Все новое — хорошо забытое старое. Помните фото электромобилей начала ХХв.? Десятилетиями люди считали, что автономный транспорт на электротяге — это анахронизм, который через неудобство в использовании умер, только родившись. Но нет — сейчас электромобили стали банальностью. Более того, Еврокомиссия уже заявила, что с 2035 года запретит продажи новых автомобилей с ДВС. Их заменят «электрички» и машины на водороде — еще один анахронизм, которому готовят большое будущее. В XIX в. именно благодаря водороду человечество овладело воздушным пространством – этим газом наполняли оболочки воздушных шаров и дирижаблей. Но с появлением самолетов водород оказался никому не нужен. Впрочем, в XXI в. именно он станет основным топливом для наземного транспорта.
Водородный двигатель не выделяет ничего, кроме воды, — принцип zero emission в действии. Машины с водородным двигателем лишены главного недостатка «электричек» — необходимости в длительной подзарядке. Более того, в водородных двигателях невероятный коэффициент полезного действия (КПД): при сжигании водорода в специальных топливных элементах до 65% энергии преобразуется в электрический ток, который питает электродвигатели авто. Их КПД, в свою очередь, 80-90%. То есть в водородной машине около 50% тепловой энергии превращается в кинетическую. КПД сложных ДВС не превышает 38%, а в большинстве автомобилей он составляет около 25%.
Кроме того, водород должен заменить газ и уголь на тепловых электростанциях, которые необходимы для корректировки в часы пик объемов энергии, которые производят АЭС и возобновляемые источники.
Зеленые мечты
30 августа китайская нефтедобывающая компания Sinopec заявила о намерении вложить в заводы по производству водорода и в сеть автозаправочных станций $4,6 млрд до 2025 года.
Впрочем, пока мировой лидер в водородной энергетике — Германия. Сейчас в этой стране работает более 200 водородных АЗС, а к 2023 году их количество достигнет 500. К 2030 году здесь обещают открыть для производства водорода новые электростанции мощностью в 20 ГВт. На их строительство правительство выделит €30 млрд.
Подтягиваются и другие страны Европы. Уже сейчас смесью из 80% водорода и 20% природного газа (примесь газа нужна, чтобы предотвратить замерзание труб при падении давления чрезвычайно летучего водорода) в Великобритании отапливают здание Кильского университета и несколько городков в графстве Стаффордшир.
В Евросоюзе ежегодно растет количество транспорта на водороде, суммарный парк которого до 2030 года должен составить почти 5 млн единиц. В ЕС действует программа «Водородный коридор» (H2 live). Она предусматривает к 2030 году строительство по всей территории европейского сообщества сети водородных заправочных станций по принципу «в 10 минутах езды».
Что касается глобальных трендов, то, по прогнозам международной организации Hydrogen Council, к 2050 году доля водорода в мировой энергетике достигнет 18%.
Серый, голубой, зеленый
Сейчас будет уместен небольшой экскурс в теорию. Существуют три вида промышленных технологий производства водорода. Условно их называют серые, голубые и зеленые.
Серые — производство водорода из природного газа. Это наиболее старая и наименее экологичная технология, ее с каждым годом используют все меньше.
Голубые — производство водорода из воды с помощью электролиза ее молекул на составляющие. При этом в качестве источника тока используют энергию, произведенную на атомных или тепловых электростанциях. «Голубой водород» рассматривают, как способ аккумулировать излишки электроэнергии, которую вырабатывают ТЭС и АЭС в периоды пониженного электропотребления.
Зеленые — тот же электролиз, но за счет энергии из возобновляемых источников: солнечных или ветровых станций. В последние годы стоимость солнечных панелей значительно упала, поэтому в ЕС себестоимость солнечной энергии приблизилась к себестоимости энергии, производимой на АЭС: €0,06 и €0,04 за кВт/ч соответственно.
По данным исследователей из Массачусетского технологического института, производство водорода с помощью энергии от солнечных панелей может стать рентабельным в течение ближайших десяти лет. А по прогнозам международного агентства возобновляемой энергетики IRENA, к 2025 году «зеленый водород» будет стоить $4-6 долларов за кг (вдвое дешевле, чем сейчас) с перспективой снижения цен до $2 за кг до 2040 года.
Догнать и перегнать Германию!
Одним словом, уже в ближайшие годы миру понадобится очень много водорода. У Украины есть все шансы стать «водородным хабом Европы». Для этого нужно три составляющие: возможность производить много электроэнергии, большие водные ресурсы и разветвленная сеть газопроводов. У нас это все есть.
«У нас есть избыток электроэнергии, у нас есть развитая система возобновляемых источников энергии, таких, как солнечная и ветровая энергия. Это также касается электроэнергии, произведенной нашими атомными электростанциями, которую мы сейчас не используем полностью», — объясняет Лана Зеркаль, бывшая заместитель министра иностранных дел по евроинтеграции.
«75% мощности украинской газовой системы не используется. Остро необходимо перепроектировать имеющуюся в Украине инфраструктуру, особенно распределительные сети для транспортировки водорода», — дополняет Максим Белявский, директор по коммуникациям «Нафтогаза».
28 августа Владимир Зеленский ввел в действие решение СНБО «О мерах по нейтрализации угроз в энергетической сфере». До конца августа правительство должно было рассмотреть создание нового водородного продуктопровода Украина — ЕС и механизмы привлечения инвестиций для реализации проекта. Также до конца года, 31 декабря 2021, Кабмину поручено принять водородную стратегию Украины.
Известный американский политолог Ян Бреммер в июле написал, что «лучшая возможность покончить с российскими рычагами влияния через NordStream 2 — сделать (украинскую газотранспортную систему — «Прим. ред.») водородным трубопроводом, который поставляет энергию из Украины. Немцы и США это поддерживают, особенно если «зеленые» (немецкая Партия «зеленых» — «Прим. ред.») будут в следующем правительстве. И они, вероятно, будут.
Иными словами, идея создания в Украине «водородного хаба» для ЕС, который, с одной стороны, компенсирует нам потери от снижения транзита, а с другой — привяжет Украину к энергосистеме ЕС и заставит евросообщество внимательнее относиться к безопасности рисков Украины, среди политических элит США имеет много сторонников.
Не все так просто
Впрочем, на пути к производству водорода в Украине есть и много проблем. Первая — архитектура газопроводов в Украине и ЕС не совпадает. Как объясняет Белявский, в наследство от СССР Украине досталась трехуровневая архитектура газоснабжения: стратегические, региональные и местные сети. Для ее работы требуется большое количество оборудования. В то же время страны ЕС имеют двухуровневую модель, и большинство потребителей подключены к газопроводам среднего давления с минимальным количеством оборудования.
По подсчетам экспертов Центра Разумкова, перепроектирование ГТС Украины для нужд водородной энергетики будет стоить около $2 млрд. Построение электролизных установок для его производства — вопрос десятков миллиардов долларов.
В теории привлечь такие инвестиции возможно: как мы уже говорили, для США и Германии это не только экономический, но и геополитический проект. Например, 31 августа министры энергетики Украины и США подписали меморандум, предусматривающий строительство пяти энергоблоков на украинских АЭС с инвестиционным бюджетом в $30 млрд. Избыточные мощности этих энергоблоков в периоды пониженного потребления электричества можно использовать и для водородной генерации.
Главный вопрос в прозрачности использования этих инвестиций. Достаточно вспомнить скандал годичной давности вокруг того, как государство подписало меморандум на $1 млрд о строительстве завода по производству водорода, а также вычислительного центра возле Днепровской ГЭС с никому не известной компанией Н2 с уставным капиталом в 1 тыс. грн, которую возглавлял бывший прокурор Януковича Андрей Жовнер.
Как утверждает источник Chas News в ОП, меморандум подписали после встречи Жовнера с Андреем Ермаком. Впрочем, это уже глубинные проблемы Украины, которые к водороду и высоким технологиям вообще не имеют отношения.
