Климат-контроль. Почему Европа делает ставку на водород и что предлагают Украине

Природные катаклизмы заставили мир серьезно задуматься о влиянии человечества на окружающую среду. Отдельные страны и целые блоки усилено работают в направлении климатической нейтральности. Значительную роль в этой концепции должна сыграть водородная экономика. Как Евросоюз кардинально меняет энергетический баланс и где в этой истории место Украины — ниже в материале РБК-Украина.

Масштабные пожары и наводнения в Европе этим летом в очередной раз подняли вопрос климатических изменений. Глобальное потепление из «страшилок» ученых и экоактивистов буквально за несколько лет превратилось в реальную проблему для всего цивилизованного мира. Ведь жертвами его последствий теперь становятся не только жители стран третьего мира, но и законопослушные налогоплательщики как в уютном немецком городке, так и на греческом курорте. И они ждут от своих правительств ответа на «климатический вопрос».

Вскоре после знаменитой речи Греты Тунберг на климатическом саммите ООН — в декабре 2019 года — Европейский Союз представил свой «Зеленый курс» (Green Deal). Эта амбициозная инициатива предполагает, что к 2050 году Европа станет первым климатически нейтральным континентом. Проще говоря, выбросы должны быть снижены до уровня, который может поглощать природа без повышения средней температуры на планете.

«Зеленый курс», по сути, своей политический документ, но затрагивает все сферы экономики. Прежде всего речь идет о постепенном отказе от использования ископаемых ресурсов (уголь, нефть и газ), на которые приходится свыше 75% парниковых выбросов. Альтернативой выступают возобновляемые источники энергии (ВИЭ) — ветер, солнце и вода. Их доля на европейском энергорынке в прошлом году впервые превысила традиционные ресурсы (38,2% против 37%).

Однако устойчивый рост рынка ВИЭ и даже снижение их стоимости не решают проблему полностью. Эта генерация зависит от погодных условий, возникают сложности с хранением и транспортировкой полученной энергии, ведь ее объекты зачастую расположены далеко от центров потребления — как следствие, идут потери. В существующих реалиях сложно представить масштабную систему, которая бы полностью работала на ВИЭ.

Потому назрела необходимость подобрать другой, транзитный, источник «чистой» энергии. Топливо, которое может заменить газ на ТЭЦ, нефтепродукты для транспорта и уголь в металлургии. Которое потенциально можно производить практически повсюду, легко перемещать и накапливать без особых потерь. Выходом стал водород. Меньше чем через год после «Зеленого курса» ЕС представил свою Водородную стратегию до 2050 года, где Украина отмечена как один из приоритетных партнеров.

Альтернатива карбону

Водород — самый распространенный химический элемент во Вселенной (75%). На Земле при стандартных условиях и давлении представляет собой легкий и нетоксичный двухатомный газ (H2). Его теплотворность в три раза выше чем у природного газа, и в семь — чем у каменного угля. Однако на нашей планете в чистом виде водорода практически нет, хотя он и входит в состав многих органических веществ (самое известное это вода). Из них и выделяют H2.

Простейший и самый дешевый способ добыть сегодня этот газ — паровая конверсия метана или газификация угля. Но в итоге в атмосферу все равно уходит значительное количество СО2. Это так называемый «серый водород», на него сейчас приходится 95% мирового производства. Технология, при которой углекислый газ улавливают, а потом закачивают в подземные хранилища или используют в химических процессах дает «голубой водород».

Еще два основных способа — это электролиз воды. В первом случае при помощи излишков энергии, выработанной на АЭС («желтый/розовый водород»), этот процесс считается близким к климатической нейтральности, но радиоактивные отходы атомной генерации вредны для экологии. И так называемый «зеленый водород», в производстве которого используют ресурс возобновляемых источников. Эта технология сопряжена с большими потерями энергии и все еще дорого стоит.

Дальше полученный газ можно перевести в жидкое состояние или транспортировать по трубам — для этого нужно строить новые сети, либо модернизировать существующие. Эксперименты на старых ГТС зачастую показывают значительные потери ресурса при прокачке. Пока же в отдельных странах водород добавляют в природный газ, в идеале концентрация на существующих трубопроводах может доходить до 20%.

В Европе «зеленый» H2 уже используют в разных сферах, но локально. К примеру, в Англии и Нидерландах им отапливают отдельные дома, в Германии на водородных топливных элементах ходят несколько поездов, в Австрии с его помощью выплавляют низкоуглеродную сталь. Пока это немногочисленные и скорее имиджевые проекты с прицелом на будущее.

Водородная стратегия Евросоюза предполагает, что к 2024 году блок установит электролизеры общей мощностью 6ГВт (1 млн тонн чистого H2), до 2030 года — 40 ГВт (10 млн тонн). А к 2050 году водород и ВИЭ должны полностью заменить ископаемые ресурсы. ЕС рассчитывает, что к тому моменту инвестиции только в производственные мощности составят до 470 млрд евро. Закономерный вопрос: кто за это заплатит?

В Европе полагают, что финансировать «зеленый переход» должны как правительства, так и частный сектор. На первых порах водородные проекты спонсируют специальные фонды и глобальные инициативы, но чем большим будет объем инвестиций в эту отрасль, тем скорее она станет рентабельной и сможет противостоять традиционным источникам энергии.

Хотя расчет идет не только на добрую волю инвесторов. Чтобы стимулировать бизнес вкладываться в водород и ВИЭ, а также уменьшать выбросы — в Евросоюзе действуют квоты на СО2 по принципу биржи, их планируют с каждым годом урезать. Сейчас цена за тонну парниковых газов составляет 56 евро. А месяц назад Еврокомиссия представила углеродный сбор уже для импортеров, который начнут взимать уже в 2026 году.

Реклама

Все эти инициативы, ожидаемо, вызывают восторг далеко не у всех стран ЕС. Развитие зеленой энергетики, а тем более — водородной, требует больших финансовых ресурсов, которыми располагают далеко не все участники блока. По факту же новые ограничения и климатические амбиции лидеров Евросоюза заставляют их в довольно сжатые сроки перестраивать свою экономическую модель.

Однако дискуссия идет и между передовыми странами ЕС. Прежде всего за то, какой H2 считать «чистым». Главным идеологом упомянутой Водородной стратегии, очевидно, выступила Германия. Ведь там четко обозначено, что все усилия должны быть направлены на производство «зеленого водорода». Берлин вкладывает в это направление значительные средства.

В свою очередь Франций, которая обладает мощной атомной энергетикой, пытается сбить этот курс в сторону «желтого водорода», как промежуточный этап до масштабного перехода на пока дорогой ресурс, произведенный с помощью ВИЭ. Свои интересы отстаивают и Норвегия с Нидерландами — их объемы природного газа и освоенная технология улавливания CO2 лучше всего подходят для выработки «голубого водорода».

Бремя возможностей

Украина пока не спешит ввязываться в этот спор. Любой из предложенных вариантов можно освоить и применить в наших условиях. У страны большая атомная генерация, есть свой газ и огромный потенциал для развития ВИЭ. Но пока нет ответа на ключевой вопрос: кто конечный потребитель водорода, который здесь можно производить?

«Для внутренней экономики нам декарбонизированный водород сейчас не нужен, потому что это реально дорого. Эта отрасль будет развиваться, на нее выделяют миллиардные бюджеты в ЕС, ее двигают, технологии будут дешеветь. Так что нужно проводить испытания, внедрять стандарты безопасности, создавать партнерства с иностранными компаниями и реализовывать пилотные проекты, демонстрируя не на словах, а на деле, свой потенциал. Уже через десять лет у нас будут элементы водородной экономики», — объяснил изданию советник главы «Нафтогаза» по зеленому курсу ЕС Алексей Рябчин.

При этом Украина также следует за климатическим трендом, страна намерена к 2030 году сократить выбросы парниковых газов до 65% от уровня 1990 года. Трансформация в первую очередь коснется энергетики, агросектора, ЖКХ, энергоэффективности, промышленности и транспорта. Предварительные расчеты показывают, что для этого понадобится около 100 млрд евро внешних и внутренних инвестиций.

Германия в рамках «сделки» с США по «Северному потоку — 2» уже обязалась создать для Украины «Зеленый фонд» для перехода на альтернативную энергетику размером в миллиард долларов. Первый взнос самого Берлина в эту историю пока предполагает скромные 175 млн долларов. Эту цифру невозможно сравнить ни с реальными потребностями для развития «зеленого» сектора в среднесрочной перспективе, ни с потерями, которые понесет Украина в случае отмены транзита газа из России.

И, конечно, использование украинской ГТС для прокачки водорода в ближайшие десять лет не станет спасением, если контракт с «Газпромом» не будет продлен. Ведь даже при концентрации H2 в 20% для его передачи нужен основной носитель — природный газ. Да и возможность использовать магистраль под новый ресурс пока только изучают, для этого нет ни законодательной, ни технической базы.

Хотя ее стратегический потенциал огромен. Инфраструктура позволяет транспортировать 146 млрд кубометров ежегодно, сейчас ее используют меньше чем на треть — 40-45 млрд кубометров. Также Украина может предложить значительный объем подземных хранилищ. Но модернизация даже отдельных участков трубы потребует значительных вложений и производить водород в таком количестве будет некому еще многие годы.

Тем не менее в Водородной стратегии Евросоюза Украина обозначена как один ключевых партнеров. ЕБРР уже изучает, сколько страна может дать водорода, кто его будет потреблять, где запускать пилотные кластеры и как соединить их транспортными коридорами, в том числе трубопроводами. Уже весной 2022 года появится первая конкретика, которая позволит предметно начать работу в этом направлении.

«Кто и где будет производить водород, кто и по какой цене будет его покупать, кто потреблять, и как это будет регулироваться законодательно — это те вопросы, которые сейчас являются предметом исследования всех заинтересованных сторон, как в Украине, так и Европе. Наша ключевая роль именно в подготовке инфраструктуры для возможности транспортировки декарбонизированных газов, в том числе и водорода», — отметила директор по международным отношениям ОГТСУ Ольга Белькова.

В Минэнерго изданию, в свою очередь, сообщили, что уже работают над Стратегией развития водородной энергетики Украины. К процессу приобщен широкий круг заинтересованных сторон, при поддержке Всемирного банка. Ведомство допустило, что украинская ГТС может стать основой для экспорта H2 в Европу, и анонсировало испытания по прокачке водорода вместе с природным газом на изолированном участке при высоком давлении.

Передовые страны наперегонки развивают водородную энергетику, пытаясь застолбить доминирующие позиции на еще не существующем рынке. Очевидно, что Украина не владеет такими ресурсами, но уловив общие настроения, как минимум в Европе, корректирует свой курс, чтобы не пропустить «окно возможностей». Ведь зависимость от российского транзита, налоги на CO2 и даже глобальное потепление — это проблемы, которые куда ближе, чем может показаться.

Владислав Красинский, РБК-Украина