С января 2020 года в России начнется реализация комплексной программы «Атомная наука, техника и технологии», нацеленной в том числе на развитие водородной энергетики. Программа разработана в «Росатоме». Ее финансирование составит 88,5 млрд руб. до 2025 года, сообщалось летом 2019 года в корпоративном издании «Страна и Росатом». Порядка половины средств будет выделено из федерального бюджета, остальное — из других источников (из каких именно, не уточнялось).
В сентябре 2019 года стало известно, что компания «Русатом Оверсиз» (отвечает за продвижение на зарубежных рынках проектов «Росатома») проведет исследования, необходимые для разработки этой программы. Об этом было объявлено вслед за прозвучавшим этим летом призывом главы Международного энергетического агентства (МЭА) Фатиха Бероля форсировать развитие проектов по водородной энергетике. По оценкам международного Совета по водородным технологиям (Hydrogen Council), к 2050 году за счет водородной энергетики будет покрываться 18% всех глобальных энергетических потребностей.
Выбор технологии
Сейчас в мире производят порядка 75 млн т водорода. С помощью электрических установок добывается лишь 100 тыс. т (около 0,1%). «95% всего водорода производится по технологии паровой конверсии (риформинга) метана и угля. Основным побочным продуктом при этом является углекислый газ, и в таком процессе сокращение углеродного следа недостижимо. Декарбонизации способствует водород, произведенный за счет электролиза воды с использованием генерации ВИЭ», — объясняет директор Ассоциации развития возобновляемой энергетики, партнер компании Vygon Consulting Алексей Жихарев.
Стратегия МЭА нацелена на то, чтобы с помощью водородной энергии существенно снизить выбросы парниковых газов в атмосферу, то есть ставка делается на возобновляемые источники энергии (ВИЭ).
В то же время крупнейшие энергетические компании России «Газпром» и «Росатом» работают над технологиями получения водорода с минимальным углеродным следом.
«Термохимическое разложение воды на высокотемпературных ядерных реакторах — весьма перспективная технология, — говорит директор Института арктических технологий Юрий Васильев. — Однако мы не должны закрывать глаза на проблему накопления и утилизации ядерных отходов».
Не только в России, но также в Европе и США не сделан однозначный выбор в пользу технологий получения водорода посредством ВИЭ. Французский энергетический концерн EDF в 2019 году заявил, что начнет выработку водорода из атомной энергии сразу в 16 проектах в Европе. Известно также, что итальянский концерн Enel работает над получением водорода с газохимического предприятия.
«В краткосрочной перспективе использование парогазовой конверсии метана для добычи водорода эффективнее. Но такой водород не будет «зеленым», так как при его производстве выделяется такое же количество двуокиси углерода, как при простом сжигании метана. Чтобы внести «вклад в декарбонизацию атмосферы», двуокись углерода надо «ловить и хранить», что серьезно повышает стоимость производства», — уверен Юрий Васильев.
Цена вопроса
По оценкам МЭА, себестоимость производства водорода из природного газа составляет $1,5–3,5 за 1 кг. Себестоимость килограмма водорода, полученного с помощью ВИЭ, выше — $2–6. В Китае она самая низкая, а в Японии самая высокая. В то же время расходы на генерацию посредством ВИЭ сокращаются с каждым годом. По прогнозу МЭА, в 2030 году расходы на производство водорода снизятся на 30%. В BloombergNEF в исследовании New energy outlook 2019 прогнозируют, что к 2030 году себестоимость производства водорода из ветряной или солнечной энергии может сократиться до $1,4 за 1 кг, а к 2050 году — до $0,8. Однако одновременно дешевеет и природный газ. По данным «Газпрома», в третьем квартале 2019 года средняя цена реализации 1 тыс. куб. м газа в ЕС уже составила $169,8. Это самые низкие цены за последние 15 лет.
Инвестиции и перспективы
По оценкам Hydrogen Council, переход мировой экономики на водород потребует ежегодных суммарных инвестиций в размере $20–25 млрд по всему миру.
Для транспортировки водорода можно использовать готовые мощности. Так, уже с 2014 года в Германии генерирующая водородная станция отправляет потребителям водород через местную газораспределительную сеть — около 2% всего объема. В России рассматривают возможности использовать для экспорта водорода мощности, предназначенные для транспортировки СПГ.
В 2017 году японская компания Kawasaki Heavy Industries начала изучать возможности получения его с производства в Магаданской области. А в сентябре 2019-го, как сообщал «Росатом», компания «Русатом Оверсиз» и Агентство по природным ресурсам и энергетики Японии подписали соглашение о сотрудничестве на 2020–2021 годы, речь в том числе идет о пилотном проекте экспорта водорода из России в Японию. В проекте рассматривается возможность производства водорода для японского рынка методом электролиза.
Чтобы интегрировать российских производителей в мировую водородную экономику, «необходимо в первую очередь сформировать систему нормативно-правового регулирования, гармонизированную с международной системой кодов и стандартов», уверен вице-президент Международной ассоциации по водородной энергетике Александр Раменский.
Зачем нужен водород
Основные потребители водорода на сегодняшний день — химические предприятия, производители аммиака и метанола.
В США, Японии и некоторых европейских странах энергоустановки с водородными элементами применяют для электро- и теплоснабжения зданий. В Японии принята госпрограмма создания бытовых автономных водородных станций.
На рынке уже есть несколько серийных моделей легковых автомобилей на водородных топливных ячейках. Это Hyundai ix35 Fuel Cell, Toyota Mirai и Honda Clarity.