Водородная энергетика

Водородная энергетика

В настоящее время многие страны рассматривают водородную энергетику как одно из ключевых направлений национальных низкоуглеродных стратегий.

В Российской Федерации развитие данной отрасли ведется в соответствии со следующими документами:

Перспективные области использования водорода как энергоресурса:

производство (а также в долгосрочной перспективе хранение) тепло- и электроэнергии;
транспортный сектор;
промышленность;
бытовое применение.

Современные методы производства водорода

К настоящему времени мировой промышленностью освоены различные технологии производства водорода, особенности которых зависят как от используемого сырья, так и от способов получения энергии.

Основные способы производства водорода

Электролиз воды

Паровая конверсия (риформинг) метана

Пиролиз метана

—

Высокие затраты электроэнергии на единицу производимого водорода

—

Выделяется СО2

+

СО2 не выделяется (природный газ разлагается на водород и углерод в твердой форме)

—

Высокая стоимость оборудования

—

Даже при установке соответствующего оборудования полное улавливание СО2 невозможно

+

Существует возможность получения ценных продуктов в виде твердого углерода (графита, графена, фуллеренов и др.)

—

Высокая себестоимость производимого водорода

—

Улавливание СО2 не является рентабельным решением и существенно увеличивает стоимость водорода

+

При использовании электричества из энергосистемы имеет преимущества в части «углеродного следа» по сравнению с электролизом воды из-за низкого потребления энергии

—

Значительный углеродный след в случае использования электричества из энергосистемы

+

Надежная отработанная технология

=

Удельные выбросы ПГ при электролизе воды и плазменном пиролизе с использованием возобновляемого электричества сопоставимы

Прямые выбросы СО2, кг СО2/кг H2

0

8,85

0

Минимальное энергопотребление, кДж/моль Н2

286

27

37

Планы «Газпрома» в сфере водородной энергетики

В Группе Газпром к числу приоритетных относят следующие направления развития водородной энергетики на основе природного газа:

создание технологий производства водорода из природного газа без выбросов диоксида углерода с целью последующей реализации проектов его промышленного производства, в том числе за рубежом, или экспортных поставок;
проведение комплексной оценки воздействия водорода на целостность и устойчивость системы газоснабжения с целью возможной транспортировки метано-водородных смесей;
производство и применение метано-водородного топлива в газотурбинных двигателях газоперекачивающих агрегатов и при производстве электроэнергии;
создание на газоперерабатывающих объектах мощностей по доведению качества водородсодержащего газа до требований потребителя, соответствующей инфраструктуры хранения и отгрузки водорода.

Для организации работы по данным направлениям создана специализированная компания ООО «Газпром водород».

13 октября 2021 г. между Правительством Российской Федерации и ПАО «Газпром» подписано Соглашение о намерениях в области развития водородной энергетики и декарбонизации промышленности и транспорта на основе природного газа.

В рамках совместной работы с профильными министерствами разработана соответствующая «дорожная карта» с учетом приоритетных направлений водородной энергетики на основе природного газа (утверждена Заместителем Председателя Правительства Российской Федерации А.В. Новаком 1 декабря 2021 г.).

«Дорожная карта» разработана в целях:

выбора оптимальных проектов для масштабирования технологий и обеспечения запуска первых пилотных проектов водородной энергетики на основе природного газа;
развития конкурентоспособных отечественных технологий производства низкоуглеродного водорода из природного газа, хранения, транспортировки и применения водорода;
определения геологических структур (в том числе подземных хранилищ газа), пригодных для закачки и хранения диоксида углерода, а также развития экономически и технически обоснованных технологий по улавливанию, хранению и использованию диоксида углерода;
развития газификации объектов энергетики, промышленности и транспорта для снижения совокупного объема выбросов углекислого газа;
подготовки предложений по созданию нормативно-правовой базы, необходимой для обеспечения функционирования водородной энергетики и декарбонизации промышленности и транспорта на основе природного газа.