Водородный триколор

Водородная энергетика стала в 2020 году одной из самых обсуждаемых тем в области декарбонизации. Заниматься ею готовы и российские компании, которые до сих пор не видят серьезного будущего альтернативной генерации, но признают перспективы водорода как части энергобаланса в будущем. «Газпром» и НОВАТЭК уже подтвердили свои планы по развитию этой сферы, но, несмотря на оптимизм, главными проблемами водородной энергетики остаются ее дороговизна и отсутствие рынка.

В начале декабря стало известно, что «Газпром» создал специализированную дочернюю компанию «Газпром водород» для реализации проектов в этой области. Как пояснял начальник управления энергосбережения и экологии газовой монополии Александр Ишков, компания будет заниматься реализацией инновационных пилотных проектов, созданием технологий низкоуглеродного хранения, транспортировки и применения метановодородных смесей и водорода. Одним из первых предложений новой структуры стало строительство крупного завода по производству H2 из метана в Германии около выхода на берег ниток магистрали «Северный поток-1» и второй очереди этого газопровода. По словам Александра Ишкова, для производства на германском активе может использоваться и электроэнергия, полученная из возобновляемых источников (ВИЭ).

Кроме того, у «Газпрома» есть идея поставлять водород по трубопроводам из России в Европу с реверсными поставками из ЕС в Россию углекислого газа для использования или захоронения. «Этот проект до конца не просчитан, но предварительно говорит, что он может давать более дешевый низкоуглеродный водород для Европейского союза без строительства огромной инфраструктуры, скажем, для электролиза и для возобновляемых источников»,— говорил Александр Ишков. На данный момент «Газпром» производит 360 тыс. тонн водорода в год (в целом в России объем выпуска — около 5 млн тонн, мировое потребление — 72 млн тонн), из которых до 10 тыс. тонн монополия могла бы поставлять потенциальным потребителям со следующего года. Но главным условием для этого является наличие у потребителя технологий транспортировки водорода, поскольку этой инфраструктуры ни в жидком, ни в баллонном либо сорбированном виде пока нет. Сложность перевозки или прокачки водорода являются основной причиной медленного развития этого сектора.

След в природе

Большое будущее водороду обусловлено тем, что это самый распространенный элемент на Земле и даже в космосе, а продуктом его сгорания в кислороде является вода, которая может снова запускаться в оборот производства. Но главным плюсом для нефтегазовых компаний, которые хотят войти в эту сферу, является то, что им не придется отказываться от производства традиционных углеводородов, а можно просто вписать водород в свою действующую бизнес-модель. Сейчас более 90% водорода в мире производится из метана (метод парового риформинга метана, SMR), для чего водяной пар при большой температуре смешивается с метаном под давлением с катализатором. Себестоимость такого процесса — около $2–5 за 1 кг водорода. Также водород можно делать с помощью энергии атома, угля, воды и биомассы. В зависимости от технологии производства водород различают по цвету. Так, продукт SRM в этой классификации называется «серым», аналогичный метод, но с улавливанием СО2 — «голубым», а водород из воды с использованием ВИЭ — «зеленым».

В «Газпроме» подобное разделение сравнивают с дискриминацией различных национальностей по цвету кожи. По словам Александра Ишкова, главное в водороде — сколько было выброшено или нет парниковых газов при его производстве, то есть классифицировать сырье нужно по углеродному следу. «Поскольку есть масса перспективных технологий, и если каждую технологию по цвету делать, я думаю, что не хватит цветов радуги»,— отметил он. Аналогичного мнения придерживаются и в НОВАТЭКе. Глава компании Леонид Михельсон отмечал, что экономика «зеленого» водорода очень сложна и дорога, и, наверное, начинать надо с более доступных цен.

Европа не ищет легких путей

У самой ЕС, принявшей в июле 2020-го стратегию развития водородной энергетики до 2050 года, приоритетом является выпуск именно «зеленого» водорода с использованием энергии ветра и солнца. К 2030 году, согласно документу, мощности электролизеров будут увеличены до 40 ГВатт, а производство водорода — до 10 млн тонн в год. При этом, как пояснял в конце октября в ходе XIII Евразийского экономического форума глава Total Патрик Пуяннэ, водород может стать частью энергобаланса в будущем, но для начала нужно создать рынок. Сама Total предполагает строить завод по производству «зеленого» водорода во Франции и «голубого» — в Нидерландах. По словам главы Total, сейчас стоимость производства «голубого» водорода составляет около €3 за 1 кг, а «зеленого» — около €10 за 1 кг. К 2050 году этот показатель предполагается снизить до $1 за 1 кг. Но основные траты компаний придутся на создание системы транспортировки.

По мнению президента «Российского газового общества» Павла Завального, для прокачки водорода можно использовать современные газовые магистрали с полимерным внутренним гладкостным покрытием (железные трубы под воздействием водорода становятся хрупкими). Подходящие современные трубы проложены от месторождений Ямала и в Балтийском море. Господин Завальный пояснил, что на первом этапе будет приниматься решение об использовании метано-водородной смеси с содержанием водорода не менее 5%. Повышение этого показателя до 10% снижает выбросы CO2 в два раза. Но, предупредил эксперт, развитие водородной энергетики — это задача, сложность которой нельзя недооценивать.

Первый шаг

Учитывая это, в России стараются не отставать от Запада, так что власти в октябре утвердили план мероприятий по развитию водородной энергетики до 2024 года, который, правда, пока ограничивается общими формулировками. Как отмечал вице-премьер Александр Новак в конце декабря, водородная энергетика — это действительно перспективный вид энергии, который будет играть большую роль в снижении углеродного следа, и «Россия здесь может быть одним из лидеров на мировых рынках, и не только с точки зрения поставок водорода, но и с точки зрения самих технологий».

Воплощать проекты в области водорода уже начала компания НОВАТЭК, которая 10 декабря заключила соглашение c «Сименс энергетикой» по декарбонизации производства сжиженного природного газа (СПГ), и это соглашение включает сотрудничество в сфере водородной энергетики. В его рамках стороны договорились заместить топливный газ, используемый при производстве электроэнергии и СПГ, углеродно нейтральным водородом. Так, НОВАТЭК для сокращения выбросов СО2 модернизирует под водород одну из восьми газовых турбин SGT-800 производства Siemens на электростанции, снабжающей завод по сжижению газа «Ямал СПГ». В перспективе компания рассчитывает также на производство и экспорт «голубого» и «зеленого» водорода. Для выпуска углеродно нейтрального сырья НОВАТЭК планирует строить ветропарки на Ямале, Гыдане, а также, возможно, в Мурманской области и на Камчатке.

В то же время никто в России не собирается отказываться от традиционных углеводородов. Как подчеркивали в Минэнерго, процесс развития водородной энергетики не должен носить дискриминационный характер по отношению к традиционным источникам, которые, по мнению властей, тоже могут быть «вполне экологически чистыми».