Ми­ро­воз­зрен­че­ский порт­рет мо­ло­дых чи­нов­ни­ков. Уни­каль­ное ис­сле­до­ва­ние стр.

Ekspert - - ПЕРВАЯ СТРАНИЦА -

Мир го­то­вит­ся к гло­баль­но­му энер­ге­ти­че­ско­му пе­ре­хо­ду, цель ко­то­ро­го — умень­ше­ние нега­тив­но­го воз­дей­ствия на окру­жа­ю­щую сре­ду за счет де­кар­бо­ни­за­ции эко­но­ми­ки. Важ­ная роль в про­цес­се из­бав­ле­ния за­ви­си­мо­сти от ис­ко­па­е­мых ис­точ­ни­ков энер­гии от­во­дит­ся во­до­ро­ду

На ме­сто глав­но­го энер­го­но­си­те­ля вза­мен ис­ко­па­е­мых уг­ля, неф­ти и га­за пре­тен­ду­ет пер­вый эле­мент в таб­ли­це Мен­де­ле­е­ва — во­до­род, за­па­сы сы­рья для ко­то­ро­го без­гра­нич­ны, а вред от ис­поль­зо­ва­ния ни­что­жен.

Чис­ло сто­рон­ни­ков во­до­род­ной энер­ге­ти­ки рас­тет. Дол­го­сроч­ные про­грам­мы раз­ви­тия во­до­род­ных тех­но­ло­гий, под­дер­жан­ных льго­та­ми и фи­нан­си­ро­ва­ни­ем из бюд­же­тов раз­ных уров­ней, при­ня­ли бо­лее 20 го­су­дарств и око­ло 60 кор­по­ра­ций, объ­еди­нив­ших­ся в Ми­ро­вой со­вет по во­до­ро­ду (Hydrogen Council). По его оцен­ке, к 2050 го­ду еже­год­ный обо­рот средств в во­до­род­ной энер­ге­ти­ке со­ста­вит 2,5 трлн дол­ла­ров. Для срав­не­ния: ми­ро­вой ры­нок неф­ти в 2018 го­ду оце­ни­вал­ся в 1,8 трлн дол­ла­ров. Со­глас­но про­гно­зам неко­то­рых ана­ли­ти­ков, ко­нец тра­ди­ци­он­ной энер­ге­ти­ки бли­зок: при­мер­но че­рез де­ся­ть­д­ве­на­дцать лет зна­чи­тель­ная ее часть бу­дет ос­но­вы­вать­ся на во­до­ро­де, а спрос на тра­ди­ци­он­ные ви­ды топ­ли­ва (нефть, газ и уголь) рез­ко со­кра­тит­ся. Рос­сии, стране, для ко­то­рой эти энер­го­но­си­те­ли — ос­но­ва эко­но­ми­ки, сто­ит за­ду­мать­ся: что бу­дет, ко­гда энер­го­пе­ре­ход ста­нет ре­аль­но­стью? Впро­чем, по мне­нию экс­пер­тов, да­же в этой си­ту­а­ции у Рос­сии есть воз­мож­ность за­нять до­стой­ное ме­сто на ми­ро­вом во­до­род­ном рын­ке — 10–15% на го­ри­зон­те 2030 го­да, что со­по­ста­ви­мо с ны­неш­ней до­лей стра­ны на ми­ро­вых рын­ках неф­ти и га­за.

Де­кар­бо­ни­за­цию — в мас­сы

Сфе­ры при­ме­не­ния во­до­ро­да раз­но­об­раз­ны. Это эф­фек­тив­ный энер­го­но­си­тель, ко­то­рый мож­но ис­поль­зо­вать как для по­лу­че­ния элек­тро­энер­гии, так и в ме­тал­лур­гии, на­при­мер для вы­плав­ки ста­ли. Это на­ко­пи­тель энер­гии: в пе­ри­од низ­ко­го спро­са вы­ра­бо­тан­ную тра­ди­ци­он­ны­ми элек­тро­стан­ци­я­ми элек­тро­энер­гию мож­но на­пра­вить на по­лу­че­ние во­до­ро­да, ко­то­рый мо­жет хра­нить­ся, а за­тем при необ­хо­ди­мо­сти ис­поль­зо­вать­ся для по­лу­че­ния все той же элек­тро­энер­гии. Впро­чем, по­лу­чен­ный Н2 мож­но и пе­ре­пра­вить на зна­чи­тель­ное рас­сто­я­ние и уже на ме­сте ис­поль­зо­вать для по­лу­че­ния элек­тро­энер­гии. И для это­го его необя­за­тель­но сжи­гать: ис­поль­зо­ва­ние во­до­ро­да в топ­лив­ных эле­мен­тах поз­во­ля­ет по­лу­чать элек­тро­энер­гию за счет элек­тро­хи­ми­че­ско­го про­цес­са: при со­еди­не­нии во­до­ро­да с кис­ло­ро­дом из ат­мо­сфер­но­го воз­ду­ха мы по­лу­ча­ем элек­три­че­ство, теп­ло и во­ду. При этом КПД топ­лив­но­го эле­мен­та вы­ше, чем у са­мых эф­фек­тив­ных тра­ди­ци­он­ных энер­го­уста­но­вок или

дви­га­те­ля внут­рен­не­го сго­ра­ния. На­ко­нец, это сам по се­бе цен­ный хи­ми­че­ский про­дукт, необ­хо­ди­мый в неф­те­хи­мии и фар­ма­цев­ти­ке. Од­на бе­да: в чи­стом ви­де в при­ро­де его нет.

Что­бы по­лу­чить «зе­ле­ный» во­до­род (см. схе­му), нуж­но по­тра­тить боль­ше энер­гии, чем по­том удаст­ся по­лу­чить от него. Как от­ме­ча­ют спе­ци­а­ли­сты На­ци­о­наль­но­го ис­сле­до­ва­тель­ско­го цен­тра «Кур­ча­тов­ский ин­сти­тут», на про­из­вод­ство од­но­го ку­бо­мет­ра во­до­ро­да — это эк­ви­ва­лент при­мер­но 400 грам­мов услов­но­го топ­ли­ва (УТ) — пу­тем элек­тро­ли­за рас­хо­ду­ет­ся 5,5–6 кВт·ч элек­тро­энер­гии (или 1750–1880 грам­мов УТ). А это озна­ча­ет, что про­из­во­дить его эко­но­ми­че­ски вы­год­но толь­ко с по­мо­щью из­бы­точ­ной или услов­но бес­плат­ной элек­тро­энер­гии (на­при­мер, вет­ря­ной или сол­неч­ной).

За­пад­ный мир уже сде­лал став­ку на во­до­род, а по­то­му на рас­хо­ды не ску­пит­ся. В 2017 го­ду бы­ла за­пу­ще­на об­ще­ев­ро­пей­ская инициатива Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertakin­g (FCHJU), ко­то­рая объ­еди­ни­ла 89 ре­ги­о­нов и го­ро­дов из 22 стран. Ее участ­ни­ки за­яви­ли о стрем­ле­нии ис­поль­зо­вать во­до­род­ные технологии в сво­их стра­те­ги­ях в рам­ках «энер­ге­ти­че­ско­го пе­ре­хо­да» (дви­же­ние к «чи­стой» энер­ге­ти­ке). На эти це­ли до 2022 го­да пла­ни­ру­ет­ся по­тра­тить око­ло 1,8 млрд ев­ро. По­ми­мо это­го Гер­ма­ния вы­де­ля­ет до 300 млн ев­ро в год на раз­лич­ные про­ек­ты с низ­ким уг­ле­род­ным сле­дом, ос­но­ву ко­то­рых со­став­ля­ет во­до­род. Еже­год­ное фи­нан­си­ро­ва­ние про­грам­мы про­из­вод­ства во­до­род­ных топ­лив­ных эле­мен­тов в США до­сти­га­ет 120 млн дол­ла­ров.

В бюд­же­те Япо­нии про­из­вод­ство та­ких топ­лив­ных эле­мен­тов в про­шлом го­ду бы­ло суб­си­ди­ро­ва­но на 70 млн дол­ла­ров. Кста­ти, имен­но Япо­ния пер­вой за­яви­ла о пла­нах по­стро­ить «общество, ос­но­ван­ное

на во­до­ро­де». Со­глас­но стра­те­ги­че­ской до­рож­ной кар­те, при­ня­той в 2014 го­ду, к 2050 го­ду необ­хо­ди­мо до­стичь несколь­ких клю­че­вых па­ра­мет­ров. В част­но­сти, объ­ем тор­гов­ли энер­ге­ти­че­ским во­до­ро­дом дол­жен со­ста­вить 5–10 млн тонн. К озна­чен­но­му сро­ку га­зо­вые ав­то­за­прав­ки долж­ны быть пол­но­стью за­ме­ще­ны во­до­род­ны­ми; ав­то­мо­би­ли и ав­то­бу­сы с дви­га­те­ля­ми внут­рен­не­го сго­ра­ния (ДВС) пол­но­стью за­ме­нит транспорт на во­до­род­ных топ­лив­ных эле­мен­тах (ВТЭ). Кро­ме то­го, во­до­род­ные энер­го­уста­нов­ки за­ме­нят тра­ди­ци­он­ные в до­мо­хо­зяй­ствах стра­ны.

Де­пар­та­мент биз­не­са, энер­ге­ти­ки и про­из­вод­ствен­ных стра­те­гий Ве­ли­ко­бри­та­нии в сен­тяб­ре это­го го­да за­явил о на­ча­ле пе­ре­хо­да ме­тал­лур­ги­че­ской про­мыш­лен­но­сти стра­ны на во­до­род­ное топ­ли­во. Сро­ки пе­ре­хо­да не на­зы­ва­ют­ся, но на старт про­грам­мы уже вы­де­ле­но око­ло 400 млн фун­тов стер­лин­гов.

Но­во­сти из сфе­ры во­до­род­ной энер­ге­ти­ки, свя­зан­ные со стар­том раз­лич­ных про­ек­тов, по­яв­ля­ют­ся с за­вид­ной пе­ри­о­дич­но­стью. Так, в но­яб­ре объ­яв­ле­но о за­пус­ке круп­ней­шей в мире уста­нов­ки по про­из­вод­ству «зе­ле­но­го» во­до­ро­да на ста­ле­ли­тей­ном за­во­де в Ав­стрии. Мощ­ность уста­нов­ки — бо­лее 6 МВт, ее ос­но­ва — элек­тро­ли­зер, ко­то­рый по­лу­ча­ет элек­три­че­ство от стан­ции, ра­бо­та­ю­щей на ВИЭ. Од­но­вре­мен­но ThyssenKru­pp Steel в Гер­ма­нии на­ча­ла ис­пы­та­ния ис­поль­зо­ва­ния во­до­ро­да в ка­че­стве топ­ли­ва для до­мен­ной пе­чи вме­сто пы­ле­вид­но­го уг­ля.

«Чи­стые» за­па­сы

У на­шей стра­ны есть за­па­сы при­род­но­го га­за, а та­к­же от­но­си­тель­но «чи­стая» энер­ге­ти­ка, бла­го­да­ря ко­то­рым мы лег­ко впи­сы­ва­ем­ся в рам­ки меж­ду­на­род­ных тре­бо­ва­ний по вы­бро­сам пар­ни­ко­вых га­зов.

«До­ля уголь­ной ге­не­ра­ции в рос­сий­ской энер­го­си­сте­ме по-преж­не­му оста­ет­ся ни­же всех сре­ди де­ся­ти круп­ней­ших энер­ге­ти­че­ских си­стем ми­ра, — от­ме­ча­ет управ­ля­ю­щий ди­рек­тор WMT Consult На­та­лья Гриб. — Для срав­не­ния: до­ля уг­ля в объ­е­ме вы­ра­бот­ки элек­тро­энер­гии в Рос­сии — 15 про­цен­тов, в Гер­ма­нии — 37,2, в США — 27, в Ки­тае — 65, в Япо­нии — 28 про­цен­тов». Это зна­чит, что рос­сий­ская энер­го­си­сте­ма остав­ля­ет са­мый низ­кий уг­ле­род­ный след на ки­ло­ватт про­из­ве­ден­ной энер­гии.

Кро­ме то­го, есть и «из­лиш­ки». На­при­мер, до 25–30 ГВт мощ­но­сти в энер­го­си­сте­ме стра­ны да­же в час про­хож­де­ния го­до­во­го мак­си­му­ма по­треб­ле­ния яв­ля­ют­ся из­бы­точ­ны­ми, от­ме­ча­ют ис­сле­до­ва­те­ли Energynet.

В Рос­сии есть как ми­ни­мум три пло­щад­ки с из­бы­точ­ны­ми мощ­но­стя­ми, на ко­то­рых мож­но про­из­во­дить во­до­род.

На­при­мер, это Усть-Сред­не­кан­ская ГЭС на Ко­лы­ме (Ма­га­дан­ская об­ласть) уста­нов­лен­ной мощ­но­стью 570 МВт, стро­и­тель­ство ко­то­рой ве­дут струк­ту­ры «Ру­сгид­ро». Сей­час стан­ция на­хо­дит­ся в про­цес­се стро­и­тель­ства и долж­на вый­ти на про­ект­ную мощ­ность к 2024 го­ду, но в ре­ги­оне нет та­ко­го ро­ста по­треб­ле­ния, что­бы обес­пе­чить ее пол­ную за­груз­ку. Еже­год­но на ней мож­но бы­ло бы про­из­во­дить 34,5 тыс. тонн во­до­ро­да. И это ис­хо­дя из про­ект­ной уста­нов­лен­ной мощ­но­сти стан­ции при сред­не­го­до­вом ко­эф­фи­ци­ен­те ис­поль­зо­ва­ния уста­нов­лен­ной мощ­но­сти (КИУМ) на уровне 38,7%.

Вто­рая площадка — Коль­ская АЭС с че­тырь­мя ре­ак­то­ра­ми ВВЭР-440 и уста­нов­лен­ной мощ­но­стью 1760 МВт в Мур­ман­ской об­ла­сти — от­но­сит­ся к чис­лу «за­пер­тых» мощ­но­стей энер­го­си­сте­мы. В си­лу се­те­вых огра­ни­че­ний КИУМ стан­ции со­став­ля­ет 65,9% при сред­нем КИУМ АЭС в Рос­сии в 2018 го­ду бо­лее 85%. Воз­мож­ность про­из­вод­ства во­до­ро­да на ба­зе элек­тро­энер­гии, вы­ра­ба­ты­ва­е­мой стан­ци­ей, оце­не­на при усло­вии по­вы­ше­ния КИУМ до 93%.

Тре­тья — Ле­нин­град­ская АЭС уста­нов­лен­ной мощ­но­стью 5200 МВт с че­тырь­мя бло­ка­ми на ре­ак­то­рах РБМК-1000 и од­ним вво­ди­мым в экс­плу­а­та­цию ВВЭР1200 — то­же от­ли­ча­ет­ся невы­со­ким для атом­ной стан­ции КИУМ (76,4%). С уче­том пла­но­во­го вы­во­да из экс­плу­а­та­ции пер­вых двух энер­го­бло­ков и вво­да пя­то­го бло­ка уста­нов­лен­ная мощ­ность со­ста­вит 3200 МВт. Воз­мож­ность про­из­вод­ства во­до­ро­да на ба­зе элек­тро­энер­гии, вы­ра­ба­ты­ва­е­мой стан­ци­ей, оце­не­на при усло­вии по­вы­ше­ния КИУМ до 93% за счет спро­са на элек­тро­энер­гию со сто­ро­ны во­до­род­но­го про­из­вод­ства.

Толь­ко эти три пло­щад­ки для со­зда­ния пер­вых экс­порт­но ори­ен­ти­ро­ван­ных про­из­водств во­до­ро­да мо­гут про­из­во­дить бо­лее 190 тыс. тонн во­до­ро­да в год, по­кры­вая на го­ри­зон­те 2025–2030 го­дов ос­нов­ные по­треб­но­сти пи­лот­ных сег­мен­тов рын­ка во­до­род­но­го топ­ли­ва как в Ев­ро­пе (в слу­чае АЭС), так и в Япо­нии (в слу­чае ГЭС).

По мне­нию ана­ли­ти­ков Energynet, мощ­ность со­во­куп­но­го про­из­вод­ствен­но­го по­тен­ци­а­ла Рос­сии в сфе­ре во­до­род­но­го топ­ли­ва, рас­кры­тие ко­то­ро­го не тре­бу­ет стро­и­тель­ства но­вых ге­не­ри­ру­ю­щих объ­ек­тов, со­став­ля­ет до двух мил­ли­о­нов тонн во­до­ро­да в год. Это при сред­нем на 2018 год КИУМ ЕЭС на уровне 46%. А при уве­ли­че­нии КИУМ до 85% — до 3,5 млн тонн еже­год­но. Тем са­мым Рос­сия на го­ри­зон­те 2030 го­да мо­жет пре­тен­до­вать на 10–15% гло­баль­но­го рын­ка, что со­по­ста­ви­мо с до­лей стра­ны на ми­ро­вых рын­ках неф­ти и га­за.

На­ко­нец, при пра­виль­ной по­ста­нов­ке про­из­вод­ства в Рос­сии мож­но по­лу­чать да­же ес­ли не «зе­ле­ный», то, ска­жем, «голубой» во­до­род, при про­из­вод­стве ко­то­ро­го уг­ле­кис­лый газ со­би­ра­ет­ся и ути­ли­зи­ру­ет­ся. Как счи­та­ет ру­ко­во­ди­тель Цен­тра ком­пе­тен­ций НТИ по тех­но­ло­ги­ям но­вых и мо­биль­ных ис­точ­ни­ков энер­гии при Ин­сти­ту­те про­блем хи­ми­че­ской фи­зи­ки (ИПХФ) РАН Юрий Добровольс­кий, это­го мож­но добиться, ес­ли по­лу­чать во­до­род как про­дукт по­боч­но­го про­из­вод­ства дру­го­го цен­но­го ве­ще­ства. «На­при­мер, из при­род­но­го га­за мы по­лу­ча­ем ме­та­нол, по­боч­ным про­дук­том при этом (в со­из­ме­ри­мых ко­ли­че­ствах, меж­ду про­чим) как раз и яв­ля­ет­ся во­до­род, — уточ­ня­ет он. — Ме­та­нол сам по се­бе сто­ит де­нег, а во­до­род в этом слу­чае по­лу­ча­ет­ся прак­ти­че­ски бес­плат­ным». Кста­ти, в ав­гу­сте бы­ло объ­яв­ле­но о на­ча­ле стро­и­тель­ства под Вол­го­гра­дом но­во­го за­во­да по про­из­вод­ству ме­та­но­ла мощ­но­стью мил­ли­он тонн в год (см. «В Вол­го­гра­де со­зда­ют но­вый “Хим­пром”», «Экс­перт Юг» от 19 ав­гу­ста это­го го­да). При же­ла­нии — го­то­вая площадка для по­боч­но­го про­из­вод­ства во­до­ро­да в ана­ло­гич­ных объ­е­мах.

На­ко­пить и пе­ре­пра­вить

Впро­чем, при всей при­вле­ка­тель­но­сти, во­до­род еще и опас­ный эле­мент. Не слу­чай­но его смесь с кис­ло­ро­дом на­зы­ва­ют «гре­му­чий газ». Кро­ме то­го, неко­то­рые ме­тал­лы во­до­род де­ла­ет хруп­ки­ми, от­сю­да на пер­вый план вы­хо­дит пробле­ма его хра­не­ния.

Са­мый вы­год­ный ва­ри­ант с точ­ки зре­ния эко­но­ми­ки стро­и­тель­ства, на­деж­но­сти и без­опас­ной экс­плу­а­та­ции объ­ек­та — хра­ни­ли­ще га­зо­об­раз­но­го во­до­ро­да, со­зда­ва­е­мое в от­ло­же­ни­ях ка­мен­ной со­ли. «У Рос­сии есть боль­шой опыт со­зда­ния и экс­плу­а­та­ции под­зем­ных хра­ни­лищ га­зов и жид­ко­стей: при­род­но­го га­за, уг­ле­кис­ло­го га­за, а та­к­же ге­лия под дав­ле­ни­ем до 17 ме­га­пас­ка­лей», — на­по­ми­на­ет ака­де­мик РАН, на­уч­ный со­вет­ник гла­вы кон­цер­на «Рос­энер­го­атом» Ни­ко­лай По­но­ма­ревС­теп­ной.

По его сло­вам, на тер­ри­то­рии на­шей стра­ны рас­по­ло­же­но 16 со­ле­нос­ных бас­сей­нов, пер­спек­тив­ных для стро­и­тель­ства под­зем­ных хра­ни­лищ во­до­ро­да. Что же ка­са­ет­ся транс­пор­ти­ров­ки, то для во­до­ро­да необя­за­тель­но со­зда­вать соб­ствен­ную тру­бо­про­вод­ную си­сте­му, счи­та­ют ана­ли­ти­ки Цен­тра энер­ге­ти­ки Мос­ков­ской шко­лы управ­ле­ния «Скол­ко­во». Мож­но ис­поль­зо­вать уже име­ю­щу­ю­ся, со­здан­ную для при­род­но­го га­за, под­ме­ши­вая во­до­род в газ до опре­де­лен­но­го пре­де­ла.

Тем бо­лее что для мно­гих стран Ев­ро­пы и США та­кая технология — все­го лишь «хо­ро­шо за­бы­тое ста­рое» — ведь с XIX до се­ре­ди­ны XX ве­ка во мно­гих го­ро­дах су­ще­ство­ва­ли си­сте­мы снаб­же­ния «го­род­ским га­зом» (town gas), по­лу­ча­е­мым ис­кус­ствен­но из уг­ля. Со­дер­жа­ние во­до­ро­да в та­ком га­зе обыч­но со­став­ля­ло око­ло 50%. В раз­лич­ных странах до­пус­ка­ют­ся раз­ные до­ли под­ме­ши­ва­ния во­до­ро­да в при­род­ный газ — от 0,1% (в Бель­гии, Но­вой Зе­лан­дии, Ве­ли­ко­бри­та­нии и США) до 10% в Гер­ма­нии и 12% в Ни­дер­лан­дах. Верх­ний пре­дел опре­де­ля­ет­ся на­ци­о­наль­ны­ми

До­бав­ле­ние во­до­ро­да в при­род­ный газ при экс­пор­те из Рос­сии по су­ще­ству­ю­щим тру­бо­про­во­дам поз­во­лит ре­шить сра­зу две за­да­чи. Во-пер­вых, по­лу­чен­ная на вы­хо­де смесь бу­дет вы­де­лять боль­ше теп­ла при сжи­га­нии, а во-вто­рых, ее ис­поль­зо­ва­ние сни­зит вы­бро­сы в ат­мо­сфе­ру

тех­но­ло­ги­че­ски­ми стан­дар­та­ми, свя­зан­ны­ми с без­опас­но­стью га­зо­про­во­дов и обо­ру­до­ва­ния, сжи­га­ю­ще­го газ. Ис­сле­до­ва­ния На­ци­о­наль­ной ла­бо­ра­то­рии воз­об­нов­ля­е­мой энер­ге­ти­ки США по­ка­зы­ва­ют, что план­ка 15% мо­жет быть до­стиг­ну­та в име­ю­щих­ся га­зо­транс­порт­ных си­сте­мах без ка­ких-ли­бо се­рьез­ных из­ме­не­ний, а в неко­то­рых слу­ча­ях она мо­жет быть се­рьез­но пре­вы­ше­на. По оцен­ке «Газ­пром экс­пор­та», в со­вре­мен­ных га­зо­про­во­дах вро­де «Се­вер­но­го по­то­ка» до­сти­жи­ма смесь при­род­но­го га­за с во­до­ро­дом, где до­ля по­след­не­го мо­жет до­сти­гать 30%. При сжи­га­нии та­кая смесь вы­де­ля­ет боль­ше теп­ла и мень­ше СО2 и са­жи.

«Но по­став­ка по тру­бо­про­во­дам — это еще и по­вы­ше­ние тех­но­ло­ги­че­ских рис­ков кор­ро­зии ме­тал­ла, — уточ­ня­ет На­та­лья Гриб. — По­это­му на­до не толь­ко рас­счи­ты­вать, на­до хо­ро­шо про­ве­рять этот про­цент в ре­аль­ных усло­ви­ях на ста­рых и но­вых тру­бах раз­но­го диа­мет­ра».

По ее сло­вам, есть экс­перт­ное мне­ние, что без­опас­ным для обо­ру­до­ва­ния ТЭС мо­жет быть смесь не бо­лее чем с 10–12% во­до­ро­да. Но и этот те­зис тре­бу­ет экс­пе­ри­мен­таль­ной про­вер­ки.

Тео­ре­ти­че­ски раз­де­лить при­род­ный газ и во­до­род на вы­хо­де из тру­бы (что­бы по­том ис­поль­зо­вать их по от­дель­но­сти) мож­но и тех­ни­че­ски вы­пол­ни­мо, счи­та­ют спе­ци­а­ли­сты. Прав­да, по сто­и­мо­сти есть раз­но­гла­сия. Од­ни счи­та­ют, что раз­де­ле­ние — про­цесс, и до­ро­гой по оснаст­ке (ис­поль­зу­ют­ся неде­ше­вые мем­бра­ны), и энер­го­за­трат­ный.

Для со­зда­ния гло­баль­но­го рын­ка во­до­ро­да по­тре­бу­ют­ся технологии, срав­ни­мые с ин­ду­стри­ей сжи­жен­но­го при­род­но­го га­за (СПГ). На­при­мер, круп­но­тон­наж­ные мор­ские тан­ке­ры об­щим объ­е­мом 150–200 тыс. ку­бо­мет­ров, ко­то­рые ис­поль­зо­ва­ли бы вы­пар (об­ра­зу­ю­щий­ся от на­гре­ва во­до­ро­да) для ра­бо­ты су­до­вых дви­га­те­лей. Раз­ра­бот­ки по­доб­ных су­дов на­ча­лись в 1980–1990-х го­дах в Ев­ро­пе и Япо­нии, но до го­то­вых об­раз­цов по­ка не до­шли. Тем не ме­нее ком­па­ния Kawasaki Heavy Industries, ко­гда-то по­стро­ив­шая пер­вый в Япо­нии СПГ-тан­кер, раз­ра­ба­ты­ва­ет тан­кер и для во­до­ро­да.

Транспорт сжи­жен­но­го Н2 в це­лом бо­лее за­тра­тен, чем СПГ, из-за бо­лее вы­со­кой сто­и­мо­сти пред­на­зна­чен­ных для пе­ре­воз­ки су­дов. Но тра­ты на сжи­же­ние мож­но сни­зить — при усло­вии ро­ста мас­шта­бов, счи­та­ют спе­ци­а­ли­сты. К то­му же про­цес­сы близ­ки по сво­е­му ти­пу: для сжи­же­ния при­род­но­го га­за тре­бу­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра ми­нус 160 гра­ду­сов Цель­сия, а для ана­ло­гич­но­го про­цес­са Н2 — ми­нус 253 гра­ду­са. «В экс­порт­ных про­ек­тах са­мым де­ше­вым ва­ри­ан­том свя­зы­ва­ния и транс­пор­ти­ров­ки во­до­ро­да счи­та­ет­ся ам­ми­ак (NH3), но вот об­рат­ное вы­де­ле­ние — по­ка не ре­шен­ный на уровне технологии во­прос», — от­ме­ча­ет участ­ник Energynet Игорь Ча­у­сов. Меж­ду тем ре­ше­ние этой про­бле­мы мог­ло при­ве­сти к взрыв­но­му ро­сту рын­ка во­до­ро­да, учи­ты­вая свой­ства ам­ми­а­ка. Тем­пе­ра­ту­ра его сжи­же­ния (ми­нус 33,3 по Цель­сию) го­раз­до вы­ше, чем да­же при­род­но­го га­за, а по­то­му про­цесс сжи­же­ния мо­жет быть го­раз­до де­шев­ле. При от­де­ле­нии от во­до­ро­да ам­ми­ак мо­жет быть ре­а­ли­зо­ван как са­мо­сто­я­тель­ный то­вар с еже­год­ным гло­баль­ным рын­ком в раз­ме­ре 80 млрд дол­ла­ров.

Кро­ме то­го, во­до­род мож­но ис­поль­зо­вать в бо­лее слож­ных ком­би­на­ци­ях. На­при­мер,

свя­зы­вать во­до­род то­лу­о­лом, по­лу­чая ве­ще­ство, жид­кое при нор­маль­ной тем­пе­ра­ту­ре и ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии, про­стое в пе­ре­воз­ке. В свою оче­редь, до­став­лен­ное до ме­ста на­зна­че­ния, оно пре­об­ра­зу­ет­ся об­рат­но в во­до­род и то­лу­ол, по­сле че­го по­след­ний воз­вра­ща­ет­ся на пред­при­я­тие по свя­зы­ва­нию во­до­ро­да для сле­ду­ю­ще­го цик­ла ис­поль­зо­ва­ния.

Вы­хлоп па­ром

Сто­ит от­ме­тить, что ис­то­рия при­ме­не­ния во­до­ро­да в ви­де топ­лив­ных эле­мен­тов на­счи­ты­ва­ет уже не од­но де­ся­ти­ле­тие. Элек­тро­хи­ми­че­ские ге­не­ра­то­ры (ЭХГ) на во­до­род­но-топ­лив­ных эле­мен­тах в те­че­ние несколь­ких де­ся­ти­ле­тий про­шло­го ве­ка ак­тив­но ис­поль­зо­ва­лись в аме­ри­кан­ской и со­вет­ской кос­ми­че­ских про­грам

мах. В част­но­сти, на Ураль­ском элек­тро­хи­ми­че­ском ком­би­на­те для кос­ми­че­ской си­сте­мы «Бу­ран» был раз­ра­бо­тан ЭХГ «Фо­тон». В США аналогичны­й ЭХГ ком­па­нии Internatio­nal Fuel Cell уста­нав­ли­вал­ся на «Шатт­лы». Кро­ме то­го, во­до­род­ный топ­лив­ный эле­мент стал ис­поль­зо­вать­ся в ка­че­стве глав­но­го ис­точ­ни­ка энер­гии на кос­ми­че­ских ап­па­ра­тах «Апол­лон».

Ав­то­мо­биль на во­до­род­ном топ­лив­ном эле­мен­те — Mirai — в мас­со­вое про­из­вод­ство за­пу­сти­ла япон­ская Toyota в кон­це 2014 го­да. А не­дав­но бы­ло пред­став­ле­но но­вое по­ко­ле­ние мо­де­ли Mirai. За­пас хо­да у нее уве­ли­чен на треть и со­став­ля­ет те­перь чуть бо­лее 700 км на од­ной за­ряд­ке. Ана­ло­гич­ны­ми ха­рак­те­ри­сти­ка­ми об­ла­да­ет и но­вое по­ко­ле­ние ко­рей­ских во­до­род­ных ав­то­мо­би­лей — Hyundai Nexo, при­шед­шее на сме­ну мо­де­ли ix35. Сто­и­мость но­вин­ки бу­дет в пре­де­лах 54–64 тыс. дол­ла­ров, что со­по­ста­ви­мо с ба­зо­вой це­ной Mirai — от 57 тыс. дол­ла­ров. Меж­ду тем пе­ре­плю­нуть всех го­то­вы ки­тай­цы. Умель­цы из Под­не­бес­ной пред­ста­ви­ли свою мо­дель — Grove Obsidian. Тех­ни­че­ские ха­рак­те­ри­сти­ки по­ка не раз­гла­ша­ют­ся, за ис­клю­че­ни­ем од­ной: за­пас хо­да на од­ной за­прав­ке во­до­ро­дом у него со­став­ля­ет 1 тыс. км.

Три ази­ат­ских «тиг­ра» — Китай, Япо­ния и Юж­ная Ко­рея — к 2030 го­ду пла­ни­ру­ют рез­ко уве­ли­чить вы­пуск ав­то­мо­би­лей на во­до­ро­де. Ки­тай­цы обе­ща­ют до­ве­сти их ко­ли­че­ство до мил­ли­о­на еже­год­но, а две дру­гие стра­ны — на­рас­тить про­из­вод­ство до 800–850 тыс. штук в год каж­дая.

Рос­сия то­же пы­та­ет­ся по­пасть в тренд, по ме­ре сил и воз­мож­но­стей. В июле это­го го­да ком­па­ния BMPower объ­яви­ла о со­зда­нии са­мо­го лег­ко­го в мире топ­лив­но­го эле­мен­та для дро­нов. Он спо­со­бен под­дер­жать ра­бо­ту энер­го­уста­нов­ки мощ­но­стью до 2,1 кВт и поз­во­лить муль­ти­ко­птер­ной плат­фор­ме про­дер­жать­ся в воз­ду­хе не ме­нее трех с по­ло­ви­ной ча­сов. При этом вес топ­лив­но­го бло­ка — чуть бо­лее двух ки­ло­грам­мов, а его удель­ная мощ­ность со­став­ля­ет 1000 Вт/кг — это луч­ший по­ка­за­тель в мире (у ми­ро­вых кон­ку­рен­тов в си­сте­мах для дро­нов — до 740 Вт/кг).

В сен­тяб­ре в рам­ках Во­сточ­но­го эко­но­ми­че­ско­го фо­ру­ма «Ро­са­том», РЖД, Транс­ма­ш­хол­динг и Са­ха­лин­ская об­ласть под­пи­са­ли со­гла­ше­ние о со­труд­ни­че­стве и вза­и­мо­дей­ствии по про­ек­ту ор­га­ни­за­ции же­лез­но­до­рож­но­го со­об­ще­ния с при­ме­не­ни­ем по­ез­дов на во­до­род­ных топ­лив­ных эле­мен­тах. Про­ект пла­ни­ру­ет­ся осу­ществ­лять по­этап­но, его ре­а­ли­за­ция нач­нет­ся с обос­но­ва­ния ре­ше­ний и про­ве­де­ния ком­плекс­ных ис­пы­та­ний. Пи­лот­ным по­ли­го­ном для ор­га­ни­за­ции пас­са­жир­ско­го дви­же­ния с при­ме­не­ни­ем по­ез­дов на во­до­род­ном топ­ли­ве мо­жет стать Са­ха­лин­ская об­ласть.

Про­то­тип но­во­го во­до­род­но­го топ­лив­но­го эле­мен­та и энер­го­уста­нов­ки для него го­тов к де­мон­стра­ции уче­ны­ми из ИПХФ РАН. Как по­яс­ня­ют раз­ра­бот­чи­ки, им уда­лось со­здать но­вую энер­го­уста­нов­ку для ав­то­транс­пор­та с во­до­род­ным топ­лив­ным эле­мен­том, ко­то­рая под­за­ря­жа­ет ак­ку­му­ля­тор в про­цес­се дви­же­ния ав­то­мо­би­ля. По­лу­ча­ет­ся ги­брид, ко­то­ро­му не нуж­но тра­ди­ци­он­ное топ­ли­во, а на 100 км про­бе­га бу­дет тре­бо­вать­ся все­го 1,4 лит­ра во­до­ро­да (см. «Во­до­род взры­во­опа­сен толь­ко в го­ло­ве» на стр. 52).

На­ко­нец, 1 но­яб­ря в Санкт-Пе­тер­бур­ге со­сто­я­лись хо­до­вые ис­пы­та­ния трам­вая ЛМ-68М, осна­щен­но­го во­до­род­ны­ми топ­лив­ны­ми эле­мен­та­ми.

Что в порт­фе­ле

По­пыт­ки со­зда­ния про­ек­тов мас­штаб­но­го по­лу­че­ния во­до­ро­да в Рос­сии уже бы­ли. Прав­да, про­ис­хо­ди­ло все то­чеч­но, на уровне ком­па­ний.

«Рос­сия от­но­сит­ся к стра­нам, в ко­то­рых огром­ный по­тен­ци­ал раз­ви­тия во­до­род­ной энер­ге­ти­ки со­че­та­ет­ся с прак­ти­че­ским от­сут­стви­ем ин­те­ре­са к нему со сто­ро­ны го­су­дар­ства и клю­че­вых стейк­хол­де­ров, — се­ту­ет стар­ший ана­ли­тик по элек­тро­энер­ге­ти­ке Цен­тра энер­ге­ти­ки “Скол­ко­во” Юрий Мель­ни­ков. — Есть от­дель­ные ком­па­нии, ко­то­рые за­ни­ма­ют­ся во­до­род­ной те­ма­ти­кой, про­во­дят НИОКР (в том чис­ле опи­ра­ясь на раз­ра­бот­ки вре­мен СССР), ис­сле­ду­ют по­тен­ци­ал рын­ка и толь­ко под­хо­дят к фор­му­ли­ро­ва­нию пла­нов, но мас­шта­бы этой де­я­тель­но­сти по­ка несо­по­ста­ви­мы с те­ми, ко­то­рые до­стиг­ну­ты в Ев­ро­со­ю­зе, США, Япо­нии, Ки­тае, Ко­рее, Ав­стра­лии и мно­гих дру­гих странах».

На­при­мер, в «Газ­про­ме» этой те­ма­ти­кой, су­дя по пресс-ре­ли­зам, за­ни­ма­ют­ся, но «для соб­ствен­ных нужд».

Кро­ме то­го, в этом го­ду со­об­ща­лось, что кон­церн ис­сле­ду­ет но­вую тех­но­ло­гию по­лу­че­ния во­до­ро­да — тер­ми­че­ский пи­ро­лиз ме­та­на. Эта ре­ак­ция про­ис­хо­дит в низ­ко­тем­пе­ра­тур­ной нерав­но­вес­ной плаз­ме, ко­то­рая на­хо­дит­ся под вы­со­ким дав­ле­ни­ем в неболь­шом ре­ак­то­ре. Агент­ство Bloomberg со­об­ща­ло, что «Газ­пром» опро­бу­ет но­вую тех­но­ло­гию на од­ном из сво­их про­из­водств в Том­ске. Впро­чем, в са­мой ком­па­нии не смог­ли опе­ра­тив­но предо­ста­вить комментари­й по этой те­ме.

Есть и дру­гие про­ек­ты. На­при­мер, «Ро­са­том» пред­ла­га­ет со­сре­до­то­чить­ся на про­ек­те по­лу­че­ния во­до­ро­да при по­мо­щи АЭС, ко­то­рый раз­ра­ба­ты­ва­ет­ся еще с 70-х го­дов про­шло­го ве­ка и тео­ре­ти­че­ски го­тов к ре­а­ли­за­ции. Речь идет о па­ро­вой кон­вер­сии ме­та­на с под­во­дом теп­ла от вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­но­го га­зо­охла­жда­е­мо­го ре­ак­то­ра (ВТГР) на атом­ной энер­го­тех­но­ло­ги­че­ской стан­ции (АЭТС). Как по­яс­ня­ет ака­де­мик По­но­ма­рев-Степ­ной, в Рос­сии к это­му по­чти все го­то­во: раз­ра­бо­та­ны топ­ли­во ВТГР, фи­зи­ка ре­ак­то­ра, кон­струк­ция мо­дуль­но­го ре­ак­то­ра,

вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ные па­ро­ге­не­ра­то­ры и теп­ло­об­мен­ни­ки, цир­ку­ля­то­ры с ге­ли­е­вым теп­ло­но­си­те­лем, си­сте­мы пас­сив­ной без­опас­но­сти; технология ге­ли­е­во­го теп­ло­но­си­те­ля, си­сте­мы рас­хо­ла­жи­ва­ния, си­сте­ма пре­об­ра­зо­ва­ния энер­гии, мо­де­ли и ко­ды. В опыт­но-про­мыш­лен­ном про­из­вод­стве от­ра­бо­та­ны технологии адиа­ба­ти­че­ской кон­вер­сии ме­та­на, мем­бран­но­го вы­де­ле­ния во­до­ро­да. Так что бы­ли бы во­ля и день­ги.

В пра­ви­тель­стве то­же ре­ши­ли от­клик­нуть­ся на ми­ро­вые ве­я­ния и по­пы­тать­ся све­сти во­еди­но от­дель­ные ини­ци­а­ти­вы. Под пред­се­да­тель­ством за­ме­сти­те­ля ми­ни­стра энер­ге­ти­ки РФ Павла Со­ро­ки­на в кон­це ав­гу­ста про­шло со­ве­ща­ние по во­про­сам раз­ви­тия во­до­род­ной энер­ге­ти­ки в стране, в ко­то­ром при­ня­ли уча­стие пред­ста­ви­те­ли ря­да от­рас­ле­вых на­уч­ных цен­тров и ком­па­ний («Газ­про­ма», «Ро­сте­ха», «Ро­са­то­ма» и «Си­бу­ра»).

«Все участ­ни­ки со­ве­ща­ния со­шлись во мне­нии о необ­хо­ди­мо­сти раз­ра­бот­ки про­грам­мы раз­ви­тия во­до­род­ной энер­ге­ти­ки РФ и опре­де­ле­ния ее ко­ор­ди­на­то­ра, — со­об­щи­ли в пресс-служ­бе Минэнер­го. — Раз­ра­бот­ка и ре­а­ли­за­ция ука­зан­ной про­грам­мы долж­на со­здать пред­по­сыл­ки для обес­пе­че­ния на­уч­но­тех­но­ло­ги­че­ско­го ли­дер­ства Рос­сии в сфе­ре во­до­род­ной энер­ге­ти­ки».

«Та­кая про­грам­ма дей­стви­тель­но нуж­на, в ней долж­ны быть пред­ло­же­ны ме­ха­низ­мы сни­же­ния ин­ве­сти­ци­он­ных рис­ков круп­ных ка­пи­таль­ных вло­же­ний в объ­ек­ты во­до­род­ной энер­ге­ти­ки и ме­ха­низ­мы под­держ­ки внут­рен­не­го спро­са на во­до­род­ное топ­ли­во», — со­об­щил «Экс­пер­ту» ди­рек­тор Ин­фра­струк­тур­но­го цен­тра Energynet Дмит­рий Хол­кин.

Чем бо­га­ты

По мне­нию боль­шин­ства экс­пер­тов, Рос­сия мог­ла бы стать од­ним из круп­ней­ших иг­ро­ков на ми­ро­вом рын­ке во­до­род­ной энер­ге­ти­ки. «Важ­ны­ми кон­ку­рент­ны­ми пре­иму­ще­ства­ми на­шей стра­ны яв­ля­ют­ся на­ли­чие ре­зер­вов про­из­вод­ствен­ных мощ­но­стей, гео­гра­фи­че­ская бли­зость к по­тен­ци­аль­ным по­тре­би­те­лям во­до­ро­да (стра­ны ЕС, КНР, Япо­ния), а та­к­же на­ли­чие дей­ству­ю­щей ин­фра­струк­ту­ры транс­пор­ти­ров­ки», — от­ме­тил в сво­ем ком­мен­та­рии за­мгла­вы Минэнер­го. «Мы ожи­да­ем, что клю­че­вым рын­ком для рос­сий­ско­го во­до­род­но­го топ­ли­ва ста­нет Китай, а рос­сий­ские энер­ге­ти­че­ские ги­ган­ты ини­ци­и­ру­ют про­ек­ты по про­из­вод­ству на Даль­нем Во­сто­ке, парт­не­ра­ми ко­то­рых та­к­же вы­сту­пят CNPC и Sinopec, — уточ­ня­ет пре­зи­дент Рус­скоА­зи­ат­ско­го со­ю­за про­мыш­лен­ни­ков и пред­при­ни­ма­те­лей (РАСПП) Ви­та­лий Ман­ке­вич. — При­о­ри­тет­ным рын­ком та­к­же оста­ет­ся Япо­ния».

Энер­гия, по­лу­чен­ная при ис­поль­зо­ва­нии воз­об­нов­ля­е­мых

ис­точ­ни­ков (на­при­мер, сол­неч­ных и вет­ря­ных

элек­тро­стан­ций), поз­во­ля­ет про­из­во­дить и хра­нить

Вме­сте с тем, по мне­нию экс­пер­та Фи­нан­со­во­го уни­вер­си­те­та при пра­ви­тель­стве РФ Иго­ря Юш­ко­ва, в странах, где ак­тив­но раз­ви­ва­ет­ся во­до­род­ная энер­ге­ти­ка, это про­ис­хо­дит вы­нуж­ден­но.

«Во­до­род — часть си­сте­мы мер для сни­же­ния за­ви­си­мо­сти от уг­ле­во­до­род­ной энер­ге­ти­ки и в боль­шин­стве слу­ча­ев для сни­же­ния за­ви­си­мо­сти от им­пор­та ис­ко­па­е­мых ви­дов топ­ли­ва», — счи­та­ет он. То есть ес­ли бы у ев­ро­пей­ских стран бы­ло до­ста­точ­ное ко­ли­че­ство соб­ствен­ных за­па­сов неф­ти и га­за, то раз­ви­тие как ВИЭ, так и во­до­род­ной энер­ге­ти­ки про­ис­хо­ди­ло бы го­раз­до мень­ши­ми тем­па­ми, чем сей­час.

Во­до­род­ная энер­ге­ти­ка во мно­гих странах яв­ля­ет­ся эле­мен­том ухо­да от энер­ге­ти­ки на ос­но­ве ис­ко­па­е­мых ви­дов топ­ли­ва к нетоп­лив­ной. «У нас та­кой по­треб­но­сти нет, — счи­та­ет Игорь Юш­ков. — Мы — ми­ро­вые ли­де­ры по за­па­сам га­за и вхо­дим в чис­ло ли­де­ров по за­па­сам неф­ти». Впро­чем, он не ис­клю­ча­ет, что в бу­ду­щем по­треб­ность про­из­вод­ства во­до­ро­да в Рос­сии мо­жет по­явить­ся для его экс­пор­та в дру­гие стра­ны, преж­де все­го в Ев­ро­пу. Но тут есть ряд ню­ан­сов. «Ев­ро­пей­цы хо­тят по­треб­лять толь­ко так на­зы­ва­е­мый зе­ле­ный во­до­род, ко­то­рый

«зе­ле­ный» во­до­род — са­мый чи­стый и наи­бо­лее до­ро­гой,

ес­ли срав­ни­вать спо­со­бы его по­лу­че­ния

про­из­ве­ли ме­то­дом элек­тро­ли­за во­ды, — по­яс­ня­ет Игорь Юш­ков. — А Рос­сия хо­те­ла бы про­из­во­дить во­до­род из при­род­но­го га­за, ис­поль­зо­вав его за­па­сы в ка­че­стве кон­ку­рент­но­го пре­иму­ще­ства». По­лу­ча­ет­ся, что на внут­рен­нем рын­ке Рос­сии во­до­ро­ду слож­но кон­ку­ри­ро­вать с дру­ги­ми ис­точ­ни­ка­ми энер­гии, а при экс­пор­те есть огра­ни­че­ния, свя­зан­ные с про­ис­хож­де­ни­ем во­до­ро­да.

«Для нас эта те­ма мо­жет быть ак­ту­аль­на в кон­тек­сте по­вы­ше­ния эф­фек­тив­но­сти транс­пор­ти­ров­ки, укреп­ле­ния по­зи­ций на ев­ро­пей­ском рын­ке га­за, — со­гла­ша­ет­ся за­ме­сти­тель ру­ко­во­ди­те­ля Фон­да на­ци­о­наль­ной энер­ге­ти­че­ской без­опас­но­сти Алек­сей Гри­вач. — Кро­ме то­го, ко­неч­но, в ши­ро­ком смыс­ле (а не толь­ко в кон­тек­сте га­зо­вой от­рас­ли) необ­хо­ди­мо про­дол­жать фун­да­мен­таль­ные ис­сле­до­ва­ния в сфе­ре без­опас­но­го и эф­фек­тив­но­го ис­поль­зо­ва­ния са­мо­го во­до­ро­да. Как раз для то­го, что­бы раз­ви­вать тех­но­ло­ги­че­ский по­тен­ци­ал в этой об­ла­сти». Ну а боль­шие за­па­сы тра­ди­ци­он­но­го топ­ли­ва для ра­ци­о­наль­но­го и от­вет­ствен­но­го субъ­ек­та — это ни­ка­кое не пре­пят­ствие для тех­но­ло­ги­че­ско­го раз­ви­тия, а ско­рее стар­то­вый бо­нус, счи­та­ет он. ■

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.