уже подыскивает геологические структуры для закачки СО2 в радиусе 40−100 км от своих месторождений.
Для летучего водорода потребуются более специфические условия. По словам исполнительного директора компании «Кекстон» Андрея Митиогло, для его хранения можно использовать соляные каверны, обладающие достаточной плотностью, чтобы не пропускать водород.
Рациональность водородной экономики
Необходимость и рациональность самого возникновения водородной экономики вызывает у участников рынка, особенно представителей нефтегазовой и химической отраслей, вопросы, большая часть которых сводится к двум.
Действительно ли безуглероден безуглеродный водород?
Каков экономический и энергетический эффект от всего экономического цикла обращения с водородом?
Начнем со второго вопроса. Участники рынка признают, что водород — это вторичный энергоресурс, поэтому энергетическая рентабельность (EROEI, отношение полученной энергии к затраченной) водорода заведомо меньше, чем от прямого использования энергоносителей, будь то газ или генерация на ВИЭ. По данным «Газпром водород», EROEI газа при использовании его на установках комбинированного цикла газовой турбины составляет 28, солнечных батарей — 2,1−3,8, ветростанций — 16, «зеленого» водорода — меньше единицы.
Это подтвердил заместитель гендиректора, руководитель департамента ядерной энергии МАГАТЭ Михаил Чудаков. На «Российской энергетической неделе» он высказался жестко и эмоционально: «Если, как „зеленые“ говорят, „мы сейчас начнем вырабатывать водород, а из водорода делать электроэнергию“, вы уйдете [на показатель EROEI.— Прим. ред.] меньше единицы. А это, извините за выражение, бред, то есть противоречит здравому смыслу. А вот атомная энергетика как раз хорошо приспособлена для того, чтобы производить водород, даже электролизом». Отметим, что МАГАТЭ разработала и выложила в открытый доступ ПО для оценки водородной экономики и калькулятор для первичной оценки себестоимости производства водорода.
Даже в качестве систем хранения энергии водород примерно вдвое уступает по эффективности существующим аккумуляторам.
Ответ на первый вопрос — о безуглеродности водорода — зависит от того, что берется за точку отсчета для определения углеродного следа на этапах производства и утилизации СО2, если таковая необходима (например, для производства «голубого» водорода).
Да, уже разработаны методики жизненного цикла, предполагающие учет выбросов на этапах производства, хранения, транспортировки и использования. Но, как отмечает А. Михайлов, каждой партии невозможно дать цифровой паспорт выбросов. Можно сертифицировать маршрут — жизненный цикл. Такая работа уже ведется с Кореей и Японией. Еще один вариант — использовать отчуждаемое присвоение качества безуглеродности, по аналогии с закупками «зеленой» электроэнергии. В этом случае из условной трубы потечет «общий» водород, а сделка будет совершена с продавцом, подтвердившим свою безуглеродность.
Однако еще не все вопросы сняты. Например, в существующих методиках нет ответа на вопрос, как оценивать углеродный след, если предприятие производит несколько продуктов, скажем, аммиак и водород.
Кроме того, опрошенные участники рынка предлагают отодвигать точку учета углеродного следа глубже. Они считают, что необходимо учитывать углеродный след не только самого водорода, но и каждого из агрегатов, используемых для его производства, потому что, если бы не производился водород, то это оборудование не было бы изготовлено, и выбросов бы не было. При оценке углеродного следа предлагают учитывать всё, вплоть до следа сырьевых предприятий, производящих металлы и полимеры. При желании можно пойти еще глубже и оценить углеродный след производителей оборудования для горнодобывающих и химических производств, которым оно необходимо для увеличения производства под запросы новой отрасли. Если же учитывать, что химическая и горнодобывающая отрасли — также потенциальные потребители водорода, то в какой-то момент круг по оценке Scope 3 может замкнуться. Поэтому понятен ответ на вопрос, даст ли весь запускаемый сейчас промышленный маховик по извлечению водорода из угля, воды и метана сокращение выбросов парниковых газов.
Не всегда понятна финальная точка утилизации СО2. Сейчас в Европе «правильными» признаются только два способа его утилизации: закачка в пласт и производство биотоплива. Последнее учитывается как энергоноситель, предотвращающий добычу ископаемого сырья и производства из него традиционного топлива. Поэтому из водорослей, которые производит СПК «Горный» для улавливания СО2, производят именно биотопливо. Наземные способы утилизации, например, использование водорослей для удобрений и выращивания растений, считаются «неправильными», потому что они просто запускают круговорот веществ в природе. Это, кстати, один из аргументов против учета поглощающей способности лесов в качестве инструмента сокращения парниковых газов: мол, леса горят, листва и древесина гниют — и СО2 снова попадает в атмосферу. Но каким должен быть срок хранения, в пределах которого СО2 не должен покидать пределы хранилищ? Сто лет? Двести? Десять тысяч? Геологи признают, что обеспечить полную герметичность при хранении в подземных газохранилищах невозможно.
Еще более общие вопросы, которые задают участники рынка: зачем России водородная энергетика и каково ее место в этой истории? Не претендуя на исчерпывающий ответ, исходя из текущего знания представителей российских организаций, можно отметить, что водородная экономика в ее нынешнем виде — это грамотная инвестиционная идея. Почему? Как нам кажется, по двум причинам.
Первая — у нее удачная идеологическая подоплека: забота о климате и чистоте воздуха. Этой идее невозможно ничего противопоставить, ведь даже Google запретил монетизацию контента, опровергающего влияние человеческого фактора на изменение климата. И все же, вынеся за скобки всевозможные манипуляции и политические «зеленые» игры, нельзя не согласиться с тем, что на планете должно быть чисто, и к этому действительно надо стремиться.
Вторая причина заключается в том, что водородная экономика дает новую занятость. Речь не только о новых рабочих местах. Речь о занятости в головах. Сейчас большое количество людей, в том числе работающих на прежних должностях, уделяют много времени и сил тому, чтобы собрать существующие знания о водороде, получить новые, обработать их и извлечь из них выгоду. Госрегулирование и стандартизация, принципы и модели инвестирования, инжиниринг, консалтинг, маркетинг, пиар — вот лишь неполный перечень сервисов, которые станут надстройкой над базовой цепочкой технологий от производства до потребления (ее еще только предстоит построить). Эта идея затронет множество людей, так как она претендует на использование в большом количестве отраслей и даже в быту (личный и общественный транспорт, отопление жилья).
Можно предположить, что оптимальное отношение к водородной экономике — прагматизм. Но прагматизм не циничный — «быстро заработать деньги», а основанный на принципах ESG, призванных соблюсти интересы и бизнеса, и людей, и природы. Несмотря на весь пиар и маркетинговый шум вокруг этой концепции, сама по себе она представляется вполне здравой.
В материале приводятся данные, актуальные на 1 ноября 2021 года.
Необходимость и рациональность самого возникновения водородной экономики вызывает у участников рынка, особенно представителей нефтегазовой и химической отраслей, вопросы, большая часть которых сводится к двум.
Действительно ли безуглероден безуглеродный водород?
Каков экономический и энергетический эффект от всего экономического цикла обращения с водородом?
Начнем со второго вопроса. Участники рынка признают, что водород — это вторичный энергоресурс, поэтому энергетическая рентабельность (EROEI, отношение полученной энергии к затраченной) водорода заведомо меньше, чем от прямого использования энергоносителей, будь то газ или генерация на ВИЭ. По данным «Газпром водород», EROEI газа при использовании его на установках комбинированного цикла газовой турбины составляет 28, солнечных батарей — 2,1−3,8, ветростанций — 16, «зеленого» водорода — меньше единицы.
Это подтвердил заместитель гендиректора, руководитель департамента ядерной энергии МАГАТЭ Михаил Чудаков. На «Российской энергетической неделе» он высказался жестко и эмоционально: «Если, как „зеленые“ говорят, „мы сейчас начнем вырабатывать водород, а из водорода делать электроэнергию“, вы уйдете [на показатель EROEI.— Прим. ред.] меньше единицы. А это, извините за выражение, бред, то есть противоречит здравому смыслу. А вот атомная энергетика как раз хорошо приспособлена для того, чтобы производить водород, даже электролизом». Отметим, что МАГАТЭ разработала и выложила в открытый доступ ПО для оценки водородной экономики и калькулятор для первичной оценки себестоимости производства водорода.
Даже в качестве систем хранения энергии водород примерно вдвое уступает по эффективности существующим аккумуляторам.
Ответ на первый вопрос — о безуглеродности водорода — зависит от того, что берется за точку отсчета для определения углеродного следа на этапах производства и утилизации СО2, если таковая необходима (например, для производства «голубого» водорода).
Да, уже разработаны методики жизненного цикла, предполагающие учет выбросов на этапах производства, хранения, транспортировки и использования. Но, как отмечает А. Михайлов, каждой партии невозможно дать цифровой паспорт выбросов. Можно сертифицировать маршрут — жизненный цикл. Такая работа уже ведется с Кореей и Японией. Еще один вариант — использовать отчуждаемое присвоение качества безуглеродности, по аналогии с закупками «зеленой» электроэнергии. В этом случае из условной трубы потечет «общий» водород, а сделка будет совершена с продавцом, подтвердившим свою безуглеродность.
Однако еще не все вопросы сняты. Например, в существующих методиках нет ответа на вопрос, как оценивать углеродный след, если предприятие производит несколько продуктов, скажем, аммиак и водород.
Кроме того, опрошенные участники рынка предлагают отодвигать точку учета углеродного следа глубже. Они считают, что необходимо учитывать углеродный след не только самого водорода, но и каждого из агрегатов, используемых для его производства, потому что, если бы не производился водород, то это оборудование не было бы изготовлено, и выбросов бы не было. При оценке углеродного следа предлагают учитывать всё, вплоть до следа сырьевых предприятий, производящих металлы и полимеры. При желании можно пойти еще глубже и оценить углеродный след производителей оборудования для горнодобывающих и химических производств, которым оно необходимо для увеличения производства под запросы новой отрасли. Если же учитывать, что химическая и горнодобывающая отрасли — также потенциальные потребители водорода, то в какой-то момент круг по оценке Scope 3 может замкнуться. Поэтому понятен ответ на вопрос, даст ли весь запускаемый сейчас промышленный маховик по извлечению водорода из угля, воды и метана сокращение выбросов парниковых газов.
Не всегда понятна финальная точка утилизации СО2. Сейчас в Европе «правильными» признаются только два способа его утилизации: закачка в пласт и производство биотоплива. Последнее учитывается как энергоноситель, предотвращающий добычу ископаемого сырья и производства из него традиционного топлива. Поэтому из водорослей, которые производит СПК «Горный» для улавливания СО2, производят именно биотопливо. Наземные способы утилизации, например, использование водорослей для удобрений и выращивания растений, считаются «неправильными», потому что они просто запускают круговорот веществ в природе. Это, кстати, один из аргументов против учета поглощающей способности лесов в качестве инструмента сокращения парниковых газов: мол, леса горят, листва и древесина гниют — и СО2 снова попадает в атмосферу. Но каким должен быть срок хранения, в пределах которого СО2 не должен покидать пределы хранилищ? Сто лет? Двести? Десять тысяч? Геологи признают, что обеспечить полную герметичность при хранении в подземных газохранилищах невозможно.
Еще более общие вопросы, которые задают участники рынка: зачем России водородная энергетика и каково ее место в этой истории? Не претендуя на исчерпывающий ответ, исходя из текущего знания представителей российских организаций, можно отметить, что водородная экономика в ее нынешнем виде — это грамотная инвестиционная идея. Почему? Как нам кажется, по двум причинам.
Первая — у нее удачная идеологическая подоплека: забота о климате и чистоте воздуха. Этой идее невозможно ничего противопоставить, ведь даже Google запретил монетизацию контента, опровергающего влияние человеческого фактора на изменение климата. И все же, вынеся за скобки всевозможные манипуляции и политические «зеленые» игры, нельзя не согласиться с тем, что на планете должно быть чисто, и к этому действительно надо стремиться.
Вторая причина заключается в том, что водородная экономика дает новую занятость. Речь не только о новых рабочих местах. Речь о занятости в головах. Сейчас большое количество людей, в том числе работающих на прежних должностях, уделяют много времени и сил тому, чтобы собрать существующие знания о водороде, получить новые, обработать их и извлечь из них выгоду. Госрегулирование и стандартизация, принципы и модели инвестирования, инжиниринг, консалтинг, маркетинг, пиар — вот лишь неполный перечень сервисов, которые станут надстройкой над базовой цепочкой технологий от производства до потребления (ее еще только предстоит построить). Эта идея затронет множество людей, так как она претендует на использование в большом количестве отраслей и даже в быту (личный и общественный транспорт, отопление жилья).
Можно предположить, что оптимальное отношение к водородной экономике — прагматизм. Но прагматизм не циничный — «быстро заработать деньги», а основанный на принципах ESG, призванных соблюсти интересы и бизнеса, и людей, и природы. Несмотря на весь пиар и маркетинговый шум вокруг этой концепции, сама по себе она представляется вполне здравой.
В материале приводятся данные, актуальные на 1 ноября 2021 года.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #8_2021