Все нове — добре забуте старе. Пам'ятаєте фото електромобілів початку ХХ ст.? Десятиліттями люди вважали, що автономний транспорт на електротязі — це анахронізм, який через незручність у використанні помер, лише народившись. Але ні — зараз електромобілі стали банальністю. Ба більше, Єврокомісія вже заявила, що з 2035 року заборонить продаж нових авто з ДВЗ. Їх замінять «електрички» та автівки на водні — ще один анахронізм, якому готують велике майбутнє. У ХІХ ст. саме завдяки водню людство опанувало повітряний простір — цим газом наповнювали оболонки повітряних куль та дирижаблів. Але з появою літаків водень виявився нікому не потрібний. Втім, у ХХІ ст. саме він стане основним паливом для наземного транспорту.
Водневий двигун не виділяє нічого, крім води, — принцип zero emission в дії. Автівки з водневим двигуном позбавлені головного недоліку «електричок» — тривалого заряджання. Більш того, у водневих двигунів шалений коефіцієнт корисної дії (ККД): при спалювані водню у спеціальних паливних елементах до 65% енергії перетворюється на електричний струм, який живить електродвигуни авто. Їхній ККД, у свою чергу, 80-90%. Тобто у водневій автівці близько 50% теплової енергії перетворюється на кінетичну. ККД найскладніших ДВЗ не перевищує 38%, а у більшості автівок він становить близько 25%.
Крім того, водень повинен замінити газ та вугілля на теплових електростанціях, які необхідні для коригування у години пік обсягів енергії, які виробляють АЕС та відновлювані джерела.
Зелені мрії
30 серпня китайська нафтодобувна компанія Sinopec заявила про намір вкласти у заводи з виробництву водню та мережу автозаправних станцій $4,6 млрд до 2025 року.
Втім, поки що світовий лідер у водневій енергетиці — Німеччина. Наразі у цій країні працює понад 200 водневих АЗС, а до 2023 року їх кількість сягне понад 500. До 2030 року тут обіцяють відкрити для виробництва водню нові електростанції потужністю в 20 ГВт. На їхнє будівництво уряд виділить €30 млрд.
Підтягуються і інші країни Європи. Вже зараз сумішшю з 80% водню та 20% природного газу (домішка газу потрібна, щоб запобігти замерзанню труб при падінні тиску надзвичайно летючого водню) у Великій Британії опалюють будівлю Кільського університету та декілька містечок у графстві Стаффордшир.
В Євросоюзі щороку зростає кількість транспорту на водні, сумарний парк якого до 2030 року повинен сягнути майже 5 млн одиниць. В ЄС діє програма «Водневий коридор» (H2 live). Вона передбачає до 2030 року побудувати по всій території євроспільноти мережу водневих заправних станцій за принципом «за 10 хвилин їзди».
Що ж до глобальних трендів, то, за прогнозами міжнародної організації Hydrogen Council, до 2050 року частка водню у світовій енергетиці сягне 18%.
Сірий, голубий, зелений
Зараз буде доречним невелике заглиблення в теорію. Існує три види промислових технологій виробництва водню. Умовно їх називають сірі, голубі та зелені.
Сірі — виробництво водню з природного газу. Це найбільш стара і найменш екологічна технологія, її з кожним роком використовують все менше.
Голубі — виробництво водню з води, за допомогою електролізу її молекул на складники. При цьому як джерело струму використовують енергію, що вироблена на атомних чи теплових електростанціях. «Голубий водень» розглядають як спосіб акумулювати надлишки електроенергії, котру виробляють ТЕС та АЕС у періоди зниженого електроспоживання.
Зелені — той самий електроліз, але за рахунок енергії з відновлювальних джерел: сонячних чи вітрових станцій. В останні роки вартість сонячних панелей значно впала, тому у ЄС собівартість сонячної енергії наблизилася до собівартості енергії, виробленої на АЕС: €0,06 та €0,04 за кВт/г відповідно.
За даними дослідників з Массачусетського технологічного інституту, виробництво водню за допомогою енергії від сонячних панелей може стати рентабельним протягом найближчих десяти років. А за прогнозами міжнародного агентства відновлюваної енергетики IRENA, до 2025 року «зелений водень» коштуватиме $4-6 доларів за кг (вдвічі дешевше, ніж зараз) з перспективою зниження цін до $2 за кг до 2040 року.
Догнати та перегнати Німеччину!
Одним словом, вже у найближчі роки світу знадобиться дуже багато водню. І в України є всі шанси стати «водневим хабом Європи». Для цього потрібно три складові: можливість виробляти багато електроенергії, великі водні ресурси та розгалужена мережа газопроводів. У нас це все є.
«У нас є надлишок електроенергії, у нас є розвинена система відновлюваних джерел енергії, таких, як сонячна та вітрова енергія. Це також стосується електроенергії, виробленої нашими атомними електростанціями, яку ми зараз не використовуємо повністю», — пояснює Лана Зеркаль, колишня заступниця міністра іноземних справ з євроінтеграції.
«75% потужності української газової системи не використовується. Отже, є гостра необхідність перепроєктувати наявну інфраструктуру в Україні, особливо розподільчі мережі, до транспортування водню», — доповнює Максим Белявський, директор з комунікацій «Нафтогазу».
28 серпня Володимир Зеленський ввів у дію рішення РНБО «Про заходи з нейтралізації загроз в енергетичній сфері». До кінця серпня уряд мав розглянути створення нового водневого продуктопроводу Україна — ЄС та механізми залучення інвестицій для реалізації проєкту. Також до кінця року, 31 грудня 2021 року, Кабміну доручено схвалити водневу стратегію України.
Відомий американський політолог Ян Бреммер у липні написав, що «найкраща можливість покінчити з російськими важелями впливу через NordStream 2 — зробити (українську газотранспортну систему — «Прим. ред.») водневим трубопроводом, що постачає енергію з України. Німці та США це підтримують, особливо якщо «зелені» (німецька Партія «зелених» — «Прим. ред.») будуть у наступному уряді. І вони, ймовірно, будуть.
Іншими словами, ідея створення в Україні «водневого хабу» для ЄС, який, з одного боку, компенсує нам втрати від зниження транзиту, а з іншого — прив'яже Україну до енергосистеми ЄС та змусить євроспільноту уважніше ставитися до безпекових ризиків України, серед політичних еліт США має багато прихильників.
Не все так просто
Втім, на шляху до виробництва водню в Україні є і багато проблем. Перша — архітектура газогонів в Україні та ЄС не збігається. Як пояснює Белявський, у спадок від СРСР Україні дісталася трирівнева архітектура газопостачання: стратегічні, регіональні та місцеві мережі. Для її роботи потрібна велика кількість устаткування. У той же час країни ЄС мають дворівневу модель, і більшість споживачів підключені до газопроводів середнього тиску з мінімальною кількістю обладнання.
За підрахунками експертів Центру Разумкова, перепроєктування ГТС України для потреб водневої енергетики коштуватиме близько $2 млрд. Побудова електролізних установок для його виробництва — питання десятків мільярдів доларів.
В теорії залучити такі інвестиції можливо: як ми вже казали, для США та Німеччини це не лише економічний, але й геополітичний проєкт. Наприклад, 31 серпня міністри енергетики України та США підписали меморандум, який передбачає будівництво п’яти енергоблоків на українських АЕС з інвестиційним бюджетом у $30 млрд. Надлишкові потужності цих енергоблоків у періоди зниженого споживання електрики можна використовувати і для водневої генерації.
Головне питання у прозорості використання цих інвестицій. Достатньо пригадати скандал річної давнини навколо того, як держава підписала меморандум на $1 млрд про будівництво заводу з виробництва водню, а також обчислювального центру біля Дніпровської ГЕС з нікому не відомою компанією Н2 зі статутним капіталом в 1 тис. грн, яку очолював колишній прокурор часів Януковича Андрій Жовнер.
Як стверджує джерело Chas News в ОП, меморандум підписали після зустрічі Жовнера з Андрієм Єрмаком. Втім, це вже глибинні проблеми України, які до водню та високих технологій взагалі не мають відношення.
