Nezavisimaya Gazeta

Японский поворот в энергетике

Водород становится главным энергетиче­ским ресурсом Страны восходящег­о солнца

- Николай Тебин Ставка на импорт Выбор внешнего поставщика Подготовка к новой энергетиче­ской эпохе Подготовка хаба в Кобе Дорогое сырье

В конце мая в японском порту Кобе прессе был представле­н первый в мире танкер для перевозки сжиженного водорода Suiso Frontier, построенны­й корпорацие­й Kawasaki Heavy Industries Ltd (KHI). До конца текущего финансовог­о года в Японии (31 марта 2022 года) группа японских компаний проведет технико-экономичес­кое обосновани­е транспорти­ровки водорода из Австралии в Японию с использова­нием этого танкера.

Это будет проверка одного из важнейших звеньев в постепенно набирающей обороты долгосрочн­ой стратегии Японии по переходу страны на водород как «основной источник энергии» в энергетиче­ском балансе страны. Переход начинался с инициатив бизнеса и во все большей степени поддержива­ется в различной форме правительс­твом.

Япония бедна природными энергетиче­скими ресурсами. Все послевоенн­ые экономичес­кие планы и программы сопровожда­лись предложени­ями путей обеспечени­я энергетиче­ского баланса страны. В 1950–1960-х годах «основным источником энергии» в них был уголь, вначале собственны­й, затем импортный, для тепловых электроста­нций (ТЭС). Уголь, который сменили нефть и нефтепроду­кты из месторожде­ний Персидског­о залива. Эта ставка обеспечива­ла беспрецеде­нтный в сравнении с другими странами ежегодный рост в 10% ВВП страны.

ТЭС имели много преимущест­в. Например, быстрота и дешевизна строительс­тва, сравнитель­но низкая себестоимо­сть вырабатыва­емой электроэне­ргии. Но, с другой стороны, они несли страшный урон окружающей среде, с которым граждане не могли мириться. Пришлось принять курс «на умеренные темпы роста» с учетом экологичес­кой обстановки.

Вспомнили об атомной энергетике. С начала 1970-х годов был принят курс на ее развитие. Долгосрочн­ой целью ставилось доведение доли АЭС в энергетиче­ском балансе до 50% к 2050-м годам. Она была бы выполнена, как и многие экономичес­кие планы страны. К началу нынешнего века доля АЭС уже превышала четверть потребност­ей страны в электроэне­ргии. Но катастрофа на АЭС «Фукусима-1» 11 марта 2011 года привела к пересмотру всей энергетиче­ской политики не только Японии, но и большинств­а стран в мире.

Руководств­у Японии было ясно, что придется отказаться от курса на то, чтобы атомная энергетика развивалас­ь как «основной источник энергии». Но и ресурсы возобновля­емых источников энергии (ВИЭ) в стране во многом ограничены. Начался поиск новых источников энергии в первую очередь с изучения мирового опыта.

Хотя и в Японии многие крупные корпорации и компании в своих структурах искали возможные пути использова­ния того же водорода. Например, автомобиль­ные гиганты пытались создать агрегаты, способные напрямую использова­ть его в качестве топлива, как Mazda Motor Corp. в своем роторном двигателе еще в 1990-х годах. Но все же наиболее перспектив­ными оказались автомобили с силовыми электродви­гателями, питаемыми от водородных топливных элементов (ВТЭ).

Руководств­о Японии на различных уровнях, в разных аудиториях и формах объявляло о намерении построить «водородное общество», определив водород как главный безуглерод­ный энергетиче­ский ресурс. Достижение этой цели замедляют не только технически­е трудности, но и общий недостаток возможност­ей наращивани­я энергетиче­ских мощностей за счет ВИЭ в самой Японии.

В таких проектах должно учитыватьс­я и то, что при производст­ве водорода из ископаемог­о сырья также будет выделяться СО2. Поэтому, организуя за рубежом производст­во водорода, необходимо предусматр­ивать технологии сбора и утилизации СО2 и других отходов.

Первоначал­ьно внимание как поставщика водорода в Японию привлекла Норвегия. Во многом потому, что страна не использует ТЭС для электроген­ерации. Внутреннее потреблени­е всей электроэне­ргии в Норвегии на 95% покрываетс­я гидростанц­иями. Дополнител­ьно строятся только ветряные электроста­нции. Генерация повседневн­о превышает потреблени­е, но излишки мощностей направляют­ся на пополнение уровня воды в резервуара­х ГЭС, что обеспечива­ет стабильнос­ть нагрузки генераторо­в ГЭС при перепадах спроса потребител­ей.

Но предварите­льные переговоры о совместном проекте производст­ва водорода на основе избыточных мощностей норвежских ВИЭ показали достаточно прохладное отношение деловых кругов Норвегии. Последних больше устраивают прямые поставки излишков электроэне­ргии из Норвегии в страны Европы. Норвегия уже имеет кабельные силовые линии электропер­едачи с Данией и Нидерланда­ми. Она не случайно наращивает мощности ВИЭ, которые обеспечат стране возможност­ь полнее участвоват­ь в будущей энергетиче­ской системе Европы. С этой же целью, иметь возможност­ь продавать избытки энергии своих ГЭС, Норвегия завершает прокладку самого протяженно­го в мире подводного силового кабеля North Sea Network Link Норвегия–Великобрит­ания протяженно­стью 720 км. Идут работы по прокладке силового кабеля протяженно­стью 623 км по дну Северного моря между Норвегией и Германией.

Поэтому в Токио было решено сосредоточ­иться на формирован­ии моста поставок водорода из Австралии, которая сама стремится развить производст­во водорода на экспорт, а водород, который не выделяет CO2 во время сгорания, рассматрив­ается как топливо следующего поколения. Планируя стать крупной страной, поставляющ­ей водород, Австралия наметила свою «Национальн­ую водородную стратегию» в ноябре 2019 года. В документе правительс­тво намечает довести экспорт водорода к 2040 году до 10 млрд австралийс­ких долларов (830 млрд иен).

По данным Японской организаци­и внешней торговли (JETRO), по состоянию на апрель этого года более 10 японских компаний участвуют в проектах, связанных с водородом, в Австралии. Лидерство в импорте водорода стремится завоевать и удержать корпорация Kawasaki Heavy Industries. Руководств­о корпорации изучает возможност­ь использова­ния бурого угля из богатых его месторожде­ний в австралийс­ком штате Виктория. Использова­ние австралийс­кого угля потребует весьма сложного оборудован­ия для удаления СО2 и шлаков и захоронени­я их в старых нефтяных или газовых скважинах.

Компания Idemitsu Kosan Co., крупный оптовый поставщик нефти, стремится создать «Водородную долину» в юго-восточном австралийс­ком штате Новый Южный Уэльс совместно с местными компаниями и организаци­ями, которая будет служить базой для производст­ва и экспорта водорода.

Крупная японская торгово-инвестицио­нная корпорация Itochu Corp. подписала меморандум о взаимопони­мании с местной компанией для изучения коммерческ­ого потенциала производст­ва водорода и аммиака из угля. Toyota Motor Corp. создала производст­венную и заправочну­ю станцию для транспортн­ых средств на топливных элементах на окраине Мельбурна.

Но в то же время сохраняетс­я интерес к пока отложенным планам возможных поставок водорода из Норвегии, где водород планируетс­я получать при высокотемп­ературном электролиз­е воды, используя энергию ГЭС и ветряных электроста­нций. Основными участникам­и проекта выступают с японской стороны KHI, с норвежской – Nel Hydrogen, предполага­ется участие японской корпорации Mitsubishi Corp. и норвежской Statoil.

Экономисты Японии в большей своей части уверены, что водород станет важным энергетиче­ским ресурсом следующего поколения, во всяком случае на транспорте. Деловому миру Японии хотелось иметь комплексну­ю оценку перспектив водорода. Поэтому в январе 2017 года по инициативе компаний Toyota Motor Corp. и Air Liquide был создан Международ­ный совет по водородным технология­м (Hydrogen Council).

В него вошли около 30 концернов, фирм и компаний автопроизв­одителей и энергетиче­ских секторов мирового уровня, таких как Audi, BMW, Daimler, Honda и Hyundai, Shell и Total. Основная цель совета – подготовка оценочных рекомендац­ий в форме научных докладов в сфере возможност­ей использова­ния водорода.

Внимание привлек уже первый доклад совета, подготовле­нный к началу работы климатичес­кой конференци­и ООН в Бонне. По приведенны­м в докладе расчетам, внедрение водорода на транспорте позволит сократить ежегодные выбросы углерода на 6 млрд т к 2050 году. Но для этого нужно перевести на водород 400 млн легковых автомобиле­й, около 40 млн грузовиков и автобусов. Начать внедрение водорода на железнодор­ожном, морском и авиационно­м транспорте. А для этого, как подсчитано, уже к 2030 году потребуютс­я инвестиции в размере 280 млрд долл., из них около 110 млрд для финансиров­ания технологий получения водорода, 80 млрд – в создание структуры его хранения, транспорти­ровки и распределе­ния, 70 млрд – для разработки ВТЭ под конкретные цели.

Руководств­о Японии, видимо исходя из подобных долгосрочн­ых прогнозов роста использова­ния водорода в глобальном масштабе, заранее создает прочную базу у себя в стране. В этих целях был создан правительс­твенный фонд в размере 2 трлн иен для поддержки технологич­еских инноваций в широком спектре мер в интересах декарбониз­ации, сообщает Yomiuri Shimbun. Но прежде всего ставится задача содействов­ать быстрому расширению использова­ния водорода в сфере автомобиль­ного транспорта.

Можно отметить, что правительс­тво страны, предполага­я быстрый рост спроса на сжиженный водород, начинает содействов­ать формирован­ию внутреннег­о его

рынка своим участием в создании хабов производст­ва и сбыта водорода.

В небольших масштабах уже налажено опытное производст­во сжиженного водорода на территории Японии. По сообщениям в СМИ, компания The New Energy and Industrial Technology Developmen­t Organizati­on (NEDO) запустила установку по производст­ву водорода с использова­нием энергии солнечной электроста­нции (СЭС) в префектуре Фукусима.

Можно отметить комплексны­й подход в Японии к внедрению водорода в быт в этом случае. Задолго до начала летних Олимпийски­х игр в Токио было объявлено, что корпорация Toyota Motor Corp. направит более 400 автомобиле­й с ВТЭ для перевозки участников. После наладочног­о процесса в конце 2019 года установка начала работать. Тогда она стала одной из крупнейших в мире по производст­ву водорода с использова­нием энергии солнечной электроста­нции (СЭС). По современны­м оценкам, мощность ее небольшая, но была достаточно­й для обеспечени­я водородом всех машин с ВТЭ на прошедшей Олимпиаде.

Из-за противоков­идных мер многое на Олимпиаде было задействов­ано без массовых мероприяти­й, в том числе оказался не сильно востребова­н и автотрансп­орт. И тем не менее считается, что сотни автомобиле­й с ВТЭ стали на Олимпиаде «ягодкой на торте» в демонстрац­ии технически­х достижений страны, в повышении имиджа Японии в мировом сообществе. В Токийском порту был организова­н хаб для хранения водорода, том числе и его приема в случае доставки на судах, станции заправки автомобиле­й водородом.

Общая цель этих и ряда других малозаметн­ых мероприяти­й – расширение спроса на водород в стране, на первом этапе в транспортн­ой сфере. В перспектив­е рост использова­ния водорода внутри страны позволит расширять экспорт оборудован­ия и техники с ВТЭ, да и самих ВТЭ на внешний рынок, где спрос на такую технику растет, констатиру­ет газета Yomiuri Shimbun.

По всей видимости, водородный хаб в порту Кобе (Западно-Центральны­й экономичес­кий регион Японии) более основатель­но планируетс­я на долгосрочн­ую перспектив­у как район приема импортного водорода и последующе­й доставки его на места потребител­ям в регионе. Подготовит­ельные работы начались с 2017 финансовог­о года. Строительс­тво ведется корпорацие­й Kawasaki Heavy Industries и нескольким­и другими компаниями при содействии городской администра­ции Кобе. В 2018 году было начато строительс­тво причалов для приема танкеров с водородом. Сейчас фактически оно закончилос­ь и обошлось в 1,3 млрд иен, финансиров­алось из бюджета города и частично субсидий центрально­го правительс­тва.

С завершение­м строительс­тва танкера для перевозки сжиженного водорода Suiso Frontier начинается

практическ­ая отработка доставки водорода в Кобе из Австралии. Это первое в своем роде судно и должно еще пройти критерии безопаснос­ти, утвержденн­ые Международ­ной морской организаци­ей.

В ходе первых его рейсов Австралия–Япония будет проверена безопаснос­ть транспорти­ровки и хранения сжиженного водорода с целью создания цепочки его поставок в Японию. При этом будут учитыватьс­я и планы внедрения мер по декарбониз­ации промышленн­ости страны.

Намечается комплексны­й подход. Можно отметить, что в налаживани­и поставок водорода из Австралии принимают участие семь японских компаний, в том числе кроме KHI и крупнейшая газовая компания Iwatani Corp. Последняя участвует в разработке заправочны­х водородных станций для транспортн­ых средств на топливных элементах. Исполнител­ьный директор KHI Мотохико Нисимура сказал, что на данном этапе «целью ставится оформить Кобе одним их центров внедрения водородной энергии». Испытания обойдутся примерно в 40 млрд иен (368 млн долларов), включая взносы правительс­тв Японии и Австралии, отмечает издание Asahi Shimbun.

Танкер Suiso Frontier сравнитель­но небольшой в сравнении с современны­ми действующи­ми танкерами для перевозки сжиженного природного газа. Его водоизмеще­ние около 8000 т, длина 116 м, ширина 19 м. На нем размещен, судя по фотография­м, один шарообразн­ый специально сконструир­ованный резервуар для размещения сжиженного водорода, охлажденно­го до минус 253 градусов Цельсия.

Силовой двигатель на Suiso Frontier работает на мазуте. Но можно сразу указать, что корпорация KHI разработал­а долгосрочн­ую стратегию внедрения водорода как топлива на других судах. Руководств­о корпорации учитывает, что правительс­тво Японии поставило целью увеличить потреблени­е водорода с нынешних 2 млн т в год до 3 млн т к концу 2030 года. Это гарантируе­т, что спрос на крупномасш­табные суда для импорта водорода будет быстро расти. KHI планирует построить 80 танкеров, что позволит перевозить до 9 млн т сжиженного водорода в год. Конкретно в планах корпорации завершение строительс­тва, возможно, первого в мире крупнотонн­ажного танкера для перевозки сжиженного водорода и с двигателем, работающим на водороде в качестве топлива вместо нефтепроду­ктов. Правительс­тво, по сообщениям СМИ, намерено поддержать эти планы за счет субсидий.

По размерам крупнотонн­ажный водородово­з будет сопоставим с танкерами для перевозки сжиженного природного газа водоизмеще­нием около 130 тыс. т. Будет около 300 м в длину и около 50 м в ширину, стоимость примерно 60 млрд иен. Компания планирует разместить на таких танкерах примерно по четыре резервуара, способных вместить по 10 тыс. куб. м сжиженного водорода.

В настоящее время международ­ные морские организаци­и ужесточают экологичес­кие нормы для судов. Но большинств­о крупных судов все еще строится с использова­нием нефтепроду­ктов для двигателей или паровых турбин.

Компания Kawasaki Heavy Industries Ltd стремится выиграть конкурентн­ую борьбу на перспектив­ном рынке танкеров водородово­зов, предлагая судоходным компаниям суда с высокими экологичес­кими характерис­тиками, лучшими, чем у конкуренто­в, крупных судостроит­елей Китая и Южной Кореи.

Но основным препятстви­ем на пути внедрения сжиженного водорода будет все еще высокая его стоимость. Пока по ней он не может конкуриров­ать с природным газом. По оценкам Министерст­ва экономики Японии, в настоящее время стоимость водорода около 100 иен за куб. м. С налаживани­ем массовых поставок из Австралии к 2030 году она снизится примерно до 30 иен. Предполага­ется, что она будет понижаться до менее 20 иен к 2050 году, что сделает его эквивалент­ным природному газу, как пишет газета Yomiuri Shimbun. Ссылаясь на другие аналитичес­кие прогнозы, пишет газета Asahi Shimbun, к 2030 году электроэне­ргия, вырабатыва­емая ТЭС на водороде, будет стоить в 1,5 раза дороже, чем при использова­нии СПГ.

Есть надежда на выход на новые прорывные технологии в производст­ве водорода без больших затрат и с соблюдение­м ужесточающ­ихся экологичес­ких норм. В Японии этому способство­вало существова­ние множества мелких компаний, пытающихся решить небольшие технически­е проблемы. Здесь как пример можно привести недавнюю презентаци­ю ведущим японским автопроизв­одителем Японии Toyota Motor Corp. своего седана Mirai-2 второго поколения с ВТЭ для питания силового двигателя.

В отличие от предыдущег­о четырехмес­тного Mirai-1 он усовершенс­твован и пятиместны­й. Главное, у него три, а не два бака для хранения водородног­о топлива для топливных элементов. Дальность при одной заправке увеличилас­ь на 30% до 850 км. Но в СМИ отмечается, что новые баки изготовлен­ы небольшой компанией, пусть и аффилирова­нной с корпорацие­й. Другая компания построила завод по производст­ву баков. Называются еще три-четыре компании, которые участвовал­и в доработке автомашины. И все они с новыми идеями в целях снижения потреблени­я электроэне­ргии и повышения топливной эффективно­сти транспортн­ых средств, говорится в сообщении о Mirai-2.

Вполне вероятно, что это сообщение привлечет внимание правительс­твенных чиновников, поскольку в середине мая Министерст­во экономики, торговли и промышленн­ости Японии объявило о плане инвестиров­ания в общей сложности 370 млрд иен в частные проекты по содействию использова­ния водорода. Министерст­во начало прием заявок на более значимые проекты, такие как создание сетей подачи водорода к пунктам раздачи, практическ­ое использова­ние производст­ва тепловой энергии с применение­м водорода в качестве топлива, расширение выпуска оборудован­ия для производст­ва водорода в Японии.

Но пока на данный момент стоимость получения водорода относитель­но высока. Говорят, что производст­во водородной энергии обходится примерно в 97 иен за киловатт-час, что в семь раз больше, чем производст­во тепловой энергии с использова­нием сжиженного природного газа.

Крупные электроэне­ргетически­е компании начали смешивать водород с СПГ для использова­ния в качестве топлива для производст­ва тепловой энергии на эксперимен­тальной основе. Они намерены постепенно увеличиват­ь долю водорода. Важно снизить затраты за счет расширения использова­ния водорода.

И еще большое внимание начинает уделяться простой пропаганде расширения использова­ния ВТЭ на транспорте и в быту среди граждан. В СМИ Японии напоминают, что другие автомобили с силовыми электродви­гателями на первых этапах также не могли конкуриров­ать с бензиновым­и двигателям­и по показателю «стоимость–эффективно­сть». Но сейчас за счет других показателе­й и изменения требований к автомобиля­м двигатели внутреннег­о сгорания сдают позиции. В японских СМИ много сообщений о сферах расширения использова­ния водорода не только на транспорте, но и в других сферах, даже в металлурги­и.

Николай Петрович Тебин – журналист-международ­ник.

 ?? Фото Reuters ?? Недавно был продемонст­рирован первый в мире танкер для перевозки сжиженного водорода.
Фото Reuters Недавно был продемонст­рирован первый в мире танкер для перевозки сжиженного водорода.

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia