Вместо нефти и газа в ближайшие десятилетия Россия должна будет продавать за границу другой вид топлива – водород. И не просто продавать, а больше всех в мире. На чем основаны амбициозные планы российских производителей, какие конкурентные преимущества есть на этом рынке у нашей страны и какие сложности придется преодолеть?
Правительство подготовило проект Концепции развития водородной энергетики на период до конца 2024 года. Первый этап рассчитан на ближайшие три с половиной года – до 2024-го. "Он предполагает создание профильных кластеров и реализацию пилотных проектов по производству и экспорту водорода, а также применение водородных энергоносителей на внутреннем рынке", – сообщил премьер-министр РФ Михаил Мишустин на оперативном совещании с вице-премьерами.
На следующих этапах планируется создать крупные экспортно-ориентированные производства и перейти к серийному применению водородных технологий в различных секторах экономики – от нефтехимии до жилищно-коммунального хозяйства. "Развитие водородной энергетики позволит уменьшить риски потери рынков энергоносителей и поддержать экономический рост за счет формирования новых производств, а также создания высокотехнологичных рабочих мест, экспорта продукции и технологий", – указал премьер.
У России амбициозные планы – стать мировым лидером по производству водорода к 2035 году. Об этом осенью заявил глава Минэнерго Александр Новак. Энергостратегия РФ предполагает экспорт 200 тыс. – 1 млн тонн водорода в год к 2024 году, а к 2035 году – 2-7 млн тонн в год. И эти амбиции растут не на пустом месте. Достаточно вспомнить, что первый в мире самолет с водородным двигателем был создан именно в нашей стране еще в 1980-х годах. Речь идет о самолете Ту-155, который совершил первый полет в 1988 году на криогенном топливе.
"В области водородных технологий мы не хуже других стран, поэтому нам не нужно догонять. Нам важно не потерять темп", – говорит заместитель руководителя по коммуникации Центра компетенций по технологиям новых и мобильных источников энергии Алексей Паевский.
Евросоюз – главный покупатель российских газа и нефти – намерен постепенно отказываться от углеводородов и перейти на солнечную и ветряную энергию. Однако так быстро сделать это не получится. К тому же еще не решена проблема с накоплением (хранением) энергии от ВИЭ, ведь солнце светит, а ветер дует не всегда. Водородное топливо может стать промежуточным этапом на очень долгом пути перехода мира к безуглеродной энергетике.
"Наступает эпоха низкоуглеродной энергетики, поэтому проекты по производству водорода набирают популярность. Водород – это один из самых экологически чистых видов топлива. Он обладает еще одним преимуществом – высокой степенью теплоты сгорания.
В будущем экспорт водорода может вполне потеснить по объемам нефть и газ. Правда, речь идет именно о долгосрочной перспективе, ведь пока одним из основных источников получения водорода является как раз природный газ",
– говорит доцент кафедры экономики промышленности РЭУ имени Плеханова Олег Каленов.
Водород бывает разный: "серый", "бурый", "зеленый", "оранжевый" (или "желтый"), а также "голубой" и "бирюзовый". Почти весь производимый сейчас водород – "серый", рассказывает Паевский. Он получается паровой конверсией метана с выбросом двуокиси углерода в атмосферу (парогазовая конверсия). Примерно такой же по экологичности – "бурый", получаемый реакцией угля и воды.
"Зеленый" водород получают электролизом воды с использованием энергии ВИЭ (ветра, солнца и гидро), "оранжевый" – тем же путем, только с энергией от АЭС. "Голубой" водород получают, как и "серый", из газа, только углекислый газ в этом случае захоранивается. Наконец, "бирюзовый" получается прямым разложением метана на углерод и водород (пиролиз или крекинг природного газа).
"В России умеют получать любой водород, и выбор способа зависит от многих факторов: например, наличие избыточной электроэнергии, наличие метана и т. п. В нашем Центре и нашими партнерами созданы технологии электролизного получения водорода. В зависимости от того, откуда брать электричество, водород может быть и "зеленым", и "оранжевым". Также у нас есть технологии получения "бирюзового" водорода", – говорит Паевский.
У России имеются большие запасы газа, угля и воды, из которых можно производить водород. У нашей страны есть потенциал производства "зеленого" водорода из ГЭС и "оранжевого" из энергии АЭС, считает Владимир Горчаков, заместитель директора группы оценки рисков устойчивого развития АКРА.
Главный покупатель российских углеводородов и потенциального водорода – Евросоюз, он нацелен перейти в первую очередь на "зеленый" водород, имеющий меньший углеродный след, чем водород из газа или угля. Пока это все еще очень дорогостоящий проект: производство "зеленого" водорода обходится в три раза дороже "серого", отмечает Каленов. По данным Центра компетенции НТИ, "зеленый" водород дороже по себестоимости более чем в десять раз. Однако мир не стоит на месте, с каждым десятилетием технологии развиваются и дешевеют. Это видно на примере строительства солнечных станций или ветряков, где стоимость проектов постепенно снижается, правда, не без государственной поддержки и льгот.
До полностью "зеленой" энергетики еще очень далеко. Даже в водородной стратегии Европы до 2050 года речь идет о том, что "зеленый" водород займет только половину рынка, вторая половина отойдет "голубому" водороду. И это на руку России, которая обладает огромными запасами газа и может стать главным поставщиком "голубого" водорода в Евросоюз. По различным оценкам к 2050 году объемы европейского рынка водорода могут превысить 150 млрд евро.
Преимущества России очевидны. Во-первых, себестоимость производства водорода из воды путем электролиза в три-шесть раз выше, чем получение водорода из природного газа, говорит Александр Тимофеев, доцент РЭУ им. Плеханова. По его данным, 68% всего водородного топлива получают из природного газа, еще 16% – из нефти, 11% – из угля и лишь 5% – это электролиз воды. Во-вторых, Россия находится близко к основным рынкам сбыта, причем не только к странам Евросоюза, но и к странам АТР, говорит Олег Каленов. Покупателями нашего водорода могут стать Китай и Япония.
Однако есть и ряд трудностей. Во-первых, технологии производства водорода пока еще слишком дорогие. Во-вторых, имеются сложности в хранении и перемещении водорода по причине низкой плотности и воспламеняемости, отмечает Каленов. Хотя и здесь у России имеются преимущества в виде наличия газопроводов, которые, вероятно, можно будет модернизировать под транспортировку водорода. Например, современный "Северный поток – 2" в перспективе можно будет использовать именно для этих целей. Трубопроводные поставки всегда были дешевле морских.
Российские нефтегазовые компании уже приступили к НИОКР в водородной энергетике. Так, "Роснефть" разработала технологию, позволяющую одновременно получать из природного и попутного нефтяного газа водород и ароматические нефтехимические продукты. "Новатэк", который занимается СПГ, уже производит водород для собственных нужд и одновременно прорабатывает варианты организации производства на своих площадках водорода для перспективных рынков.
Собственную программу по развитию водорода реализует Росатом, в частности, ведутся работы по электролизу. Компания намерена создать водородный кластер на Сахалине. В планах установить там плавучие атомные энергоблоки и производить до 100 тыс. тонн водорода в год.
Постепенно водород вводится в производство взамен углеродов – при производстве удобрений, в металлургии, нефтехимии. Россия активно пытается научиться делать транспорт на водороде. Так, "КамАЗ" начал заниматься водородными автобусами, группа "ГАЗ" – водородными грузовиками. А Росатом вместе с "Трансмашхолдингом" хотят на Сахалине начать выпускать поезда на водородном топливе в сотрудничестве с РЖД, которые будут их там тестировать.
"Основная проблема сейчас в том, что вся водородная энергетика пока состоит в основном из деклараций, стратегий и отдельных разработок. Всерьез нигде в мире переход на данный вид топлива не начался. Соответственно не определен конечный спрос и конфигурация этого рынка", – говорит Горчаков из АКРА.
Вторая проблема – это технологии. "В России есть все технологии, но нам их нужно развивать. Причем нам необходимо развивать не только способы получения водорода, но и способы его хранения и транспортировки, а также развивать работы по низко- и высокотемпературным топливным элементам, чтобы не отставать в применении водорода на транспорте", – заключает Паевский.
Ольга Самофалова